미니 카딩 시스템을 사용하여 면직물 공장 파일럿 공장에서 생산된 구리 산화물 나노 플라워를 포함하는 면 웹. 그대로 사용하거나 추가 가공하여 내구성 있는 부직포를 만들 수 있습니다.
세계적 대유행이 사회에 충격파를 던진 시기에 박테리아, 바이러스 및 기타 병원체와 싸울 수 있는 제품의 필요성이 그 어느 때보다 시급해졌습니다. 다행스럽게도 USDA의 Agricultural Research Service 연구원들은 수년 동안 강력한 항균 도구를 연구해 왔으며 최근 두 명의 ARS 연구원이 이 기술을 기반으로 은 및 산화구리 나노입자로 가공된 혁신적인 항균, 항진균 및 항바이러스 면 제품을 만들었습니다.
지난 몇 년 동안 루이지애나주 뉴올리언스에 있는 ARS 남부 지역 연구 센터의 연구원 남성현은 면 섬유에 은 나노 입자(알려진 항균제)를 삽입하는 기술을 완성해 왔습니다. 그 결과 강력하고 지속적인 세균 사멸 능력이 있는 면 소재의 섬유 제품이 탄생했습니다. 일부 나노 입자 처리 직물은 이미 시장에서 구할 수 있지만 코팅 방법을 사용하여 생산되어 병원체에 대해 훨씬 덜 효과적입니다.
일반적으로 기존 제품은 나노입자가 직물의 표면에 도포되어 사용 및 세탁 시 빠르게 탈착 되는 경향이 있다. Nam의 기술의 천재성은 금속 나노 입자가 실제로 면 섬유 내부에서 합성되어 훨씬 더 단단히 결합된다는 사실에 있습니다.
일반적으로 널리 사용되는 나노입자 생성 공정에는 두 가지 요소가 포함됩니다. 하나는 전구체 금속 이온을 원소 형태로 변화시키는 화학물질인 "환원제"와 나노입자가 덩어리로 뭉치는 것을 방지하는 "안정화제"입니다. 큰 입자. 기존 접근 방식은 이러한 기능을 수행하기 위해 화학 첨가제를 사용하지만 Nam의 접근 방식에서는 면 내부에서 나노 입자가 합성되는 방식 때문에 섬유 자체가 환원제와 안정화제 역할을 모두 수행합니다.
결과는 놀라웠습니다. 나노 입자가 포함된 면 섬유로 만든 청소용 천은 세탁기를 수없이 돌려도 나노 입자와 관련된 항균 특성을 유지합니다. 이는 소비자와 환경 모두에 더 나은 결과를 가져옵니다. 더 이상 많은 양의 일회용 물티슈를 버릴 필요가 없습니다. 나노 입자가 포함된 면 기반 물티슈는 쉽게 생분해됩니다.
SRRC에서 개발된 분석 방법을 사용하여 내부적으로 형성된 산화구리 나노 플라워를 확인하기 위해 투과 전자 현미경을 사용하여 면섬유의 단면을 이미지화할 수 있습니다. 삽입: 개별 산화구리 나노플라워의 주사 전자 현미경 이미지.
그녀의 공동 작업자인 ARS SRRC의 화학자인 Matthew Hillyer와 함께 Nam은 현재 기술을 시장에 이전할 기회를 모색하고 있습니다. 그 성공은 두 사람이 실험실을 꾸리고 집에 갈 준비가 되었다는 의미입니까? 거의 ~ 아니다. Nam과 Hillyer는 면 섬유에 금속 나노입자를 삽입하는 혁신적인 접근 방식을 확인하여 면 합성 공정의 다양성을 입증하기 위해 다른 금속의 나노입자를 생산할 수 있는지 여부를 연구해 왔습니다.
Hillyer는 "우리는 이전에 수행되지 않았던 내부 분산을 위한 합성 방법을 만들었습니다. 그래서 우리는 은에 대해 알고 있는 것을 다른 금속에 체계적으로 적용하고 있습니다."라고 말했습니다.
그들의 연구는 구리와 산소 분자를 결합하는 금속 화합물인 산화구리(산화제1구리라고도 함)를 찾아냈습니다. 상업적으로는 구리가 은보다 훨씬 저렴하기 때문에 매력적입니다. ARS는 은 나노 입자를 포함하는 Nam의 셀룰로오스 섬유와 관련된 특허 출원을 제출했습니다. Hillyer는 내부에 분산된 산화제1구리 나노입자를 포함하는 셀룰로오스 섬유를 개발했으며, 이에 대해 ARS도 특허 출원했습니다.
산화구리의 성공 요인 중 일부는 모양에 있습니다.
남 교수는 “구형인 은나노입자와 달리 산화구리 나노입자는 꽃 모양을 하고 있다”라고” 설명했다. 이 산화구리 나노 플라워는 면섬유 내에서 성장합니다. 투과 전자 현미경으로 보면 수많은 꽃 조각이 섬유의 전체 단면에 분산되어 있습니다.
ARS 연구 화학자 Matthew Hillyer와 연구 엔지니어 남성현이 생산 공정의 여러 단계에서 산화구리 나노 플라워 면직물을 조사하고 있습니다.
그 독특한 모양은 곧 스포츠웨어, 신발 안감, 매트리스 충전재 또는 불쾌한 냄새와 세균의 발생을 억제하는 베개 충전재와 같은 다양한 다른 응용 분야로 꽃을 피울 수 있습니다. 특히 흥미로운 가능성 중 하나는 자주 씻을 수 없고 미생물 오염을 피할 필요가 있는 곳에서 자신을 발견할 수 있는 군인의 경우입니다.
“거즈를 사용한 상처 드레싱은 우리가 이야기한 훌륭한 적용이 될 것입니다.”라고 Hillyer가 말했습니다. 그와 Nam은 또한 가운, 커튼, 장갑 및 마스크와 같은 의료 시설 전반에 걸쳐 사용을 예상합니다.
궁극적으로 듀오는 합성 섬유에서 나노 입자를 자체 생산하는 고유한 프로세스를 달성할 수 없기 때문에 제품의 가치가 면섬유의 사용을 확대할 수 있기를 희망합니다.
남씨는 “섬유 산업에서 면화 활용도를 높일 수 있다”라고” 말했다. “부직포 산업에서 사용되는 대부분의 원료는 폴리에스터, 폴리프로필렌과 같은 합성 섬유이므로 우리의 목표는 면의 새로운 가치를 만들어 그 용도를 확장하는 것입니다.
위험한 미생물의 위협이 커져만 가는 가운데 Nam과 Hillyer의 작업은 바로 그 일을 할 태세를 갖춘 것 같습니다.
출처: Kathryn Markham (HIGH PLAINS JOURNAL)
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