Znajdź zawartość

Każdego roku ludzie pozbywają się 92 milionów ton ubrań i innych tekstyliów. Mniej niż 15% z nich jest poddawanych recyklingowi, a jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy jest trudność w sortowaniu. Naukowcy z University of Michigan stworzyli niedrogie włókna fotoniczne, które wszyte w ubrania pozwolą na określanie ich składu i automatyczne sortowanie. To jak kod kreskowy wszyty w tkaninę. Możemy przystosować włókna tak, by były widoczne gołym okiem, ujawniały się wyłącznie w bliskiej podczerwieni czy też stanowiły kombinację obu tych metod odczytu, mówi profesor Max Shtein. Metki na ubraniach często nie pomagają w sortowaniu. Mogą zostać przecież wycięte lub też nadruk na nich się spierze. Nowe włókno, po wszyciu w materiał, może pozostać niewidoczne, dopóki nie zostanie na taśmie sortującej oświetlone w podczerwieni. Systemy sortowania wykorzystujące podczerwień są już wykorzystywane do rozpoznawania materiałów i działają dzięki różnej sygnaturze optycznej, jaką mają materiały o różnym składzie. Oczywiście materiały wykorzystywane w tkaninach również mają różne sygnatury optyczne, jednak większość tkanin wykonana jest z różnych materiałów, przez co taka metoda sortowania nie do końca zdaje egzamin. Żeby dobrze przeprowadzić recykling musimy znać dokładny skład tkaniny. Firma zajmująca się np. recyklingiem bawełny nie będzie chciała płacić za materiał, który w 70% składa się z poliestru. Naturalne sygnatury optyczne nie zapewnią odpowiedniej precyzji, ale nasze fotoniczne włókno może dostarczyć wszystkich informacji, zapewnia doktor Brian Iezzi. Fotoniczne włókna, by spełniały swoje zadanie, powinny stanowić około 1% tkaniny. To może zwiększyć koszt gotowego produktu o około 25 centów, to mniej więcej tyle ile wynosi koszt tradycyjnej metki, stwierdza Iezzi. Co więcej, fotoniczne włókno może zawierać też wiele innych informacji, jak np. dane o miejscu i czasie produkcji, może pełnić też rolę hologramu potwierdzającego autentyczność produktu i jego pochodzenie od danego producenta. Tego typu dane konsument mógłby odczytać nawet za pomocą swojego smartfona. Zatem w przyszłości włókno wszyte w ubranie mogłoby stanowić źródło informacji i dla kupującego, i dla firmy prowadzącej recykling, dodaje Iezzi. « powrót do artykułu

Nowe „robotyczne” włókno ułatwi sportowcom trening odpowiedniego oddechu, a osobom po zabiegach chirurgicznych może pomóc w poradzeniu sobie ze zmianami w sposobie oddychania. Włókno, stworzone przez naukowców z USA i Szwecji, czuje na ile zostało rozciągnięte lub ściśnięte natychmiast reaguje, generując nacisk, rozciągając się lub wibrując. Wielowarstwowe włókno zawiera wewnątrz kanał z cieczą. System kontroluje geometrię włókna sterując przepływem cieczy, jak sprężone powietrze czy woda, przez co tkanina z takich włókien zachowuje się jak mięsień. Jest ona również wyposażona w elastyczne czujniki, pozwalające określić, jak bardzo została rozciągnięta. Tkanina złożona z takich włókien jest na tyle cienka i elastyczna, że być zszywana czy tkana na standardowych maszynach. OmniFiber to dzieło naukowców z MIT oraz szwedzkiego KTH (Kungliga Tekniska högskolan – Królewski Instytut Technologiczny). Nowe włókno wykonane zostało z tanich materiałów, którym łatwo jest nadawać różny kształt. Jako, że jego zewnętrza warstwa została wykonana z tworzywa przypominającego poliester, może mieć ono długotrwały kontakt ze skórą. A jego szybki czas odpowiedzi na bodziec, siła i różnorodność reakcji powodują, że otrzymujemy szybką wyraźną odpowiedź na nasze działania. Doktorantka Ozgun Kilic Afsar, jedna z twórczyń włókna mówi, że dotychczas stosowane rozwiązania mają sporo wad. Część z nich jest aktywowana termicznie i przy kontakcie ze skórą mogą się przegrzewać, inne są mało wydajne energetycznie lub wymagają długiego treningu. Często też ich czasy reakcji są bardzo powolne, co poważnie ogranicza ich możliwość użycia. Naukowcy przetestowali swój wynalazek szyjąc rodzaj bielizny, którą śpiewacy mogliby nosić, by monitorować i odtwarzać ruch swoich mięśni oddechowych. Włókno reagowało też na ruchy ich mięśni tak, by przybierali odpowiednią postawę i odpowiednio oddychali w czasie śpiewania. Nic zresztą dziwnego, że twórcy włókna pomyśleli o takich zastosowaniach. Matka Afsar jest śpiewaczką operową. Dlatego też podczas prac nad włóknem naukowcy współpracowali ze śpiewaczką Kelsey Cotton. Cotton miała na sobie bieliznę wykonaną z nowych włókien i rejestrowali dane pochodzące ze znajdujących się w niej czujników. Następnie dane te były automatycznie przekładane na odpowiednią odpowiedź zwrotną bielizny. W końcu osiągnęliśmy oczekiwany przez nas poziom czułości i reakcji. Dzięki temu będziemy mogli np. rejestrować i zapisywać to, co dzieje się z ciałem doświadczonego śpiewaka, a następnie wspomóc w ten sposób kogoś, kto się dopiero uczy. Nie tylko możemy więc zbierać dane os eksperta, ale dotykowo przekazać je nowicjuszowi, cieszy się Afsar. Mimo, że wstępne badania nad tkaniną wykonywano pod kątem nauki śpiewu, to samo podejście może znaleźć zastosowanie u sportowców. Dzięki niej możliwe byłoby szybsze przekazanie początkującemu biegaczowi informacji o prawidłowym oddechu czy pracy mięśni pozyskanych od starszego doświadczonego zawodnika. W końcu zaś, jak przewidują twórcy tkaniny, możliwe będzie wykorzystanie jej do rekonwalescencji po chorobach czy zabiegach wpływających na układ oddechowy. Taka tkanina mogłaby też posłużyć jako alternatywna metoda leczenia bezdechu sennego. Fizjologia oddechu jest skomplikowana. Nie mamy świadomości, jakich mięśni używamy, stwierdza Afsar. Dlatego też tkanina potrafi monitorować działanie różnych grup mięśni, rejestrować je i stymulować ich ruch. Twórcy nowatorskiego włókna pracują nad dalszą miniaturyzacja elektroniki i systemu sterowania przepływem skompresowanego powietrza, by jak najmniej były one odczuwalne oraz nad technologią produkcji jeszcze dłuższych włókien. W ciągu najbliższych miesięcy chcą rozpocząć eksperymenty z wykorzystaniem tkaniny do uczenia początkującego adepta śpiewu prawidłowej pracy z oddechem. Później zaś tkanina będzie wykorzystywana do ćwiczeń z innymi rodzajami ruchu, wykonywanymi przez choreografów czy tancerzy. « powrót do artykułu

Polsko-brytyjsko-bułgarski zespół naukowców zaprezentował nową klasę aktywnych mikropływaków. By uzyskać pływaki, wystarczy schłodzić 3-składnikową mieszaninę, złożoną z kropli oleju, wody i środka powierzchniowo czynnego (surfaktanta). Powolne chłodzenie takiej zawiesiny prowadzi do powstania niesferycznych kropli. Później wytwarzają one nitkowate struktury przypominające bakteryjne wici, które indukują ruch. Opisane zmiany są w pełni odwracalne (uczeni podkreślają, że kluczem do tego są cykliczne zmiany temperatury otoczenia). Autorami artykułu z pisma Nature Physics są specjaliści z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu w Cambridge, Queen Mary University of London oraz Uniwersytetu Sofijskiego im. św. Klemensa z Ochrydy. Mikrokropelki w emulsji pływają, wytwarzając wici Obserwacje można było prowadzić pod mikroskopem, ponieważ kropelki mają średnicę ok. 20 mikrometrów. Okazało się, że podczas chłodzenia krople oleju w wodnym roztworze środka powierzchniowo czynnego mogą tworzyć włókna (jak już wspominaliśmy, przypominają one wici bakterii). Są one wytwarzane dzięki wytłaczaniu materiału z wnętrza kropli. Należy dodać, że początkowo włókno jest proste, lecz rosnąc, ulega niestabilności wyboczeniowej. Ostateczny kształt jest wynikiem współzawodnictwa jego elastyczności oraz hydrodynamicznego oporu płynu. Podczas powolnego chłodzenia w temperaturach ok. 2-8°C cząsteczki surfaktanta w środku kropli zaczynają tworzyć fazę plastyczną i odkształcają mikrokrople w taki sposób, że w jednym lub paru miejscach na powierzchni zaczynają one wytwarzać wydłużone struktury. Tworzenie się włókien wywołuje ruch kropli. Proces jest całkowicie odwracalny - wystarczą cykliczne zmiany temperatury otoczenia. Przed wytworzeniem wici krople przybierają wielokątne kształty. Dzieje się tak, gdyż surfaktant zamarza przy ich powierzchni. Prezentujemy nową klasę aktywnych, elastycznych mikropływaków, wytwarzanych przez proste schłodzenie 3-składnikowej mieszaniny. Są one łatwe do kontrolowania, a ich wytworzenie jest tanie. Dzięki temu mamy proste narzędzie do badania dynamiki znacznie bardziej skomplikowanych układów biologicznych – wyjaśnia dr Maciej Lisicki z Wydziału Fizyki UW. Zmieniając temperaturę zewnętrzną i kontrolując szybkość chłodzenia, jesteśmy w stanie zaobserwować powstawanie misternych struktur geometrycznych przypominających wici pływających mikroorganizmów. Surfaktanty użyte w tym badaniu są biokompatybilne, a zatem układ tego typu może być przydatny w dalszych badaniach dynamiki materii aktywnej, zwłaszcza w mieszaninach sztucznych i biologicznych mikropływaków, w celu badania ich kolektywnej dynamiki i oddziaływań pomiędzy pływakami - dodaje. Naukowcy analizują deformacje włókien i wiążą je z ruchem kropelek. Korzystając z narzędzi teoretycznych do opisu dynamiki płynów w mikroskali, jesteśmy w stanie zrozumieć, dlaczego te włókna się tworzą, wyjaśniamy ich kształty i określamy ilościowo obserwowany ruch kropel - tłumaczy dr Lisicki. Wieloletnia współpraca Zespół prof. Nikolaia Denkova z Uniwersytetu Sofijskiego zsyntetyzował krople i przeprowadził eksperymenty (naukowców z Bułgarii wspierali na tym etapie uczeni z grupy dr. Stoyana Smoukova z Queen Mary University of London). Model teoretyczny opisujący dynamikę nowych cząstek aktywnych sporządzili dr Lisicki, a także dr Gabriele De Canio i prof. Eric Lauga z Uniwersytetu w Cambridge. « powrót do artykułu

Konopie siewne (Cannabis sativa) przez wieki stanowiły ważne źródło włókien do produkcji tekstyliów, wykorzystywano je do produkcji oleju czy w medycynie. Jednak w XX wieku wykorzystanie tej rośliny znacząco się zmniejszyło. W miarę, jak pozyskiwana z niej marihuana była coraz szerzej wykorzystywana w celach rekreacyjnych, kolejne rządy nakładały ograniczenia prawne na konopie. To zaś spowodowało, że ich historia genetyczna pozostawała niezbadana. Luca Fumagalli z Uniwersytetu w Lozannie stanął na czele międzynarodowego zespołu naukowego z Chin, Wielkiej Brytanii, Indii, Pakistanu i Kataru, którego członkowie przeanalizowali genom 110 roślin reprezentujących pełne spektrum odmian Cannabis. Na tej podstawie zidentyfikowali czas o źródło udomowienia, wzorce różnicowania się po udomowieniu oraz współczesne zróżnicowanie genetyczne konopi. Wykazaliśmy, że gatunek C. sativa został po raz pierwszy udomowiony we wczesnym neolicie w Azji Wschodniej i że wszystkie obecnie występujące odmiany pochodzą od dzikich i uprawnych odmian z terenu współczesnych Chin, czytamy w artykule w Science Advances. Z danych genetycznych wynika, że do udomowienia doszło około 12 000 lat temu i zbiega się ono w czasie z pojawieniem się na terenie południowych Chin i Tajwanu ceramiki sznurowej. W materiale archeologicznym z kolejnych tysiącleci pojawia się coraz więcej śladów konopi. Znamy np. japońską ceramikę sprzed 10 000 lat skojarzoną z nasionami, a 7500 lat temu w Chinach i Japonii stale pojawiają się artefakty powiązane z Cannabis. Z artykułu dowiadujemy się też, że przed 4000 lat zróżnicowanie genetyczne Cannabis zaczęło się zwiększać, co z czasem doprowadziło do powstania współczesnych wyspecjalizowanych odmian. Uprawy tej rośliny zaczęły rozprzestrzeniać się w kierunku Europy i Bliskiego Wschodu. Już co najmniej 2500 lat temu na terenie zachodnich Chin konopie były używane w celach rytualnych, produkowano z nich m.in. napoje alkoholowe. Pierwsze archeobotaniczne dane świadczące o obecności Cannabis na subkontynencie indyjskim pochodzą sprzed 3000 lat. Co interesujące, w przeciwieństwie do tego co wiemy z Chin, indyjskie teksty sprzed 2000 lat mówią o tym, że konopie były wykorzystywane tutaj wyłącznie w celu odurzania się. Narkotyki wytwarzane w konopi pojawiły się w Afryce w XIII wieku, do Ameryki Łacińskiej dotarły w wieku XVI, a do Ameryki Północnej w XX wieku, gdzie trafiły z Indii. Kultywary konopi do Nowego Świata przywieźli Europejczycy w XVII wieku, zaś w połowie XIX wieku w Ameryce Północnej europejskie kultywary zostały wyparte przez odmiany chińskie. « powrót do artykułu