Znajdź zawartość

Polietylen, jedno z najbardziej rozpowszechnionych tworzyw sztucznych, rzadko jest wykorzystywany do produkcji ubrań, gdyż nie przepuszcza, ani nie absorbuje wody. Wkrótce może się to zmienić, gdyż amerykańscy eksperci opracowali nowy materiał pochodzący z polietylenu. Nie tylko „oddycha” on lepiej niż bawełna, nylon czy poliester, ale ma też mniejszy ślad ekologiczny, gdyż łatwiej go wytwarzać, barwić, czyścić i używać. Przemysł tekstylny produkuje rocznie około 62 miliony ton tekstyliów. Zużywane są przy tym olbrzymie ilości wody, generowane miliony ton odpadów, a przemysł ten jest jednym z głównych emitentów gazów cieplarnianych, odpowiadając z 5–10% światowej emisji. Recykling używanych ubrań z tworzyw naturalnych wymaga dużych ilości wody i energii, a tekstylia, które są barwione lub złożone z różnych rodzajów materiałów są w ogóle trudne do ponownego przerobienia i użycia. Zespół Swietłany Boriskiny z Massachusetts Institute of Technology rozpoczął pracę od stopnienia sproszkowanego polietylenu o niskiej gęstości, a następnie wyciągnął z niego włókna o średnicy 18,5 mikrometrów. W procesie tym powierzchnia materiału ulega lekkiemu utlenieniu, przez co staje się on hydrofilowy bez konieczności osobnej obróbki chemicznej. Następnie tworzono nici, z których każda składała się z ponad 200 włókien. W procesie tym pomiędzy poszczególnymi włóknami pozostają wolne przestrzenie, którymi może przemieszczać się woda, dzięki czemu materiał wykonany z takich nici może odprowadzać wodę. Gdy badacze zmierzyli, jak szybko woda wędruje wzdłuż nici, okazało się, że jest ona odprowadzana szybciej niż przez bawełnę, nylon i poliester. Okazało się jednak, nowy materiał nie tylko ma obiecujące właściwości odnośnie odprowadzania wody. Badania wykazały, że nowy materiał można barwić na sucho. W procesie tym cząsteczki barwnika zostają uwięzione w materiale jeszcze zanim zostanie on stopiony. Dzięki temu unika się tradycyjnych metod barwienia, kiedy to tekstylia są zanurzane w środkach chemicznych. Co więcej, taki zabarwiony materiał byłby prawdopodobnie znacznie łatwiejszy w recyklingu, gdyż wystarczyłoby go roztopić i odwirować z niego barwnik. Badacze z MIT informują też, że polietylen ma niższą temperaturę topnienia niż inne tworzywa wykorzystywane do produkcji tekstyliów, zatem proces produkcyjny wymaga zużycia mniejszej ilości energii. Ponadto podczas syntezy polietylenu uwalnia się mniej gazów cieplarnianych i ciepła odpadowego, niż podczas produkcji poliestru czy uprawy bawełny. Szczególnie wymagająca jest tutaj bawełna, której uprawa wymaga sporych areałów, zużycia dużej ilości nawozów i wody. Dodatkową zaletą materiałów z polietylenu może być też fakt, że materiał ten łatwiej jest też czyścić i suszyć niż inne tworzywa. Nie brudzi się, bo nic się do niego nie przyczepia. Możesz wyprać polietylen w 10 minut w zimnej wodzie. W przypadku bawełny ten sam efekt uzyskuje się po godzinie prania w ciepłej wodzie, mówi Boriskina. Uczeni pracują teraz nad zastosowaniem włókien polietylenowych w strojach dla sportowców oraz w mundurach. Polietylen może przydać się też w kombinezonach kosmicznych, gdyż chroni przed szkodliwym promieniowaniem UV. « powrót do artykułu

Większość polimerów to dobre izolatory zarówno dla energii elektrycznej, jak i cieplnej. Naukowcom z MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) udało się tak zmienić polietylen - najpopularniejszy z polimerów - że zaczął przewodzić ciepło lepiej niż wiele metali. Pozostał przy tym izolatorem dla elektryczności. Bardzo ciekawą właściwością nowego polietylenu jest fakt, iż przewodzi on ciepło tylko w jednym kierunku. Dzięki temu możne znaleźć zastosowanie tam, gdzie potrzebne jest efektywne odprowadzanie energii cieplnej, czyli np. w urządzeniach chłodzących podzespoły komputerowe. Kluczem do sukcesu było ułożenie molekuł polimeru w jednej linii. Zwykle tworzą one chaotyczną splątaną warstwę. Dokonano tego dzięki powolnemu wyciąganiu włókna polietylenowego z roztworu za pomocą końcówki mikroskopu sił atomowych. Posłużyła on jednocześnie do sprawdzenia właściwości włókna. Badania wykazały, że tak produkowane włókno przewodzi ciepło aż 300-krotnie lepiej od zwykłego polietylenu. Przewyższa pod tym względem połowę metali, w tym żelazo czy platynę. Profesor Gang Chen, szef zespołu badawczego zapewnia, że po udoskonaleniu techniki uda się uzyskać jeszcze lepsze właściwości. Nowy polimer przyda się wszędzie tam, gdzie potrzebujemy dobrego jednokierunkowego przewodnictwa cieplnego. Jeśli dodamy do tego, że polietylen niewiele waży, jest dobrym izolatorem elektrycznym oraz wykazuje stabilne właściwości chemiczne, to pole jego zastosowań znacznie się zwiększy. Wszystko zależy oczywiście od tego, czy uda się opracować tanie techniki masowej produkcji nowego materiału.

Olbrzymia nadmuchiwana wieża mogłaby wynosić ludzi na skraj przestrzeni kosmicznej. Nie byłyby więc potrzebne wahadłowce, a projekt dałoby się zrealizować prędzej niż windę. Jak twierdzą Brendan Quine, Raj Seth i George Zhu z York University w Toronto, w 15-km wieży wykorzystano by pneumatyczne moduły, które już teraz widuje się na niektórych statkach kosmicznych. Należałoby tylko wybrać odpowiednią lokalizację, np. szczyt góry. Wtedy konstrukcja sięgnęłaby na wysokość ok. 20 km. Znacznie ułatwiłoby to badanie atmosfery, komercyjne podróże kosmiczne bez konieczności zmagania się z mikrograwitacją czy wprowadzanie wahadłowców na orbitę. Wg Kanadyjczyków, wieża powinna się składać z serii modułów. Wybrano już nawet odpowiedni materiał – rurki z kompozytu kevlarowo-polietylenowego. Po nadmuchaniu lekkim gazem, np. helem, stawałyby się sztywne, co stabilizowałoby budowlę. Zespół przeprowadził próby z miniaturowym 7-metrowym modelem wieży. Miała ona 6 modułów. W każdym znajdowały się 3 laminowane polietylenowe rurki o średnicy 8 cm. Otaczały one okrągłe odstępniki, które należało nadmuchać. Pełnowymiarowa struktura, jeśli, oczywiście, powstanie, będzie wymagać zastosowania we wszystkich 100 modułach dwóch elementów: żyroskopu i stabilizatora. Przewidywane rozmiary modułów są imponujące; warto wspomnieć choćby o 150 m wysokości i 230 m średnicy. W tym przypadku rury będą miały w przekroju nie 8 cm, lecz 2 metry. Po nadmuchaniu waga pojedynczego pierścienia wzrośnie do 800 tys. ton. Naukowcy są przekonani, że awaria kilku nawet modułów nie zagrozi całości konstrukcji. Podkreślają, że w przeciwieństwie do windy, wieżę można wykonać z już istniejących materiałów. W przyszłości warto by ją tylko przedłużyć z 20 do 200 km, wtedy otworem stanęłaby niska orbita okołoziemska (ang. low Earth orbit, LEO).

Specjaliści od dawna wiedzieli, że polietylen jest wyjątkowo odpornym materiałem, który może powstrzymywać pociski. Dotychczas jednak nikomu nie udało się stworzyć na tyle mocnego polietylenowego włókna, by można było ten materiał wykorzystać do produkcji kamizelek kuloodpornych. Dokonała tego niedawno firma DSM z Holandii. Sprzedaje ona materiał o nazwie Dyneema SB61. Wiadomo o nim jedynie tyle, że zostało stworzone z polietylenu. Wiadomo również, że jest 15-krotnie mocniejsze od stali i o 40% bardziej wytrzymałe od kewlaru. Amerykańska firma Body Armor produkuje z niego kamizelki kuloodporne dla policji. Grubość takiej kamizelki to jedynie... 5 milimetrów. Dyneema SB61 zastąpi prawdopodobnie inny polimerowy materiał o nazwie Zylon. W ubiegłym roku Departament Sprawiedliwości zakazał używania kamizelek z Zylonu, gdy okazało się, że woda prowadzi do degradacji materiału i kilku policjantów odniosło poważne rany, gdyż nieświadomi niczego używali kamizelek z Zylonu. Na szczęście żadna z kul nie przebiła kamizelki. Ich uderzenia spowodowały jednak groźne obrażenia. Tego typu rany stają się coraz większym problemem, w miarę jak kamizelki kuloodporne są coraz cieńsze. Lekarze często bowiem, widząc ranę, uznają, że w ciele tkwi kula i przeprowadzają niepotrzebną operację.