Ubrania specjalne bezpieczniejsze? Polski doktor pracuje nad tym

Dr inż. Piotr Szewczyk z Akademii Górniczo-Hutniczej pracuje nad włóknami, które będą zastosowane w ubraniach specjalnych strażaków.

Ubrania specjalne strażaków często zawierają PFAS, czyli związek fluoru, który w pewnych postaciach jest nieszkodliwy i daje odporność na wysokie temperatury. Jednak pojawił się problem, według ostatnich badań uszkodzone struktury związku wydzielają szkodliwe substancje mogące przyczynić się do powstania nowotworów.

Dr inż. Piotr Szewczyk z Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Akademii Górniczo-Hutniczej pracuje nad ognioodpornymi włóknami, które będą pokryte nanocząstkami. Zapewnią one polimerom ochronę przed spalaniem i wyeliminują problem wydzielania szkodliwych substancji.

– To zawód, który już i tak podejmuje olbrzymie ryzyko – mówi o motywacji do ulepszenia strojów strażackich dr inż. Piotr Szewczyk – wypadałoby więc pozbyć się ryzyka występującego w rzeczach, których muszą używać. Obecnie strażacy i strażaczki często nie mają wyboru, bo nie ma innych materiałów, które oferowałyby np. podobne własności wytrzymałościowe w danej temperaturze, więc wolą pracować w potencjalnie rakotwórczych mundurach niż zrezygnować z ochrony, która dzieli ich od utraty zdrowia i życia.

Do produkcji włókniny doktor zamierza wykorzystać elektroprzędzenie.

To technika, która pozwala na uzyskiwanie włókniny z polimerów, do których na etapie produkcji można dodawać różne cząsteczki. Prace rozpoczyna się od przygotowania roztworu – polimer, z którego chcemy uzyskać włókno, rozpuszcza się w konkretnym rozpuszczalniku. Następnie ten roztwór wprowadza się do strzykawki, którą montuje się w pompie. Stamtąd roztwór trafia do dyszy, czyli zwykle igły. Kluczowe jest to, że ta dysza znajduje się pod wysokim napięciem, rzędu dziesiątek kilowoltów, a w odległości kilkunastu centymetrów znajduje się kolektor. W ten sposób pomiędzy igłą a kolektorem powstaje bardzo silne pole elektrostatyczne, które zaczyna wyciągać strugę polimeru, a ta zaczyna odkładać się na kolektorze, najczęściej metalicznym cylindrze. Struga polimeru jest na tyle cienka, że cały rozpuszczalnik, który znajduje się w roztworze, odparowuje zanim dotrze do kolektora – wyjaśnia AHG. Wyzwanie polega na tym, by cząsteczki, które mają stworzyć wierzchnią, ognioodporną warstwę włókna, nie mieszały się z polimerem, ale owinęły się wokół niego i stworzyły swego rodzaju otulinę.

Piotr Szewczyk otrzymał finansowanie w konkursie MINIATURA 8 Narodowego Centrum Nauki na realizację projektu „Ogniotrwałe włókniny elektroprzędzone o wysokiej wytrzymałości mechanicznej”.

Środki mają pozwolić naukowcowi sfinansować zakup niezbędnego sprzętu do sprawdzenia właściwości opracowywanych włóknin.

Jak informuje AGH, pierwsze etapy weryfikacji odbędą się za pomocą aparatury dostępnej już na uniwersytecie. A nowy sprzęt zostanie wykorzystany do przeprowadzenia normatywnych testów spalania, które potwierdzą lub nie zamierzonego efektu.

Jeżeli testy potwierdzą, że opracowana włóknina ma wszystkie założone w projekcie właściwości, to możliwe będzie podjęcie prób jej zastosowania.