RAGNATELA D’ACQUA SUPER RESISTENTE

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Ago 242017
 

Nella ricerca finalizzata alla realizzazione di nuovi tessuti, di nuove fibre in grado di possedere caratteristiche migliori, sono spesso stati presi in considerazione i ragni e le proprie magnifiche realizzazioni. Le ragnatele, infatti, hanno proprietà meccaniche straordinarie, ma gli studi condotti fino a qui non hanno portato a nessun risultato tale da giustificarne il loro utilizzo. Si è tentata anche la via dell’allevamento, cercando di raccogliere questi animali in luoghi idonei, come si fa per i bachi da seta; ma l’operazione si è dimostrata impossibile perché i ragni tendono a divorarsi reciprocamente.Ragnatela01

Ma cos’è e com’è fatta una ragnatela? Si tratta di una sottile tela costituita da microscopici fili di materiale viscoso e non viscoso prodotti dalle loro ghiandole interne, chiamate seritteri. Ciò che risulta incredibile di questa secrezione, è l’estrema resistenza. Una ragnatela può infatti essere paragonata a un buon acciaio, ma con una densità 5 volte minore, per cui il carico di rottura è, a parità di sezione, 5 volte superiore.

L’osservazione e lo studio delle ragnatele, ha portato gli scienziati dell’Università di Cambridge in Inghilterra a realizzare una nuova fibra partendo da un nuovo materiale chiamato idrogel, che è composto per il 98% da acqua e per il restante 2% da silice e cellulosa. Questi componenti, sono poi tenuti insieme da particolari molecole.

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Durante la lavorazione, l’acqua viene fatta evaporare lasciando soltanto questo filamento sottile e leggero, ma super-resistente. L’ulteriore vantaggio, deriva dal fatto che la lavorazione può avvenire a temperatura ambiente e senza l’uso di sostanze chimiche, quindi con un processo molto più green rispetto a quelli utilizzati per la produzione di fibre sintetiche tipo il nylon.

La sperimentazione è ancora in corso e sono stati prodotti solo pochi milligrammi di questa nuova fibra, ma gli scienziati sono ottimisti e sperano presto di poter replicare su larga scala la produzione di questo incredibile filato i cui usi potrebbero spaziare dal campo aeronautico a quello della sicurezza a quello manifatturiero specifico dell’abbigliamento.

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FIBRE TESSILI CHIMICHE

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Mag 242016
 

FIBRE TESSILI1

Le fibre tessili utilizzate per il confezionamento degli indumenti possono essere naturali oppure ottenute attraverso particolari lavorazioni chimiche di prodotti naturali o sintetizzati da altre sostanze.

Nel passato le fibre tessili erano ottenute esclusivamente dalla lavorazione di sostanze naturali di origine vegetale (cotone, canapa, lino, ecc.), di origine animale (lana e seta) o di origine minerale (lana di vetro, fibre di amianto, ecc.).

Solo in epoca recente, lo sviluppo tecnologico e la scoperta di nuovi materiali, hanno consentito lo sviluppo di fibre artificiali e sintetiche. Queste sono create dall’uomo utilizzando composti esistenti in natura come la cellulosa, il petrolio, l’azoto ed altri elementi trattati poi chimicamente con altre sostanze. Andiamo alla scoperta delle fibre chimiche e scopriamone le differenze.

FIBRE ARTIFICIALI

E’ del 1884, ad opera del conte De Chardonnet, la realizzazione della prima fibra artificiale; egli riuscì a trasformare un po’ di nitrocellulosa in un filo attraverso l’estrusione. Fu il primo passo che portò alla realizzazione del rayon prima fibra artificiale della storia.

Approfondisco: il processo di estrusione è un tipo di lavorazione industriale che consente di produrre pezzi a sezione costante, come ad esempio tubi, barre, profilati, lastre, attraverso un’azione di deformazione plastica del materiale da estrudere. 

Le fibre artificiali si ottengono da materie prime rinnovabili, come la cellulosa del legno e i linters di cotone, e sono del tutto assimilabili alle fibre naturali.

Approfondisco: i linters sono le fibre corte dei semi del cotone che vengono utilizzate per la produzione del rayon. 

Infatti, l’elemento di partenza è un materiale naturale come ad esempio le fibre di legno. Queste, vanno fatte reagire chimicamente con un’altra sostanza. Se facciamo reagire, ad esempio, le fibre di legno con soda caustica queste si sciolgono. Unendo il tutto con solfuro di carbonio si ottiene una sostanza che può essere estrusa a formare un filato che prende il nome di rayon.

Le fibre artificiali più importanti, sono:

  1. Rayon o viscosa;
  2. Lyocell;
  3. Acetato o diacetato di cellulosa;
  4. Lanital.
RAYON o VISCOSA:

RayonSi tratta di una fibra trasparente ottenuta dalla cellulosa del legno o dalle fibre del cotone.

Le fibre vengono sciolte con soda caustica e fatte poi reagire con solfuro di carbonio. Il composto così ottenuto è una sostanza colloidale chiamata viscosa. Questa sostanza artificiale è igroscopica, quindi risulta molto confortevole a contatto con la pelle. Data la sua lucentezza fu chiamata seta artificiale.

LYOCELL:

LyocellE’ anche questa una fibra cellulosica simile alla viscosa ma a differenza di questa non utilizza la soda caustica per essere disciolta e poi frantumata. Presenta la consistenza del miele ma dopo la filatura indurisce. Le sue caratteristiche sono resistenza, traspirabilità e igroscopicità. Resiste a lavaggi fino a 40°C oltre i quali restringe. Si presenta al tatto morbida e lucida e viene utilizzata per la produzione di abbigliamento tecnico e l’arredamento.

ACETATO o DIACETATO DI CELLULOSA:

AcetatoE’ una fibra artificiale a base di anidride acetica e di cellulosa composta da 2 molecole di acetato su uno strato di cellulosa.

È utilizzato come fibra sintetica per la produzione di fodere, per la fabbricazione di occhiali da vista e da sole, per la realizzazione di fogli trasparenti a basso spessore utilizzati per la produzione di maschere protettive o schermature per lampade.

LANITAL:

LanitalE’ una fibra realizzata negli anni che precedono la seconda guerra mondiale ed è tratta dalla caseina, una proteina del latte. Ha una struttura molecolare molto simile alla lana con cui condivide le principali proprietà di calore, morbidezza, sofficità e voluminosità.

FIBRE SINTETICHE

Le fibre sintetiche, che risalgono agli anni tra il 1930 e il 1940, si differenziano dalle fibre artificiali perché la materia prima da cui hanno origine non è un prodotto naturale, ma una sostanza chimica creata dall’uomo. Si tratta di monomeri ottenuti dalla sinterizzazione del petrolio uniti a formare grandi catene molecolari chiamate polimeri come per le materie plastiche con cui condividono pregi e difetti. Infatti, queste fibre create in laboratorio, possono essere programmate per creare una infinita varietà di soluzioni, adatte ad ogni necessità. Possono essere meccanicamente resistenti, non attaccatili da muffe o batteri, lucenti o opache, ma al tempo stesso presentano l’inconveniente di non essere bio-degradabili, per cui fortemente inquinanti.

Le fibre sintetiche più importanti. sono:

  1. Acrilico;
  2. Kevlar;
  3. Nylon;
  4. Poliestere;
  5. Elastan;
  6. Gore-tex.
ACRILICO:

AcrolicoLe resine definite acriliche sono ottenute dalla polimerizzazione di monomeri acrilici derivati principalmente dall’acido acrilico e presentano particolari peculiarità come la resistenza alla fiamma, l’elasticità, l’antistaticità. In Italia la produzione di fibre acriliche è dovuta alla società Edison di Marghera ed ha riguardato soprattutto la produzione di fiocco tinto in una gamma infinita di colori e utilizzata in campo tessile.

Approfondisco: il monomero, in chimica è una molecola semplice in grado di combinarsi in maniera ripetuta con altre molecole dello stesso tipo per formare una macromolecola.

KEVLAR:

KevlarE’ una fibra sintetica aramidica creata da Stephanie Kwolek nel 1965 ed ha come caratteristiche principali l’enorme resistenza meccanica alla trazione (5 volte superiore a quella dell’acciaio). In virtù della sua resistenza meccanica, al calore e fiamme dirette, è stata utilizzata per la realizzazione di indumenti tecnici, giubbotti anti proiettile, componenti aerei e per imbarcazioni.

NYLON:

NylonIl nylon (nailon) è la più conosciuta tra le molecole poliammidiche sintetiche e fu scoperta nei laboratori DuPont nel 1937-38. Il nome deriva da una scelta casuale effettuata da John W. Eckelberry alla DuPont che utilizzò le lettere “nyl” a cui fu associato il suffisso “on perché già utilizzato per altri prodotti tipo cotone (cotton) e rayon. Questa fibra, prodotta come filato, trovò massimo impiego nella realizzazione delle calze da donna, i collant. Oggi è usata anche nell’abbigliamento sportivo, costumi da bagno, intimo e ombrelli.

Approfondisco: la fibra tessile è l’insieme dei prodotti a struttura fibrosa che presentano le caratteristiche di lunghezza e resistenza che li rendono idonei a unirsi in fili sottili continui. Il filato è un insieme di fibre ritorte insieme a formare un unico filo. Questa torsione può essere fatta verso sinistra, secondo una spirale detta a S oppure a destra, secondo una spirale detta a Z.

POLIESTERE:

PoliestereI filati di poliestere, come le materie plastiche, sono formate da lunghe catene di monomeri di carbonio. Le caratteristiche di questi filati sono la tenacità, la resilienza, resistenza all’abrasione, pieghe e calore, elasticità e resistenza agli agenti chimici e fisici. Queste fibre tessili sono disponibili come filato, fiocco e microfibra. Vengono utilizzati molto spesso in combinazione con altri tessuti naturali come ad esempio il cotone per abbinare le proprietà tecniche con un maggior comfort sulla pelle.

ELASTAN:

ElastanE’ una fibra tessile utilizzata per aumentare le proprietà elastiche nei tessuti nota in nord America con il nome di spandex. E’ anche nota con altri nomi tra cui il più conosciuto è lycra resa dispunibile sul mercato nel 1962 ad opera della DuPont. Questa fibra è prodotta attraverso la filatura a secco per estrusione di poliuretano. Essa non è idonea ad essere utilizzata pura per cui la si trova sempre in combinazione con altri tipi di fibre. La caratteristica principale è l’elasticità, infatti può essere allungata fino a 5 volte senza rompersi. Può subire diversi cicli di allungamento e tornare sempre alla dimensione iniziale è leggera, resistente all’abrasione, morbida e liscia al tatto, resistente agli odori.

GORE-TEX:

GoretexE’ una fibra costituita da politetrafluoroetilene e presenta grande impermeabilità e traspirabilità. E’ stata brevettata nel 1976 ed è quindi una delle più recenti scoperte nel campo tessile sintetico. Il tessuto è costituito da una sovrapposizione di 10 membrane di Gore-Tex ciascuna con miliardi di microfori capaci di far passare il vapore acqueo prodotto dalla sudorazione umana. E’ utilizzata per queste sue proprietà per tessuti tecnici in alpinismo e sport estremi.

CONSIDERAZIONI

Le fibre artificiali e sintetiche sono state spesso accusate di causare allergie, cattivi odori e di essere in generale nocive perché prodotte in laboratorio dalla sinterizzazione di prodotti anche nocivi. Sono state spesso accusate anche di non essere confortevoli da indossare e inquinanti.

In realtà si tratta di stereotipi perché frutto di studi continui e di ricerche mirate al miglioramento delle loro qualità e proprietà. La produzione in laboratorio, consente di migliorare drasticamente o cancellare del tutto aspetti negativi tipici dei tessuti facendo si che questi possano essere come “programmati” in modo da risultare rispondenti a specifiche caratteristiche. Possiamo avere così tessuti anallergici, lucidi, opachi, elastici, morbidi, impermeabili, resistenti a fenomeni chimici e fisici, resistenti al fuoco, ecc.

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