Учёные БФУ занимаются исследованиями полимерных и композиционных материалов — SmartTextiles — уже два года. Подобные ткани — разработка наших учёных. Материал широко используется в медицине, борьбе с ЧС и даже при строительстве авиатрасс. Про особенности чудо-текстиля «Клопс» рассказала заведующая лабораторией SmartTextiles Ольга Москалюк.
Лаборатория SmartTextiles была создана в 2022 году в рамках госпрограммы «Приоритет-2030». По словам Ольги Москалюк, одним из ключевых направлений её работы было взаимодействие с индустрией.
Университету были нужны исследования, которые в ближайшей перспективе могли бы стать практикоориентированными, даже прикладными. Важно было найти предмет разработки, который относительно просто интегрировался бы в технологические процессы и лёг бы в основу создания новой продукции или помог улучшить качество уже существующей. Необходимо было «решить, в том числе, вопрос импортозамещения, который сегодня стоит очень остро», — рассказала учёная.
«Умный» текстиль — это ткани, которые разработаны с использованием новых материалов и технологий и имеют дополнительные опции по сравнению с традиционными. Спектр их возможностей огромен: он включает в себя трансформацию, проведение энергии, отталкивание грязи. Одни ткани способны менять цвет, светиться, трансформировать рисунок, другие — фиксировать данные о состоянии организма или окружающей среде. Такой текстиль может использоваться как для эстетических задач, так и для защиты тела человека, повышения его производительности.
В современном мире «умный» текстиль уже используется во многих привычных сферах: в медицине, в спорте, нефтедобыче. Его применяют в системах подогрева для экстремальных условий, при пошиве обмундирования для спасателей и альпинистов, прогреве беспилотников. И люди, и приборы с помощью полимера нового поколения могут работать даже при очень низких температурах.
Повторяет характеристики кожи
Нити для «умного» текстиля в Калининграде создала Дарья Герасимова — инженер лаборатории SmartTextiles. Сейчас её разработка проходит испытания.
Изначально полимерные нити использовались для создания «суперконструкционных материалов, например, воздуховодов самолётов», пояснила Ольга Москалюк. Однако исследования показали, что они могут быть пригодны и в медицинских целях: в том числе в качестве имплантатов. Такая практика уже реализована в России.
«Они биосовместимы, получается, и обладают схожими характеристиками с костью человека», — пояснила учёная.
А если имплантат из «умного текстиля» встроить в тело, он сможет стимулировать рост клеток, способствуя восстановлению костной ткани. Учёные полагают, что это поможет снова нормально двигаться пациентам после травм с переломами и другими поврждениями скелета.
Сейчас Дарья экспериментирует с приживлением клеток на каркас. Материал очень гибкий и плотный, так что за счёт него можно создавать 2,5- и 3D-конструкции.
Сейчас калининградский «умный» текстиль для медицины проходит доклинические испытания. Сертификат по биологической безопасности исходного сырья производителем уже получен. Исследователи надеются, что в ближайшие пять-восемь лет в России появится своё собственное производство материала, который заменит импортные образцы.
«Зарубежный, естественно, уже все стадии сертификации прошёл, — уточнила Ольга Москалюк. — Успешно импланты из этого материала людям ставятся, но только из американского. Конечно, из-за санкций в нашей стране это [невозможно]».
Умные леггинсы и униформа
Оборудование в лаборатории универсальное — на нём можно создать не только биомедицинские волокна, но электропроводящую нить чёрного цвета. Она нужна для создания тканей, способных самостоятельно нагреваться и удерживать нужную температуру. Такие материалы используются, напрмер, для специальной одежды, систем обогрева взлётной полосы и кровли.
Принципиально задача электроводности тканей в мире уже решена, но для этого к обычным волокнам добавляют металлические. Это сильно сужает спектр применения продукции. На базе лаборатории SmartTextiles БФУ разрабатывают проводящие ток нити и даже элементы микроэлектроники из самих текстильных волокон. Это позволит полностью исключить металл, то есть готовая материя получается максимально тонкая, лёгкая и эластичная.
Виталий Жуков, инженер лаборатории SmartTextiles, создал электропроводящий композитный материал, который можно интегрировать в одежду, например, в «умные» леггинсы. Такая спортивная форма будет отслеживать, правильно ли вы выполняете упражнения, корректно ли работают мышцы.
Можно увидеть в лаборатории и образцы ткани с терморегулирующими свойствами. Они, в отличие от медицинских вариантов, успели найти своего потребителя.
«Система одежды с подогревом уже представлена на рынке. Наш проект реализуется через партнёра в Гатчине, в Ленинградской области. Одежда прошла серийные испытания у сотрудников МЧС (как элемент боевой одежды пожарного), альпинистов. Российский бренд детской одежды уже выпускает изделия с функцией обогрева», — рассказывает Ольга Москалюк.
Сейчас дан старт новому проекту команды учёных из БФУ им. И. Канта — это сетка с антиадгезивным покрытием для поддержки внутренних органов. В её разработке принимают участие и хирурги.
Учёный из Калининграда вошёл в топ-0,05% ученых мира по версии платформы ScholarGPS. Разработки Анатолия Снигирёва, такие как рентгеновские линзы и методы фазоконтрастной визуализации, применяют в медицинской диагностике.
