České nanovlákenné respirátory z netkaných textilií patří podle laboratorních testů k tomu nejlepšímu k ochraně před koronavirem. Jak ale takový respirátor vzniká a čím jsou nanovlákna s českým původem unikátní?
Česká věda má za sebou řadu světově významných objevů. Řada z nich pochází z oblasti syntetických materiálů, kde ty nejznámější má na svědomí Otto Wichterle se svými spolupracovníky. Již v polovině 20. století zpříjemnil život milionům lidí vynálezem měkkých kontaktních čoček či objevem umělého vlákna – silonu, z něhož se vyrábí elastické silonky. Čeští vědci mají díky univerzitám, z nichž nejznámější je v tomto směru i Technická univerzita v Liberci, silné zázemí v oblasti vývoje syntetických materiálů a nanomateriálů. Některé objevy jsou dokonce unikátní i ve světovém měřítku.
Nanospider a technologie elektrostatického zvlákňování
V roce 2003 vynalezl profesor Oldřich Jirsák na katedře netkaných textilií Technické univerzity v Liberci technologii Nanospider využívající tzv. elektrostatické zvlákňování. Jde o unikátní způsob, který umožňuje průmyslovou výrobu nanovláken bez použití trysek či kapilár. Nanovlákna zde vznikají z drobných kapiček roztoku polymeru, které se v elektrickém poli za využití vysokého napětí nabíjí a formují tenké vrstvy polymeru na elektrodě. Pro zvlákňování se tak používá malé množství čerstvého roztoku, díky čemuž má vyrobený materiál konstantní vlastnosti.
Nanovlákenná vrstva následně vzniká kladením vláken na sebe. Je na výrobci koncového produktu, co se z výsledné textilie rozhodne vyrobit.
Jako Česká republika máme v oblasti nanomateriálů oproti zbytku světa určitý náskok díky pokrytí 3 hlavních oblasti potřebných pro další vývoj technologie. Máme zde univerzity a jejich pracoviště, která se zabývají výzkumem v oblasti nanomateriálů, máme zde výrobce strojů na výrobu nanovláken v podobě firem jako je ELMARCO s.r.o. a máme zde také řadu výrobců, kteří tyto stroje využívají k výrobě komerčních produktů.
Technologie Nanospider v akci. Odkaz na pavouka není náhodný. Stroj v akci vypadá jako mechanizovaný pavouk spřádající vlákna. Jde o ekologický a efektivní způsob výroby nanovláken, který má navíc české kořeny.
Vlákna nejsou vidět ani pod mikroskopem
Vyrobená nanovlákna mají běžně průměr od 50 nm do 500 mm, což je méně, než je vlnová délka viditelného spektra světla. Vidět je tak pouhým okem ani optickým mikroskopem nelze, vidět je pouze odraz světla. K pozorování nanovláken je zapotřebí využít elektronový mikroskop. Jak vypadá takový snímek nanovlákenné membrány pod elektronovým mikroskopem ukazuje snímek níže.
Velkou diskuzi rozpoutal test Technické univerzity v Liberci. Ta srovnala českou roušku BreaSAFE s rouškou TNG z Vietnamu, která se také označuje za „nano“. Vědci došli k závěru, že produkt TNG nemá s nanomateriálem nic společného. Na obrázku je vidět stejné zvětšení snímku – 1 500×.
Roušky, respirátory a další využití nanovláken
Kde všude je možné nanovlákna využít? V současné době vidíme jejich využití především v oblasti ochranných zdravotních pomůcek. Z nanometeriálů jsou vyráběny roušky, respirátory či speciální kryty ran a prodyšné obvazy, které znemožňují vniknutí bakterií a virů, přičemž jsou velmi dobře prodyšné. Další využití nanovlákna nachází v oblasti filtrace a odsolování vody, kde mají podobu nanofiltrů. Další aplikaci můžeme vidět u produktů, jako jsou povlečení pro alergiky, která brání pronikání roztočů.
Minulý týden došlo ke zveřejnění zprávy o prvním nanovlákenném respirátoru na světě s certifikací FFP3, který vyrobila česká firma. Podle vyjádření českých firem jsme
