Projekti / Programi
UV senzorni nanodelci vgrajeni v PA vlakna
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.14.00 |
Tehnika |
Tekstilstvo in usnjarstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T151 |
Tehnološke vede |
Optični materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
SiO2 nanodelci, UV občutljiva barvila, tekstilna vlakna, PA, UV senzorji
Raziskovalci (20)
Organizacije (3)
Povzetek
Večina raziskav na področju optičnih nanosenzorjev (NS) je osredotočenih na razvoj novih optičnih nanomaterialov, ki v večini primerov izboljšujejo senzorske karakteristike, v smislu hitrejših odzivnih časov, boljše občutljivosti, stabilnosti, reverzibilnosti. Raziskave večinoma potekajo na snovanju senzornih nanodelcev: a) makromelukularni nanosenzorski receptorji (dendrimere); b) sol-gel nanodelci; c) multi-funkcionalni »core-shell« sistemi; d) multi-funkcionalni magnetni nanodelci; e) NS z uporabo kvantnih pik; f) NS na osnovi nanodelcev kovin (Au,Ag). Nanosenzorji (NS) odpirajo nove možnosti uporabe, tudi v smislu boljše informiranosti vsakega od nas glede našega zdravja, bivanja in okolja. Povezovanje senzorjev z mobilno tehnologijo je pristop k personalizaciji senzorskih sistemov, ki bodo omogočili vsakemu od nas spremljanje želenih parametrov. Skrb za zdravje posameznika sodi med prioritete sodobne družbe. Pojav ozonske luknje in posledično povečano UV sevanje predstavlja pereč okoljski problem in škodljivo vpliva na naše zdravje. Statistika namreč poroča, da preveliko UV sevanje vsako leto povzroči približno 66.000 smrtnih žrtev zaradi melanoma in drugih kožnih rakov. Razen tega WHO – Svetovna zdravstvena organizacija ocenjuje, da zaradi prevelikega izpostavljanja UV sevanju na leto oslepi cca 12-15.000.000 ljudi. Zaradi dejstva, da je UV sevanje nevidno in ne povzroči takojšne reakcije, lahko pride do nezavedne prekomerne izpostavljenosti UV sevanju, ki lahko povzroči akutne in kronične učinke na zdravje in tudi raka. Ideja projekta je razviti nove UV senzorne nanodelce, ki se bodo s spremembo barve odzvali na prisotnost prekomernega UV sevanja in sicer z absorbiranjem UV sevanja, zato so delci istočasno tudi UV absorberji in delujejo UV zaščitno. Oblačila pokrivajo približno 90% naše kože, zato predstavljajo tekstilni materiali popolno platformo za takšen UV nanosenzor. Optični senzorji so se do sedaj integrirali v/na že predhodno izdelane tekstilne materiale na različne načine (z nanosi, barvanjem, tiskanjem, preko optičnih vlaken, itd.).Tudi današnja tekstilna tehnologija, ki omogoča izvedbo različnih funkcionalnosti tekstilnih materialov, temelji večinoma na nanosih/nano-nanosih na že predhodno izdelanih tekstilnih materialih. Razen sinteze novih UV senzornih nanodelcev, želimo v tem projektu izvesti tudi nov tehnološki pristop pri doseganju UV funkcionalnosti tekstilnih vlaken in sicer z direktnim vgrajevanjem UV senzornih nanodelcev v PA vlakna.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalno delo projekta bo pripomoglo k večjemu razumevanju sinteznih poti priprave UV senzornih nanodelcev, kar bo dalo nova spoznanja na področju nanomaterialov in nanotehnologij, ne samo raziskovalcem v projektu, temveč zaradi načrtovanih mednarodnih objav, tudi vsem tistim, ki se s tem področjem ukvarjajo. Izsledki raziskav bodo prispevali k obogatitvi temeljnih (soodvisnost med strukturo, morfologijo, teksturo, funkcionalnostjo nanodelcev) in aplikativnih znanj (optimiziranje sinteze za pridobivanja večjih količin UV senzornih nanodelcev, vpeljava novih tehnologij za on-line in-situ kontrolo kvalitete sintetiziranih nanodelcev). Na osnovi novih dognanj sinteze nanodelcev z načrtovanimi lastnostmi, ki bodo omogočale aplikacije le teh v tekstilna vlakna, bomo razvijali idejo o multifunkcionalnih tekstilnih vlaknih, ki združujejo več funkcionalnosti v enem vlaknu (senzorne, prevodne, antimikrobne, itd.) Ob tem se bo razvijala/adaptirala tudi ustrezna tehnologija, procesi s poudarkom na trajnostnem razvoju. Izpostavljamo nekaj izmed znanstvenih prispevkov, ki izhajajo iz dela: a) nova spoznanja o sinteznih poteh UV senzornih nanodelcev; b) priprava natančno definiranih nanodelcev na osnovi sol-gel sinteze z uporabo različnih sol-gel prekurzorjev; c) razumevanje postopkov vgradnje nanodelcev v PA vlakna; d) razvoj postopkov homogenega dispergiranja nanodelcev za enakomerno vgradnjo le-teh v PA vlakna; e) spoznanja o novem ekonomskem konceptu na osnovi LCA analiza; f) spoznanja s področja varovanja in zaščite človeka; g) nanovarnost.
Razen vsega naštetega, pa bodo pridobljena znanja prispevala k razvoju komplementarnih znanstvenih področij (povezava inženirskih znanosti z medicino in naravoslovjem) kot tudi k družbi znanja.
Vsebina programa se v celoti ujema z osnovnimi cilji programa Obzorja 2020, Evropskega strateškega razvojnega programa (SRA – Strategic Research Agenda), Pametnimi specializacijami, Evropske in slovenske tekstilne tehnološke platforme kakor tudi s slovenskimi strateškimi dokumenti, kot je RISS11-20
Rezultate bomo patentirali, objavljali v indeksiranih znanstvenih revijah in na mednarodnih konferencah, ter na tak način izmenjali izkušnje in ideje, kar bo povečalo možnosti za sodelovanje s tujimi strokovnjaki na predlaganem področju.
Vsebine so skladne z razpisanimi temami pametnih specializacij, Obzorij 2020 in drugih tematskih razpisov.
Pomen za razvoj Slovenije
Sofinancer projekta, ki je svetovno znani proizvajalec PA6 in PA6.6 vlaken za športna oblačila (Nike, Adidas, Speedo..), pričakuje, da bo s tem projektom dobil nov izdelek z visoko dodano vrednostjo. Pri svojih kupcih je že izvedel tržno analizo, ki je pokazala, da trg potrebuje novosti, ki so predvsem vezane na večje ozaveščanje, varnost in zdravje ljudi. Razen tega je tudi mnenja, da ima pričujoč projekt bistveno širše razsežnosti in da lahko vpliva na razvoj novih tehnoloških postopkov pri proizvodnji tehnično in tehnološko naprednih funkcionalnih tekstilnih materialov, ki bodo omogočali istočasno vgrajevanje različnih funkcionalnih nanodelcev in s tem doseganje multifunkcionalnosti tekstilnega vlakna. Podobni postopki vgrajevanja nanodelcev bi bili sprejemljivi tudi za druge proizvajalce polimernih materialov. Projekt je izziv in istočasno priložnost tudi za nova spin-off podjetja, ki bi lahko prevzela proizvodnjo novih nanodelcev. Predvsem pa so rezultati projekta družbeno koristni, saj so informacije o UV nezavedni izpostavljenosti nujne v smislu preventive, pravočasnega ukrepanja in ozaveščanja širše družbe o škodljivosti UV sevanja. Posledično bi to lahko tudi pripomoglo k zniževanju številk glede obolelosti in smrtnih slučajev. S takšnimi izdelki pripomorejo tudi k boljši družbi prihodnosti.
Julon je pripravljen predložen projekt sofinancirati v višini 25%.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
