Los uniformes de los soldados del Ejército de los EE. UU. Deben cumplir una larga lista de requisitos desafiantes. Deben sentirse cómodos en todos los climas, ser duraderos a través de múltiples lavados, resistir incendios y protegerse de insectos, entre otras cosas. Las telas existentes no marcan todoestas cajas, por lo que los científicos han ideado una forma novedosa de crear una tela ignífuga y repelente de insectos que utiliza sustancias no tóxicas.
Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la Reunión y Exposición Virtual de Otoño de 2020 de la American Chemical Society ACS.
"El Ejército nos presentó este requisito interesante y desafiante para la multifuncionalidad", dice el líder del estudio Ramaswamy Nagarajan, Ph.D. "Hay uniformes de combate del Ejército resistentes al fuego hechos de varios materiales que cumplen con los requisitos de retardantes de fuego. Pero son caros, y hay problemas para teñir las telas. Además, algunas de las materias primas no se producen en los EE. UU. Por lo tanto, nuestro objetivo era encontrar un material existente que pudiéramos modificar para hacerlo retardante de llama y repelente de insectos, pero aún así tener untela que un soldado querría usar ".
Debido a que el grupo de investigación de Nagarajan se centra en la química verde sostenible, el equipo buscó productos químicos y procesos no tóxicos para este estudio. Eligieron modificar una mezcla de nailon y algodón 50-50 disponible comercialmente, una tela relativamente económica, duradera y cómoda producida en los EE. UU.El material se utiliza en una amplia gama de aplicaciones civiles y militares porque el nailon es fuerte y resistente a la abrasión, mientras que el algodón es cómodo de llevar. Pero este tipo de tejido no repele los insectos de forma inherente y está asociado con un alto riesgo de incendio..
"Comenzamos haciendo la tela ignífuga, enfocándonos en la parte de algodón de la mezcla", explica Sourabh Kulkarni, un estudiante de doctorado que trabaja con Nagarajan en el Centro Lowell de Materiales Avanzados de la Universidad de Massachusetts. "El algodón hauna gran cantidad de grupos hidroxilo oxígeno e hidrógeno unidos entre sí en su superficie, que pueden ser activados por productos químicos fácilmente disponibles para unirse con compuestos que contienen fósforo que imparten retardancia de llama ". Para su compuesto que contiene fósforo, eligieron ácido fítico, unsustancia abundante y no tóxica que se encuentra en semillas, nueces y granos.
A continuación, los investigadores abordaron el problema de hacer que el material repele los insectos para que los soldados no tuvieran que rociarse repetidamente o llevar un artículo adicional en sus mochilas. El equipo tomó permetrina, un repelente de insectos no tóxico de uso diario, y lo adhirió ala tela utilizando deposición asistida por plasma en colaboración con una empresa local, LaunchBay. A través de prueba y error, los investigadores finalmente consiguieron que tanto el ácido fítico como la permetrina se unieran a las moléculas de la superficie de la tela.
Utilizando métodos para medir la capacidad de liberación de calor y la liberación total de calor, así como una prueba de llama vertical, encontraron que el material modificado se desempeñó al menos un 20% mejor que el material sin tratar. También usaron una prueba estándar de repelencia de insectos con mosquitos vivosy encontró que la eficacia era superior al 98%. Finalmente, la tela permaneció "transpirable" después del tratamiento según lo determinado por los estudios de permeabilidad al aire.
"Estamos muy emocionados", dice Nagarajan, "porque hemos demostrado que podemos modificar esta tela para que sea retardante de llama y repelente de insectos, y aún así ser bastante duradera y cómoda. Nos gustaría usar una sustancia diferente aácido fítico que contendría más fósforo y, por lo tanto, impartiría un mayor nivel de retardo de llama, mejor durabilidad y aún no sería tóxico para la piel de un soldado. Habiendo demostrado que podemos modificar la tela, también nos gustaría ver si podemos unir antimicrobianos para prevenirinfecciones por bacterias, así como tintes que permanecen duraderos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Química Estadounidense . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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