Выбор оптимального способа нанесения наночастиц диоксида титана на полиэфирную ткань для придания ей новых свойств

Инициатор (заказчик) проекта
Пророкова Наталия Петровна, ФГБОУ ВО ИВГПУ, д.т.н., с.н.с., профессор, prorokovan@mail.ru, тел.: +7 (4932) 336433
Индустриальные партнеры
нет
Тип проекта по характеру деятельности
Проекты со школьниками
Тип проекта по отраслевой привязке
Текстильная промышленность
Тип проекта по объему предметно-содержательной области
Монопроект (в рамках одной области знания)
Тип проекта по охвату участников
Внутривузовский
Тип проекта по характеру отношений между инициатором (заказчиком) и участниками (исполнителями)
Некоммерческий
Руководитель проекта от ИВГПУ (ФИО, должность)
Пророкова Наталия Петровна, д.т.н., с.н.с., профессор
Координатор проекта от Проектного офиса ИВГПУ
Шаммут Юлия Анатольевна , руководитель Проектного офиса
Начало реализации проекта
10 янв 2022
Окончание реализации проекта
01 июн 2022
Дедлайн приема заявок на участие в проекте
01 июн 2022
Рекомендуется для направлений подготовки и профилей
28.03.02 Наноинженерия
Дисциплины, в рамках которых реализуется проект
Реализация процессов получения нанокомпозитов на волокнистой основе; Методы диагностики в нанотехнологии; Нанотехнологии в производстве волокнистых материалов
Проблема, на решение которой направлен проект
С каждым годом волокнистые материалы с антибактериальными и фунгицидными свойствами пользуются всё большим спросом. Особенно актуальными они стали в период пандемии Covid-19. Такие материалы необходимы для производства медицинской одежды, защитных масок, белья для медицинских и социальных учреждений. Раньше для придания волокнистым материалам антибактериальных свойств использовались дезинфицирующие препараты типа триклозана. Однако в последнее время у людей все чаще стали проявляться аллергические реакции на такие препараты, а бактерии уже успели адаптироваться к ним. Решением данных проблем является использование вместо антибактериальных препаратов наноразмерных металлсодержащих частиц, обладающих высокой антимикробной активностью. Микробы к ним не резистентны, наночастицы не вызывают у людей аллергических реакций. К таким частицам относятся доступные и недорогие наночастицы диоксида титана. Однако относительно их использования, в том числе, для функционализации тканей, имеется множество противоречащих друг другу данных, которые нуждаются в тщательном анализе и систематизации.
Цель проекта

Является выбор наиболее эффективного способа формирования покрытия как инструмента придания ткани антимикробных свойств и фотохимической активности.

Задачи
  • обоснование требований, предъявляемых к характеристикам покрытий, предназначенным для придания ткани новых и улучшенных свойств;
  • обоснование критериев и методик оценки качественных характеристик ткани с покрытиями;
  • выбор для анализа наиболее перспективных способов формирования покрытий на основе диоксида титана;
  • проведение сравнительного анализа антимикробных и цветовых характеристик полиэфирной ткани с покрытиями, сформированными на основе диоксида титана, полученного золь-гель методом и нанесенного магнетронным напылением;
  • сопоставление комплекса свойств тканей с покрытиями, сформированными на основе диоксида титана, полученного золь-гель методом и нанесенного магнетронным напылением.
Планируемые продуктовые результаты проекта
Рекомендации для использования наиболее эффективного способа формирования покрытия на основе TiO2 на полиэфирной ткани для придания ей антимикробных свойств
Планируемые образовательные результаты проекта
Формирование и развитие компетенций в области методов диагностики в нанотехнологиях, нанотехнологии в производстве волокнистых материалов; реализации процессов получения нанокомпозитов на волокнистой основе.
Форма представления итогового результата
Представление отчета по научно-исследовательской работе; участие во Всероссийском конкурсе научно-технологических проектов "Большие вызовы"; выступление с докладом XXV РОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ "ОТКРЫТИЕ"
Количество студентов - участников (исполнителей) проекта
1
Специальные требования к участникам (исполнителям) проекта
нет
Дополнительные условия

Школьник-участник проекта:
Бажанов Владимир Михайлович, Лицей № 21 (Иваново), 11 класс

Продуктовые результаты проекта

Свойства полиэфирной ткани с покрытиями на основе диоксида титана, сформированными различными методами

Выводы:

  1. Покрытие, нанесенное на ПЭФ ткань магнетронным напылением, обладает более высокими антимикробными свойствами, чем покрытие, сформированное на основе TiO2, синтезированного золь-гель способом. Его можно использовать для изготовления медицинской одежды.
  2. Покрытие на основе TiO2, синтезированного золь-гель способом, характеризуется значительно более высокой фотокаталитической активностью, т.е. способно обеспечить деструкцию на свету органических загрязнений (обесцвечивать пятна вина, кофе, чая и т.д.) Ткань с таким покрытием можно использовать для столового белья, штор и обивки мебели.
  3. Разница свойств покрытий, сформированных различными способами, связана с их структурой – использование золь-гель способа синтеза TiO2 способствует формированию кристаллического покрытия со структурой анатаза, при магнетронном напылении формируется покрытие аморфной структуры
Скачать отчет