Alterbio

Vedoucí pracovního balíčku:

INOTEX spol. s r.o.

Další členové pracovního balíčku:

SYNPO, akciová společnost, Centrum organické chemie s.r.o., Univerzita Palackého v Olomouci

Zodpovědná osoba:

Ing. Lenka Martinková

Doba řešení pracovního balíčku:

01/2014 – 12/2019

Popis náplně pracovního balíčku:

Cílem tohoto pracovního balíčku je zavedení nových antimikrobiálních funkčních systémů syntetizovaných v rámci Centra do funkčního zušlechťování textilií. Ve spolupráci s výzkumníky z oblasti chemie budou definovány a optimalizovány účinné polymerní struktury pro dosažení stabilních a dlouhodobých ochranných efektů. Optimalizované zušlechťovací systémy čistší produkce a (multi)funkční textilie s přidanou hodnotou budou zaměřeny na nové trhy a nabídnou nový rozměr z hlediska bezpečnosti vůči mikrobiální kontaminaci v oblasti komfortu, ochrany a trvanlivosti textilií. Hlavními výhodami využití nového konceptu navázání antimikrobiálních aktivních složek na polymerní řetězec pro funkcionalizaci textilií jsou:

1.  dlouhodobý ochranný efekt
2. odolnost vůči drsným klimatickým podmínkám u technických textilií a
3. odolnost v údržbě opakovaným průmyslovým praním vč. vývoje odpovídajících procesů údržby.

Využití nových polymerních antimikrobiálních ochranných systémů povede k prodloužení životnosti textilií s přidanou hodnotou, tedy ke zvýšení efektivity jejich používání při minimalizaci dopadu na životní prostředí hned dvakrát – vzhledem k minimalizaci uvolňování aktivních komponent (oproti jejich používání v izolované formě bez vazby na polymer), přičemž tyto vybrané polymery zajistí pevné navázání nově syntetizovaných funkčních systémů na textilní substrát nebo budou fungovat jako filmotvorného nosiče aktivních antimikrobiálních složek. V některých případech (fotoaktivované systémy) bude komplexní zušlechťovací systém chránit textilní nosič před fotokatalytickou degradací. Druhou pozitivní skutečností z hlediska vlivu na životní prostředí je snížení celkového objemu použitých antimikrobiálních prostředků v důsledku trvanlivosti efektu a prodloužení životnosti upravených funkčních textilií s přidanou hodnotou (tím dojde také ke zvýšení efektivity nově využití navržených funkčních textilií). Přitom budou u nových technologií respektovány principy čistší produkce s orientací na využití existujících technologických zařízení (minimum dalších investic).

Úkol 7.1 Specifikace polymerů jako nosičů antimikrobiálních složek pro úpravu textilií – testování vybraných nosných systémů monomer/polymer. Volba vazebného systému (kovalentní, iontový) vytipovaného ve spolupráci SYNPO/COC v rámci pracovního balíčku WP2, studie reaktivity v závislosti na kvalitě vlákna, afinitě k substrátu, ověření kompatibility s dalšími komponentami pro textilní zušlechťovánía zpracovatelnosti dostupnými aplikačními technologiemi. Laboratorní studie zaměřená na výběr vhodných monomerů pro polymeraci a navázání antimikrobiálních aditiv a ověření alternativních způsobů syntézy jako základ způsobu nanášení a účinnosti po aplikaci na textilní materiály. V případě termoreaktivních zátěrových systémů bude provedena studie filmotvorných vlastností při nanášení na textilní substráty (optimalizace adheze na 3D textilní povrchovou strukturu). Vedle termoreaktivních systémů bude studován také nový princip UV síťovatelných polymerů s cílem i) podstatného snížení spotřeby energie a ii) nabídky ekologicky šetrné flexibilní aplikace – nové v textilním zušlechťování. Optimalizace zušlechťovacích procesů pomůže zavést nový antimikrobiální koncept do zušlechťovací praxe, budou formulovány nové textilní pomocné prostředky.

Úkol 7.2 FTC fotoiniciátory – potenciálně nový nástroj fotoiniciované antimikrobiální funkčnosti textilií. Ftalocyaniny (FTC) nabízejí způsob inteligentní aktivace – jejich antimikrobiální a protišpinivý efekt je „zapínán“ při expozici na světle. To činí celkový funkční systém bezpečnějším. Při studii aplikace nového systému na bázi FTC na textilní substráty je třeba se zaměřit na i) minimalizaci vlivu 3D struktury typické pro textilní povrchy na fotoaktivující světelnou energii tak, aby bylo dosaženo ii) maximální využití FTC fotoiniciátorů a iii) ochránit textilní nosič před fotodegradací. Budou zkoumány dva alternativní principy aplikace FTC na textilní materiál – jako i) polymerní nosiče kovalentně vázaných FTC aktivátorů dispergovaných v polymerních (akrylát/PU) termoreaktivních (alternativně UV-LED síťovatelných) pojivových systémů a ii) aplikace modifikovaných FTC s obsahem reaktivních skupin pro přímé navázání na textilní substrát (obdobný princip jako při reaktivním barvení bavlny). Výběr FTC bude proveden v závislosti na vlnové délce pro specifické aplikace. Bude zkoumána kompatibility s textiliemi a ostatními zušlechťovacími komponentami včetně trvanlivosti efektu. Studie potenciálního uplatnění na trhu, laboratorní studie managementu fotoaktivita/fotiaktivace – modelování funkcionalizovaných textilií. Testování ochranných vlastností, trvanlivosti, studie eliminace rizika fotokatalytické degradace textilií způsobené aktivovanými FTC.

Zaměření na další rizika a limity využití FTC (barevnost, stabilita v údržbě – praní, atd.)

Úkol 7.3 Aktivní polymerní antimikrobiální systémy na bázi stříbra pro textilie. Vybrané textilní materiály určené pro ochranné textilie s trvalým antimikrobiálním efektem, především OOP (osobní ochranné prostředky ve zdravotnictví, domácí péče o stárnoucí populaci, aktivní spodní prádlo s protizápachovým efektem) budou studovány jako nosiče kovalentně navázaných imobilizovaných nanočástic stříbra připravených na bázi patentované technologie UPOL využívající PEI, který funguje zároveň jako redukční činidlo a kovalentní linker (Patent č. 303502, 12/9 2012). Technologie bude optimalizována s ohledem na druh a povrch textilie/vlákna. Mezi základní parametry, jejichž vliv bude sledován, budou zahrnuty především i) koncentrace PEI, i) koncentrace stříbrné soli, iii) reakční teplota.

Úkol 7.4. Testování a hodnocení specifických antimikrobiálních vlastností vybraných textilií upravených novými antimikrobiálními polymerními systémy. Hodnocení vlastností dosažených aplikací antimikrobiálních úprav na bázi FTC fotoiniciátorů a kovalentně imobilizovaných nanočástic stříbra (AgNPs). Stabilita dosažených efektů, odolnost fixovaných antimikrobiálních aktivních komponent proti uvolňování do prostředí. Benchmarking, porovnání výsledků s existujícími konvenčními antimikrobiálními systémy – specifikace argumentů trhu, porovnání, technicko-ekonomických a ekologických výhod.

Úkol 7.4.1 – Laboratorní příprava vzorků, výběr, hodnocení a případná modifikace tesovacích metod (vazba na pracovní balíček WP8 – SZU)

Úkol 7.4.2 – Funkční prototypy zhotovené optimalizovanými ověřenými technologiemi (poloprovozní měřítko) pomocí inovačních antimikrobiálních produktů/systémů

Task 7.4.3 – Multifunkční prototypy – hodnocení kompatibility nových antimikrobiálních systémů a synergických efektů včetně případných změn v průběhu doby používání textilií. Identifikace potenciálních slabých míst a jejich řešení.