Samarbejde giver lovende innovation inden for pletbestandighed

Når du spilder pastasauce på din yndlingsskjorte, men der ikke er spor efter vask, du kan takke oleofobicitet, en modstandsdygtighed over for olie, der almindeligvis anvendes på tekstiler.

Den modstand, imidlertid, kommer til en pris. Belægningen, der gør tekstiler oliebestandige, er fluorbaseret og nedbrydes til chlorfluorcarbongas, en drivhusgas, der er skadelig for miljøet.

Men det kan ændre sig, som et resultat af et Cornell-samarbejde på tværs af campus, der involverer Emmanuel Giannelis, professor i materialevidenskab og teknik ved College of Engineering, og Jintu Fan, professor og formand for Department of Fiber Science &Apparel Design i College of Human Ecology. Arbejdet fra deres laboratorier har givet et lovende nyt materiale - som parret indsendte en patentoplysning for til Center for Technology Licensing (CTL) - som kunne hjælpe med at ændre den måde, oleofobicitet udvikles på.

"Dette er et godt eksempel på storheden, hvis du vil, af Cornell med hensyn til samarbejde, sagde Giannelis, bemærkede, at et seminar, han holdt for et par år siden, førte til hans arbejde med Fan. "[Fan] lyttede til min præsentation og inviterede mig til at slå mig sammen med ham for grundlæggende at anvende noget af det arbejde, vi lavede med polymermembraner på tekstiler."

Et foreløbigt patent på materialet er indgivet af CTL, ifølge Giannelis.

Fan var også begejstret for partnerskabet, bemærker, at ingeniører ikke altid giver deres ekspertise til modeindustrien.

"Generelt, samarbejdet med ingeniørafdelingen er meget interessant og frugtbart, " sagde han. "De er meget gode og bringer en masse vidunderlige ideer. Men måske før i tiden var de ikke rettet mod tekstil- og modeindustrien, hvilket er en industri på 3 billioner dollars om året."

På tidspunktet for hans seminar, Giannelis og hans gruppe arbejdede på superhydrofile polymermembraner, der bruges til vandrensning, og Fan spurgte, om de kunne slå sig sammen og "dybest set anvende noget af det arbejde, vi lavede med polymermembraner, på tekstiler, " sagde Giannelis.

De arbejdede sammen med en beklædningsproducent om at skabe en polymer, der kunne gøre stoffet mere åndbart og samtidig bevare rynkemodstanden – altid en udfordring – og Giannelis sagde, at de gjorde gode fremskridt langs den linje.

"Virksomheden kom tilbage og sagde, 'Det er godt og fantastisk - men kan du gøre noget lignende med oleofobiske belægninger?'" sagde han. "Det er en meget anden slags kemi, og noget vi ikke havde arbejdet på tidligere, men en af ​​de store ting ved at være på Cornell er, at vi har fantastiske studerende og postdocs, der kan tage denne form for udfordring og gøre store ting."

Postdoc-forsker Genggeng Qi udviklede en polymer, der kombinerer velkendt kemi med en ru overfladetekstur, der skaber små luftlommer. Væsker med en høj nok overfladespænding vil kugle op på denne fiber og ikke klæbe, gør det nemt at rengøre.

Denne ruhed bruger samme princip som den vandafvisende kvalitet af lotusbladet, som har en ru nanostruktur og naturligt afviser vand.

Fan er begejstret over de tidlige resultater af dette materiale, bemærker, at de lige har testet med mineralolie, som har en lav overfladespænding.

"Vi har fundet ud af, at selv efter 30 vaske, den er stadig holdbar, hvilket er fantastisk, " sagde han. "Selv hvis vi kan opnå [oleofobicitet], er det endda tæt på fluorbaserede [polymerer], det ville være et kæmpe gennembrud."

Giannelis er forsigtigt optimistisk omkring arbejdet.

"Jeg ønsker ikke at erklære fuldstændig sejr, sagde han med et smil, "men vi mener, at vi er den første gruppe, der viser, at ikke-fluorbaseret kemi åbner muligheden for at skabe oleofobiske belægninger, der sandsynligvis er gode nok til at modstå pletter fra vegetabilske olier, olivenolie, og andre olier.

"Til industrielle anvendelser ... er vi ikke helt der endnu, " tilføjede han. "Men vi tror på, at vi har åbnet en mulighed, og mere arbejde vil bringe os derhen."