Výzkumný projekt na vývoj fluorcarbonové bezhydrofobizačního prostředku pro textilie zahájen

Obr. 1: Studie proveditelnosti – Textilie na celulózové bázi byly vybaveny zeleno-fluoreskujícím markerovým proteinem, ke kterému byl připojen celulózový kotva. Bavlna (vlevo), viskóza (uprostřed), negativní kontrola = zeleno-fluoreskující protein bez celulózové kotvy (vpravo). © Hohenstein Institut

Obrázek 2: Voděodpudivý (hydrofobní) textil. © Hohenstein Institute

Institut Hohenstein v Bönnigheimu a Fraunhofer Institut pro hraniční a bioprocesní techniku IGB ve Stuttgartu (se svým institutem BioCat v Straubingu) oznamují zahájení interdisciplinárního výzkumného projektu, který na základě přirozených proteinů vyvine novou textilní úpravu s voděodpudivými a nečistot odpuzujícími vlastnostmi. Tato by měla být v budoucnu alternativou k jedovaté a kontroverzní hydrophobizaci pomocí per- a polyfluorovaných chemikálií. Cílem společného projektu (IGF-číslo 18884 N) je ekonomicky a udržitelně stabilní funkční úprava textilií jako náhrada za dosud často používané fluorokarbonové úpravy. Díky cílenému propojení oboru biotechnologie s textilní vědou si vědci slibují úspěšnou realizaci cíle projektu.

Navrhovaný přístup v rámci výzkumného záměru má být realizován pouze pomocí voděodpudivých (hydrofobních) proteinů, takzvaných hydrophobínů. Tyto proteiny se přirozeně vyskytují v buněčných stěnách hub, kde mají funkci odpuzující vodu. Během projektu chtějí vědci biotechnologicky vyrábět hubové proteiny a následně je nanášet na textilie.

Princip spočívá v tom, že hydrophobní proteiny jsou opatřeny „kotvou“, která se může selektivně a stabilně vázat na celulózová vlákna. Takové „kotvy“ jsou rovněž dostupné v přírodě, například u enzymů rozkládajících celulózu (tzv. celuláz), které pomáhají mnoha hubám a bakteriím rozkládat biomasu za účelem získání živin.

V rámci studie proveditelnosti Institut Hohenstein a Fraunhofer Institut již realizovaly princip „proteinu s kotvou“. Dosud se podařilo stabilně navázat zeleně fluoreskující markerový protein přes celulózovou kotvu na různé textilie.

Voděodpudivé a nečistot odpuzující vlastnosti textilií jsou velmi důležité, zejména pro outdoorové produkty, technické textilie, operační textilie, ale i pro ochranu vláken před mikrobiálním rozkladem, například v automobilovém průmyslu. V současnosti jsou tyto vlastnosti většinou dosaženy chemickými fluorokarbonovými sloučeninami, které jsou zařazeny mezi dlouhodobě působící organické škodlivé látky. Fluorokarbonové sloučeniny se mohou vstřebávat u lidí a zvířat prostřednictvím potravy a pitné vody a hromadit se v jejich orgánech. Kvůli nebezpečí pro člověka a životní prostředí roste tlak médií a spotřebitelů na alternativní textilní úpravy s požadovanými vlastnostmi. Přechod od fluorokarbonových úprav k alternativním látkám a metodám je proto významnou výzvou pro textilní průmysl. Proteinová textilní úprava představuje v tomto kontextu alternativní hydrophobizační metodu, která je zároveň nákladově efektivní, udržitelná a zdravotně nezávadná.

Společný projekt je podporován doprovodným výbor, který se skládá z různých průmyslových zástupců z odvětví textilního a biotechnologického průmyslu. Uplatnitelnost v praxi a ekonomická efektivita nově vyvinuté metody úpravy jsou tak od počátku zohledněny.

Fraunhofer IGB, institutní část BioCat v Straubingu, se zaměřuje především na biokatalytické systémy a fermentační výrobu biologických látek. Tam se v současnosti vyrábějí příslušné fúzní proteiny složené z voděodpudivého proteinu a celulózové kotvy, které jsou vhodné pro úpravu celulózových textilií z bavlny, viskózy, modalu nebo lyocellu.

Institut Hohenstein v Bönnigheimu patří k nejvýznamnějším nezávislým výzkumným a zkušebním zařízením v textilním sektoru. Integrovaná oblast vědy o životě s názvem William-Küster-Institut pro hygienu, životní prostředí a medicínu se věnuje řadě textilních otázek v rámci projektu – od výběru vhodných vzorků textilií na bázi celulózy přes úpravu textilií proteiny až po charakterizaci upravených vzorků. Výzkumníci zkoumají jednak funkčnost a odolnost proti praní proteinové úpravy. Dále analyzují další aspekty, jako je prodyšnost, biokompatibilita, ekologická šetrnost a nakonec i biologická rozložitelnost upravených textilií.