Kutatási projekt indult egy fluormentes hidrofobizáló szer kifejlesztésére textíliákhoz

Ábra.1: Megvalósíthatósági tanulmány – Cellulóz alapú textíliákat egy zöld fluoreszcens marker fehérjével láttak el, amelyhez egy cellulóz kötődött. Pamut (balra), viszkóz (középen), negatív kontroll = zöld fluoreszcens fehérje cellulóz kötő nélkül (jobbra). © Hohenstein Intézet

Ábra. 2: Vízlepergető (hidrofób) textil. © Hohenstein Intézet

A Hohenstein Intézet Bönningheimben és a Fraunhofer Határfelületi- és Biofeldolgozástechnikai Intézet IGB Stuttgartban (amelynek BioCat intézeti része Straubingben található) bejelentik egy interdiszciplináris kutatási projekt elindítását, amely természetes fehérjékre alapozva egy új típusú textilbevonatot fog kifejleszteni víz- és szennyeződés-ellenálló tulajdonságokkal. Ez a jövőben alternatívát jelenthet a mérgező és megkérdőjelezhető hidrofóbizálási módszerek, például per- és polyfluorált vegyszerek alkalmazásával szemben. A közös projekt célja (IGF-szám: 18884 N) egy gazdaságilag és fenntarthatóan stabil funkcionális textilbevonat kifejlesztése, amely helyettesítheti a jelenleg még gyakran alkalmazott fluor-karbon bevonatokat. A biotechnológia és a textil tudomány területeinek célzott összekapcsolásával a tudósok sikeres megvalósítást remélnek a projekt célkitűzéseiben.

A kutatási projektben alkalmazni kívánt megközelítés kizárólag vízlepergető (hidrofób) fehérjéken, úgynevezett hidrofobineken alapul. Ezek a fehérjék természetes módon fordulnak elő gombák sejtfalában, ahol vízlepergető funkcióval rendelkeznek. A projekt során a kutatók biotechnológiai módszerekkel fogják előállítani ezeket a gombafehérjéket, majd textíliákra alkalmazzák őket.

A működési elv azon alapul, hogy a hidrofób fehérjéket egy „horgony” segítségével látják el, amely kiválasztott módon és stabilan kötődik cellulózrostokhoz. Az ilyen típusú „horgonyokat” természetben is megtalálhatjuk, például cellulóz-degradáló enzimek (úgynevezett cellulázok) esetében, amelyek segítik a gombák és baktériumok biomassza lebontását, hogy tápanyagokat szerezzenek.

Egy, a Hohenstein Intézetek és a Fraunhofer Intézet által végzett megvalósíthatósági tanulmányban már megvalósították a „horgony-protein-bevonat” elvét. Eddig sikerült egy zöld fluoreszcens marker fehérjét stabilan kötni különböző textíliákhoz cellulóz horgony segítségével.

A víz- és szennyeződés-ellenálló tulajdonságok különösen fontosak kültéri termékek, műszaki textíliák, műtéti textíliák, de akár a szálak mikrobiális lebomlásának megakadályozására is, például az autóiparban. Jelenleg ezeket a tulajdonságokat főként kémiai fluor-karbon vegyületekkel érik el, amelyek tartós szerves szennyező anyagként vannak besorolva. A fluor-karbon vegyületek az ember és az állat szervezetébe kerülhetnek táplálékon és ivóvízen keresztül, és felhalmozódhatnak szerveikben. Az emberi és környezeti veszélyek miatt növekszik a nyomás a média és a fogyasztók részéről az alternatív textilbevonatok iránt, amelyek ugyanazokat a tulajdonságokat biztosítják. Ezért a fluor-karbon bevonatokról való áttérés alternatív szerekre és eljárásokra komoly kihívás a textilipar számára. A fehérje-alapú textilbevonat egy ilyen alternatív hidrofóbizálási eljárás, amely egyben költséghatékony, fenntartható és egészségügyileg biztonságos megoldás.

A közös projektet egy kísérő bizottság támogatja, amely különböző ipari képviselőkből áll a textil- és biotechnológiai szektorból. Ez biztosítja, hogy az új fejlesztésű felületkezelési módszer ipari szinten is megvalósítható és gazdaságilag életképes legyen már a kezdetektől fogva.

A Fraunhofer IGB, a Straubingi BioCat intézeti egység, elsősorban biokatalitikus rendszerekkel és biológiai anyagok fermentatív előállításával foglalkozik. Jelenleg ott készülnek azok a fúziós fehérjék, amelyek vízlepergető fehérjéből és cellulóz horgonyból állnak, és alkalmasak cellulóztartalmú textíliák, például pamut, viszkóz, modal vagy lyocell felületkezelésére.

A Bönningheimi Hohenstein Intézetek a legjelentősebb, független kutató- és vizsgálóintézetek közé tartoznak a textil szektorban. Az élet tudományok integrált területe, a William-Küster Intézet az Egészségügy, Környezet és Medicina néven, számos textilhez kötődő kérdéssel foglalkozik a projekt során – a megfelelő minták kiválasztásától cellulózalapú textíliákon a fehérjékkel történő felületkezelésig, valamint a kezelt minták jellemzéséig. A kutatók vizsgálják egyrészt a fehérje-bevonat funkcionalitását és mosásállóságát, másrészt más szempontokat is, mint például a lélegzőképesség, biokompatibilitás, környezetbarátsság és végül a kezelt minták biológiai lebomlása.