Ηλεκτροϊνοποίηση, χρωμικά υλικά, μίγμα νανοϊνών, υλικά επιθέματα τραυμάτων

Abstract

Τα έξυπνα υφάσματα (smart textiles) είναι ένα πεδίο με πολλές κατευθύνσεις όπου διαχωρίζεται σε τρεις ευρύτερες κατηγορίες. Η πρώτη ονομάζεται παθητικά έξυπνα υφάσματα όπου είναι αισθητήρες, η δεύτερη ευρύτερη κατηγορία περιλαμβάνει τα ενεργά έξυπνα υφάσματα και η τελευταία αφορά τα πολύ έξυπνα υφάσματα, τα οποία είναι ικανά να προσαρμόσουν τη συμπεριφορά τους σύμφωνα με εξωτερικές συνθήκες. Η εργασία αυτή εστιάζει στα νανοινώδη αλοχρωμικά υλικά (halochromic nanofibrous materials) τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως υλικά επιθέματα τραυμάτων, για παράδειγμα στη θεραπεία ενός τραύματος καψίματος (burn wound healing). Ο όρος χρωμισμός χρησιμοποιείται για την εισαγωγή των χρωμικών φαινομένων και την περιγραφή της ιδιότητας εναλλαγής του χρώματος από τις φυσικές ιδιότητες ενός υλικού. Το φαινόμενο όπου δημιουργεί τη μετατροπή αυτή είναι η αλλαγή στην περιεκτικότητα των ηλεκτρονίων στις χρησιμοποιηθούσες ουσίες, ειδικότερα την π-ή-d κατάσταση ηλεκτρονίων, ή την αλλαγή ‘τακτοποίησης’ στην υπερομοριακή δομή. Ανεξάρτητα από τους παράγοντες που ενεργοποιούν την αλλαγή του χρώματος, υπάρχουν κι άλλοι τύποι χρωμισμού ευρέως γνωστοί όπως για παράδειγμα ο αλοχρωμισμός (halochromism). Ένα αλοχρωμικό υλικό είναι το υλικό όπου αλλάζει χρώμα όταν αλλαγή pH υφίστανται. Η αλλαγή του χρώματος έγκειται στη δημιουργία χημικών δεσμών μεταξύ υδρογόνου και ιόντων υδροξειδίου στο διάλυμα. Τέτοιου τύπου δεσμοί οδηγούν σε αλλαγές του συζυγούς συστήματος του μορίου, ή σε αλλαγή της ροής των ηλεκτρονίων. Αυτό εναλάσσει το ποσό του αποροφηθέντος φωτός, το οποίο οδηγεί σε ορατή αλλαγή του χρωμάτος. Οι αλοχρωμικές ουσίες δεν αναλύουν ένα ολόκληρο εύρος χρώματος για ένα ολόκληρο εύρος pH λόγω του ότι έπειτα από συγκεκριμένες οξύτητες το συζυγές σύστημα δεν αλλάζει περαιτέρω. Οι πεχαμετρικοί δείκτες (pH indicators) είναι αλοχρωμικές χημικές ουσίες όπου προστίθενται σε μικρά ποσά σε ένα διάλυμα ούτως ώστε το pH αυτού να μπορεί να προσδιορισθεί και οπτικά. Μια άλλη χρήση των δεικτών που είναι υπό εξέλιξη τα τελευταία χρόνια, είναι η προσθήκη των σε διάλυμα πολυμερών όπου θα ηλεκτροινοποιηθεί (electrospinning) και θα αναφέρεται ως προσθήκη χρωστικής (dye-doped) στο διάλυμα. Αυτό επιτρέπει την παραγωγή μη υφάνσιμων νανοδομών όπου μπορούν να αλλάξουν χρώμα κάτω από συγκεκριμένη επιρροή πεχαμετρικού εύρους. Αυτοί οι τύποι των χρωμικών υλικών απελευθερώνουν τον αλοχρωμισμό και έχουν σημαντικό δυνητικό στην εξέλιξη των έξυπνων υφασμάτων. Η εργασία αυτή εστιάζει στην παραγωγή αλοχρωμικών νανοδομών με αναστρεψιμότητα στην αλλαγή, καθώς και τη δυνητική για έλεγχο της διαδικασίας επούλωσης ενός τραύματος καψίματος χαρακτηριζόμενο από συγκεκριμένες πεχαμετρικές αλλαγές.