Biodegradabilní vlákna bource morušového mohou v blízké budoucnosti pomoci hojit kožní rány. I to je jeden ze směrů výzkumu, kterým se ubírá prestižní mezinárodní projekt Medipol a jehož je TUL součástí. Podstatou projektu je nalezení nových přírodních polymerních materiálů pro regeneraci lidské kůže a vylepšené kontaktní čočky. Technická univerzita v Liberci se stala součástí projektu, když doplnila síť partnerských univerzit a pracovišť z Evropy a Thajska díky světově uznávanému know-how v elektrickém zvlákňování polymerních roztoků.
„Náš přínos spočívá převážně v přenosu znalostí v oblasti nanomateriálů. Týká se to jak zařízení pro výrobu nanovláken, tak v jejich charakterizaci pomocí elektrických a optických metod – můžeme pozorovat síťování polymeru online nebo měřit bod gelace, podílíme se na charakterizaci polymerních roztoků a jejich relaxačních časů a podobně,“ vysvětluje Petr Mikeš z Katedry fyziky Fakulty přírodovědně-humanitní a pedagogické TUL (FP), jenž projekt za Technickou univerzitu v Liberci vede.
Projekt v hodnotě 1,3 milionu euro běží čtvrtým rokem a letos bude končit. Hlavním řešitelem projektu, jenž je financován z programu Marie Skłodowska Curie Action Cost, je britská Aston University v Birminghamu. Do sítě partnerských institucí je kromě TUL zapojeno několik univerzit z Thajska a partneři ze Španělska. Právě Thajsko má dlouhou tradici v polymerní chemii a bohaté zkušenosti s využíváním přírodních polymerů.
Hledání nového materiálu za použití přírodních zdrojů
Vědci z TUL zapojení do projektu testují zvláknitelnost polymerních materiálů s integrovanými aktivními látkami biologického původu. Testy zvlákňování probíhají jak za pomoci stejnosměrného tak střídavého proudu, ale třeba i tažením individuálních vláken, tak zvanou metodou drawing.
„Syntetické nanomateriály se snažíme modifikovat a využíváme přírodní zdroje, abychom vytvořili nový materiál. V přírodě existuje spousta polymerů, jsou to například proteiny nebo polysacharidy. My tyto polymery získáváme od thajských kolegů a pracujeme s nimi. Zásadní potíž spočívá v tom, že u přírodních polymerů je velmi obtížné udržet standardní vlastnosti. Třeba hedvábí se získává z kokonů bource morušového a kokony, s nimiž pracujeme, nikdy nemají stejnou podobu,“ popisuje Petr Mikeš jeden z výzkumných problémů a dodává: „Zvláknit hedvábí se už v laboratoři podařilo. Naší snahou ale je ten proces udržet a vše převést do průmyslové výroby. Tam už musí být po určitou dobu stabilní.“
.jpg)
Zmíněné hedvábí výzkumníci rozpustí a zkombinují s podpůrnými biodegradabilními polymery. Vzniknou vlákna o velikosti v průměru pouhých 200 či 300 nanometrů. Naproti tomu vlákna bource morušového mají v přírodě rozměry desítek mikrometrů. „Naše jemnější vlákna se lépe vstřebávají, také na nich lépe rostou buňky,“ vysvětluje Petr Mikeš.
To, co podle něj zásadně odlišuje přírodní a umělé polymery, je vnitřní struktura. „Přírodní polymery mají obrovské množství funkčních skupin, jsou velmi rozmanité a mají spoustu výhod. Vlákna z přírodních polymerů mají například lepší smáčivost vodou, což zlepšuje adhezi, a také na nich buňky lépe rostou,“ říká docent Mikeš.
V laboratoři přípravy Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace TUL právě pracuje zařízení Nanospider pro přípravu nanovláken od firmy Elmarco. Výzkumníkům připravuje materiály, které bude možné použít pro medicínské krytí ran. Tyto materiály jsou složené z polyesterů a přírodních polymerů, které přivezli Gareth Michael Ross a Sukunya Ross, vědci z katedry chemie Přírodovědecké fakulty thajské Naresuan University.
Projekt cílí i na novou výrobu kontaktních čoček
Profesor Ross je zároveň odborníkem na hydrogely, ze kterých se vyrábějí kontaktní čočky. A Katedra fyziky FP TUL plánuje s thajskými vědci rozšířit spolupráci právě o tuto oblast. „Polymerní roztoky, které se používají pro výrobu hydrogelů pro kontaktní čočky, budeme charakterizovat pomocí optických metod. Thajským kolegům tak pomůžeme získávat zpětnou vazbu při jejich výrobě optickými a elektrochemickými metodami,“ vysvětluje docent Mikeš.
„Projekt má skvělý přínos právě díky vzájemné spolupráci na výzkumu využití přírodních zdrojů a biologicky odbouratelných materiálů. Jsem rád, že je zapojena i Technická univerzita v Liberci. Má totiž vynikající výsledky nejen v oblasti elektrického zvlákňování,“ říká profesor Gareth Ross.
Možnost navštěvovat vědecká pracoviště spolupracujících stran je dalším velkým přínosem projektu. Na thajské univerzity vyjela v průběhu čtyř let celá řada kolegů nejen napříč FP, ale i celou univerzitou. „Výjezdy akademiků byly a jsou v tomto projektu vždy spojeny s přenosem znalostí a dovedností na přijímající pracoviště. Odborníci napříč obory se v tomto projektu vzájemně školí také pomocí online webinářů, které probíhají v průběhu celé doby trvání tohoto projektu. Naši akademici a doktorandi dokonce v řadě případů pomáhali vytvářet i speciální zařízení pro laboratorní výrobu polymerních nanovlákenných materiálů, které na thajských univerzitách chybělo,“ říká proděkanka FP TUL pro internacionalizaci a doktorská studia Eva Kuželová Košťáková.
Adam Pluhař
.jpg)
Další články v rubrice
Kniha Nanovlákna získala Cenu Josefa Hlávky
»Co je nano, si myslí, že ví každý, ale skutečná odbornost je v této knize,« řekl o publikaci, která je v českém kontextu ojedinělá, člen hodnotícího výboru profesor Karel Rohlena. Cenu si včera na zámku v Lužanech převzal profesor David Lukáš s...
Velký úspěch našich vědců. Hned tři inovace z TUL získaly medaile na veletrhu Invent Arena
Zcela nový materiál – porézní skleněná plastelína použitelná v módě nebo designu –, mobilní zařízení, které kdekoliv pohotově vyrobí nano- a mikrovlákna, a autonomní užitkové vozidlo pro přepravu nákladu v obtížných podmínkách. To jsou tři patenty...
Významnou pražskou památku už čistí světlo
Oči tisíců turistů se už nemusejí dívat na nevzhledný zelený biofilm vrostlý do zdiva Malostranské mostecké věže Karlova mostu na levém břehu Vltavy. Zdivo prošlo v zasažených místech důkladnou očistou a dál už se bude čistit samo. Díky slunečním...
