Schopnost nanovlákenných materiálů
zachycovat produkty radioaktivního
rozpadu a tlumit
i účinky chemických a biologických
zbraní zkoumá vědecký tým
profesora Davida Lukáše na Fakultě
textilní Technické univerzity
v Liberci ve spolupráci se Státním
ústavem jaderné, chemické a biologické
ochrany (SÚJCHBO). Výzkum
probíhá v rámci čtyřletého
bezpečnostního projektu, na který
uvolnilo Ministerstvo vnitra ČR
částku 15 milionů korun.
Vědci již vědí, že nanovlákenné
materiály dokážou díky velkému
měrnému povrchu zachytit daleko
větší množství i submikronových
částic než běžné filtry. To znamená
nadstandardně účinnou filtraci
vzdušnin i kapalin.
Nyní se díky vědcům z TUL objevuje
i jejich schopnost ochrany před
radioaktivními škodlivinami o rozměrech
desítek nanometrů.
Na začátku výzkumného záměru
byla náhoda. „Schopnost nanovláken
vázat na sebe částice vznikající
radioaktivním rozpadem radonu
jsme objevili, když jsme v laboratoři
měřili zvýšenou hodnotu přirozené
radiace a zároveň radiace čerstvě
vyrobených nanovlákenných vrstev
metodou elektrostatického zvlákňování.
Zjistili jsme, že nanovlákna zachycují
dceřiné produkty, které vznikají
při rozpadu radonu obsaženého
ve stopovém množství ve vzduchu
laboratoře. Radon sám o sobě není
škodlivý, ale rozpadá se na zdraví
nebezpečné izotopy těžkých kovů,
jako je bizmut, olovo a vysoce radioaktivní
polonium. Ty se ve vzduchu
vyskytují spolu s jiným materiálem
ve formě nanočástic a aerorosolů,“
vysvětluje člen vědeckého týmu Petr
Mikeš, student doktorského studia
na FT TUL.
Podstata schopností vázat na sebe
nebezpečné látky je v opačném elektrickém
náboji elektricky nabitých
nanovlákenných materiálů a iontů
těžkých kovů vzniklých radioaktivním
rozpadem. Zatímco dceřiné
produkty vznikající při rozpadu radonu
mají převážně kladný náboj,
nanovlákna lze nabít podle potřeby
kladně i záporně, a využít tak základního
fyzikálního zákona, že se
záporné a kladné náboje přitahují.
Pro případ zachycování kladně
nabitých radonových dcer se proto
nabíjejí záporně. „Na stejném principu
probíhá filtrace radioaktivních
látek pomocí nanovláken vyrobených
zvlákněním syntetických polymerů.
V laboratorním prostředí již
máme vyrobené filtry. Nanovlákna
jsou upnutá do rámu a proudí skrz
ně vzduch obsahující opačně nabité
částice, které se na filtru zachycují.
Předpokládáme, že při skokovém
přepólování lze tyto částice bezpečně
uvolnit. Po půl hodině (střední
poločas rozpadu radonových dcer)
se stávají zdraví méně škodlivými.
Protože nanovlákna mají velký specifický
povrch, předpokládáme, že
záchyt bude vysoce účinný,“ dodává
druhý člen týmu Pavel Pokorný
s tím, že nanovlákna jsou schopna
zachytit i látky biologických a chemických
zbraní.
Tato vlastnost nanovlákenných
materiálů může být podle profesora
Davida Lukáše velmi užitečná pro
zvýšení ochrany zdraví lidí obecně
i při mimořádných událostech.
„Velký měrný povrch a možnost vysoké
hodnoty lineární hustoty elektrického
náboje tvoří z nanovlákenných
materiálů jedinečně účinný materiál
pro záchyt iontů z okolního plynného
prostředí, včetně iontů vznikajících
radioaktivním rozpadem. Zatím jsme
ale ve výzkumu na začátku. Až další
vývoj nanovlákenných filtrů, jejich
napojení na zdroje vysokého napětí
a pečlivé testování na TUL a na SÚ-
JCHBO naznačí možné oblasti aplikace
v radiační ochraně i pro analýzu
kontaminované vzdušniny,“ řekl profesor
Lukáš.
Technická univerzita v Liberci má
podle Lukáše dobře vybavené laboratoře
pro primární výzkum. Další
testování provedou ještě odborníci
v SÚJCHBO na ještě sofistikovanějších
měřících přístrojích. Jaroslava Kočárková