"Умная" одежда, фильтр и топливо: как используют "пушистое чудо"

Первые колонизаторы смогут шить джинсы и футболки прямо на Луне. Китайские ученые отправили на обратную сторону земного спутника хлопок, и он дал всходы.

"Семена, удобрения, вода, воздух и датчики находились в герметичном контейнере. Снаружи температура колебалась в пределах трехсот градусов, но внутри теплицы всегда было плюс 25. Работу специальных ламп координировали с Земли с помощью системы управления", – поделился директор Центра исследований Луны и космических программ при Национальном космическом управлении Китая Лю Цзичжун.

Правда, с наступлением двухнедельной лунной ночи, когда температура понизилась до минус 170 градусов, всходы все-таки погибли. Так что о теплицах в космосе говорить пока рано.

Зато на Земле ежегодно собирают до 27 миллионов тонн "белого золота". Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Фильтр для решения глобальных проблем

Чем больше хлопка, тем лучше. Ведь это растение может спасти сотни тысяч жизней. За два прошедших года больше 220 тысяч африканцев стали жертвами холеры. И причина в грязной воде. Доступа к чистой у людей просто нет. Бутилированная стоит слишком дорого, а из-под крана течет настоящая отрава.

Самый бюджетный и экологичный способ справиться с глобальной проблемой нашел аспирант Северо-Кавказского федерального университета. Алексей Речицкий создал прототип первого в мире хлопково-солнечного фильтра.

"Вот в этой части у нас находится сама фильтрующая кассета и, соответственно, вот здесь впускной штуцер, – показывает аспирант кафедры анатомии и гистологии медико-биологического факультета Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ), создатель очищающего фильтра Алексей Речицкий. – И через выходное отверстие можно сразу стаканчик набирать, вода попадает и можно ее пить".

Это устройство – компактный аналог промышленной фильтровальной станции. За минуту аппарат способен превратить литр грязной воды в такое же количество питьевой. В камере, похожей на объектив фотоаппарата, находится спрессованное хлопковое волокно. Пористый материал не пропускает песок и частички грязи. Дальше жидкость поступает в корпус, где ультрафиолетовые лучи убивают все микробы и бактерии.

Воду по прибору двигает помпа. На панели управления всего одна кнопка – не запутаешься. Хлопок в фильтровальной кассете нужно периодически менять, но с этим нет никаких сложностей. Аппарат отлично работает даже с обычной аптечной ватой. А подзарядить его можно через USB – от мобильного телефона.

"Если мы будем набирать воду из речки, речка – это всегда движение, там вода всегда мутнее, чем в озере. Примерно хватает на 7–10 литров. Если вода спокойная, то есть озеро, и там вся муть сейчас на дне находится, хватает до 30 литров одной зарядки", – объяснил Алексей Речицкий.

Наряд, который нельзя испачкать

Хлопок также может помочь навсегда забыть о стирке – новую китайскую одежду просто нельзя испачкать.

Пятно от масла невозможно отстирать, только если футболка сшита из обычного хлопка. А вот новый китайский материал не впитывает масло и вдобавок отталкивает грязь. Такого эффекта исследователи Уханьского технологического университета добились, пропитав полотно особым составом. 

"Ученые смешали гидрохлорид дофамина нейрогормона и еще несколько веществ и замочили ткань в этом растворе на 24 часа. В итоге образовалось однородное темно-коричневое покрытие. Между ним и хлопком появились воздушные карманы наноразмера. И материал перестал впитывать как грязь, так и воду", – рассказал профессор Школы материаловедения и инженерии Института энергетических исследований Наньянского технологического университета Мадхави Шринивасан.

Американские ученые доказали, что одежда из хлопка не только не тонет, но и может спасти человеку жизнь.

Волокно, которое умеет считывать пульс

В университете штата Вашингтон разработали хлопковое волокно, которое умеет считывать пульс владельца.

Это симбиоз хлопка и полимера. От первого материала у нити гибкость, от второго – способность проводить ток. Из таких волокон разработчики хотят делать сенсорные нашивки со встроенными микросхемами. Они смогут контролировать давление владельца и даже предупреждать об опасных веществах в атмосфере.

"Для изготовления волокна потребовался полианилин. Это диэлектрик, который используют для производства печатных плат. Мы взяли жидкий полимер и соединили его с раствором целлюлозы из переработанного текстиля. Из полученных волокон сшили специальные нашивки, которые были способны питать светодиодные лампы и улавливать аммиак. Такие функции пригодятся для формы пожарных и тех, кто работает на химических производствах", – пояснила доцент кафедры одежды, мерчандайзинга, дизайна и текстиля Университета штата Вашингтон Чанг Лю.

Топливо для автомобилей

Но что делать со старой хлопковой одеждой? Миллионы тонн футболок и джинсов превращают мир в большую гардеробную свалку. Казалось бы, выход очевиден: вещи нужно пустить на переработку. Но не все так просто. Давать им вторую жизнь дорого. И качество одежды из вторсырья оставляет желать лучшего.

Ученые Лундского университета Швеции предлагают нарядами заправлять машины.

Конечно, прежде джинсы нужно превратить в топливо. Для этого их замачиваютв серной кислоте при определенной температуре. Хлопковая целлюлоза разлагается и превращается в сахарный раствор. Химикам остается смешать глюкозу с дрожжами и получить этиловый спирт.

"Мы экспериментируем с концентрацией серной кислоты и температурой. Чтобы превратить в топливо брюки, нужны одни условия, а для махрового полотенца – совсем другие. Дальнейшие исследования помогут сделать технологию более универсальной", – сообщил исследователь химической инженерии Лундского университета Эдвин Руут.

Хлопок – "белое золото"

Хлопок не зря называют "белым золотом" – эта сельхозкультура действительно содержит драгоценный металл. Правда, в ничтожных количествах.

Впрочем, для создания небольшого топливного элемента и этого достаточно. Ученые собирают наночастицы золота с растений, а затем наносят их на электроды, которые тоже создают из хлопкового волокна.

"В хлопке много пор, которые улучшают проводимость электродов. А золотые слои увеличивают энергию биотопливного элемента в два раза по сравнению с аналогами. Кроме того, волокна биосовместимые: они добывают из организма человека глюкозу и преобразуют ее в энергию. Элементы с хлопком можно использовать внутри тела, например, в имплантах", – объяснил доцент Школы материаловедения и инженерии Технологического института Джорджии Хайлун Чен.

"Хлопковое дело"

Батарейки, топливо, одежда, которую невозможно испачкать, – чего только не делают из хлопка. Но мало кто знает, что у этого белого и пушистого чуда очень взрывной характер.

Обработанное кислотой хлопковое волокно – это нитроцеллюлоза, основное составляющее бездымного пороха. Причем используют его не только для огнестрельного оружия, но и для запуска космических ракет.

Именно это уникальное качество "белого золота" стало одной из причин появления на полках архивов КГБ так называемого "хлопкового дела".

В середине 80-х на весь Союз прогремел коррупционный скандал. Выяснилось, что несколько лет руководство Узбекской социалистической республики отчитывалось о рекордном сборе хлопка, а на деле занималось приписками невероятных масштабов.

"Считается, что знаменитое "хлопковое дело" началось под самый конец правления Леонида Ильича Брежнева и особенно сильно стало раскручиваться после того, как Юрий Владимирович Андропов стал генеральным секретарем штаба. Это было экономическое преступление, масштабное, нанесшее нашей стране непоправимый ущерб или в прежней степени политическое", – пояснил историк литературы, журналист Вячеслав Огрызко.

Некоторые политологи считают, что именно "хлопковое дело" стало катализатором процесса, который привел к развалу Советского Союза. Больше 10 миллионов финансового ущерба, восемь с лишним сотен уголовных дел, на скамье подсудимых оказались высшие чины Узбекской ССР и даже зять генсека.

Как глупое пари превратило практически в рабов граждан целой республики? Каким образом несколько лет получалось скрывать, что рекордный урожай белого золота существует лишь на бумаге? И кому удалось вывести на чистую воду всех причастных к "хлопковому делу"?  Ответы на все эти вопросы вы узнаете в мае в сериале "Зло" только на телеканале РЕН ТВ.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.