Textil fotokatalys : biomimetik med textila processer

Sammanfattning: Fotokatalys är en reaktion som kan användas vid rening av avloppsvatten vilket är viktigt då avloppsvatten är en källa till smittspridning, till exempel kan bakterien E. coli spridas genom otillräckligt renat vatten. Titandioxid i kombination med UV- strålning skapar en fotokatalytisk reaktion i vatten som bryter ner mikroorganismer med hjälp av de fria radikaler som bildas. Syftet med projektet är att med hjälp av tre appliceringsmetoder fästa titandioxid på en termoplastisk textil. Härigenom skapas en vattenrenande textil. Syftet är också att öka den effektiva ytan jämfört med tidigare exempel i litteraturen för att på sätt få högre effektivitet. Ett tema för projektet är alltså att skapa en lämplig textil konstruktion för textil fotokatalys i ett modellsystem. Under den här kandidatuppsatsen, som har genomförts på Textilhögskolan i Borås, har ålgräsängar använts som inspirationskälla under skapandet av en textil konstruktion. Ålgräs (Zostera Marina) växer på havsbottnar och utgörs av långa vajande stjälkar. Ålgräs är enhjärtbladiga växter och som sådana klorofyllbärande. De kan sålunda fånga solljus. Ålgräs växer i ängar och vid framtagning av konceptet till den tänka strukturen mimikera strukturen hos dessa ålgräsängar. Härigenom uppnås en större effektiv yta och en struktur som syftar till att bättre ta om hand det infallande solljuset än tidigare konstruktioner. Tuftning som sällan används för tekniska textilier kommer brukas för denna biometriska struktur. Tre appliceringsmetoder för titandioxid har studerats vidhäftning med hjälp av TPU film, användning av UV-härdande akrylat och insmältning. Insmältning undersökte huruvida det gick att smälta fast titandioxid i pulverform direkt på garnet. Materialva- let i detta modellsystem var polypropen, valet av polypropen grundar sig i att det är en termoplast och som sådan är smältbar och flyter i vatten, likt ålgräs. Dessutom är den hydrofob, billig och frigör inga hälsoskadliga ämnen vid användning. Det konstruera- des en produktionslinje för att producera metervara av titandioxidbelagt polypropen garn genom insmältning. Detta var ett försök till att effektivisera och ta fram nytän- kande appliceringsmetoder. Resultatet blev en produktionslinje som kunde producera metervara av titandioxidbelagt garn genom insmältning. Fotokatalytisk aktivitet indikerades med hjälp av metylenblå. Av testresultaten kunde det konstateras att när titandioxid applicerats på garn med hjälp av en TPU film erhölls bäst fotokatalytiska egenskaper. Beläggning med hjälp av UV-härdande akrylat funge- rar också men det befanns vara något sämre. En bakterieanalys genomfördes för att ytterligare säkerhetsställa effekten av appliceringsmetoderna. Under testet användes vatten från Viskan för att resultatet skulle återspegla en verklighetsnära situation. Re- sultaten visade även här att TPU filmen var den bästa appliceringsmetoden. Bakterie- halten i vatten behandlat med fotokatalytisk TPU applicerad titandioxid kunde dras ner till tusenfalt drickbara nivåer. Analyser av SEM-bilder gav en ökad förståelse för varför de olika beläggningsmetoderna fungerade så som de gjorde. Då både den foto- katalytiska analysen och bakterieanalysen indikerade på att en reaktion mellan titandi- oxiden och UV-ljuset uppstått med önskad effekt.