Умные покрытия: что поможет продуктам храниться вечно

Ученые день за днем стараются сделать жизнь человека проще и, что немаловажно, экологичнее. Какие краски убивают плесень, как защитить еду от микробов, как ультрасовременный асфальт сам заделывает трещины в себе после ДТП? Об этом и не только – в программе "Наука и техника" на РЕН ТВ с ведущим Михаилом Борзенковым.

Знаете ли вы, что происходит с не убранной в холодильник едой?

Сенсационные кадры под микроскопом: оставленная на столе на четыре часа сосиска уже сама на себя не похожа. Но видны ее опасные загрязнения только через призму специальной оптики.

"Как только продукт покидает правильную зону хранения, зону комфорта, из холодильника мы перемещаем на стол и храним, иногда забываем, и продукт хранится и два, и три, и четыре, а то и пять часов, то в течение этого времени уже начинают размножаться кишечная палочка и та же самая сальмонелла. А через пять-шесть часов в продукте уже будут размножаться дрожжи, плесени, грибы, поэтому все это приводит, конечно, уже к потенциальной опасности продукта", – рассказала доцент кафедры пищевых технологий и биоинженерии Российского экономического университета имени Плеханова Елена Мясникова.

Каждый год 600 миллионов человек по всему миру становятся жертвами пищевых отравлений. Но петербургские ученые нашли спасение от этой беды – они создали "умную пленку", которая радикально меняет правила хранения продуктов.

"При этом срок жизни данного продукта увеличился в 1,5-2 раза. Эти покрытия можно использовать для различных, не только овощей и фруктов, но и можно с разработкой технологии использовать, например, при покрытии мяса, рыбы", – поделилась профессор центра химической инженерии университета ИТМО Майя Успенская.

Технология поражает простотой: просто окуни продукты в специальный раствор и забудь об испорченной еде! Мясо, рыба, овощи и фрукты мгновенно получат защитную оболочку. Никакой химии, только природные компоненты! Их всего два: пищевой желатин, который используют для загустения и хитозан – из панцирей ракообразных. Этот уникальный природный полимер работает как невидимый телохранитель – он безжалостно уничтожает опасные бактерии. Еда портится в два раза медленнее!

"Материал является экологичным, поскольку материалы используемые являются биосовместимыми, биодеградируемыми материалами и широко используются и в пищевке, и в медицине. С продуктов его можно удалить просто мытьем при температуре 40 градусов и выше. Спокойненько под краном вы можете это вымыть", – добавила Майя Успенская.

Умные покрытия применяют не только в пищевой промышленности

Металлургия, авиация, медицина – необычные составы и материалы используют повсюду. Так, в Великобритании придумали добавлять в асфальт траву и получили умное дорожное полотно, которое само себя латает!

"Живой асфальт", который сам залечивает трещины без ремонтных бригад и катка, уже назвали революцией в дорожном строительстве. Секрет технологии прост – это споры растений в составе покрытия, а также специальная пропитка из переработанных масел. Лабораторные испытания показали, что такой асфальт способен полностью залечить повреждения на своей поверхности менее чем за час.

"Мы разработали специальную добавку, которая состоит из крошечных пористых спор растений, пропитанных переработанными маслами. Битум, который используют при дорожном покрытии, при добавлении спор становится более текучим. Он лучше проникает в трещины, затвердевает и таким образом продлевает жизнь дорожному покрытию", – пояснил старший преподаватель кафедры химии Королевского колледжа Лондона Алекс Броган.

Чистый бассейн без химии – насколько это возможно?

Роспотребнадзор бьет тревогу: каждый пятый бассейн в России – рассадник опасных бактерий, грибков и плесени. Кроме того, качество воды в плавательных комплексах не отвечает гигиеническим нормативам. В Красноярске из-за угрозы здоровью посетителей даже закрыли крупный семейный центр!

"Вообще защита всего этого – это, конечно же, ультрафиолетовое облучение, это озон и хлор. Вот наш неповторимый хлор в бассейне. Потому что без хлора мы никак себя не обеззараживаем, мы никак не получим вот этого правильного подхода к нашему здоровью", – сообщила врач-дерматолог Ольга Мороз.

Революционное решение нашли британские ученые. Они разработали антимикробную краску, способную уничтожать опасные бактерии и вирусы, включая стафилококк, грипп и даже коронавирус! Долговечное бактерицидное покрытие создают, смешивая смолу с известным антисептиком – хлоргексидином. После нанесения на твердые непористые поверхности краска высыхает и начинает уничтожать микробов.

"Наша краска абсолютно безопасна для человека и для окружающей среды. При этом она очень эффективно борется с различными вирусами и бактериями. Процесс очищения запускается не сразу после нанесения – для того, чтобы покрытие начало работать, оно должно хорошо высохнуть", – подчеркнул профессор факультета естественных наук Ноттингемского университета Фрэнки Роусон.

Представьте: стены в больницах, поручни в метро и раздевалки в бассейнах, которые сами убивают инфекцию! Но это еще далеко не все, на что способны инновационные покрытия.

Вода не пройдет: непромокаемая крыша будущего

Шокирующие кадры из подмосковных Мытищ: после каждого дождя жители новостройки вынуждены браться за ведра и тазы. Виноваты строители, которые некачественно сделали кровлю.

Пока ремонтная бригада ищет дефекты в гидроизоляции, российские инженеры уже придумали секретное оружие против протечек. Они создали особую пленку, которую кладут под крышу во время монтажа. Она как нервная система для кровли – чувствует малейшие повреждения и сразу их блокирует.

"Позволяет без особого труда, очень быстро и точно локализовать место, через которое вода проникает под гидроизоляцию и дальше провоцирует протечку на плоских крышах подземных заглубляемых частях зданий, ну и других типах сооружений, где используется рулонная гидроизоляция", – сообщил генеральный директор компании-производителя умных кровельных покрытий Александр Дубровский.

Слой умной пленки работает как скрытый датчик. Достаточно провести по нему специальным прибором, который похож на металлическую палочку, и в месте повреждения появится искра. Никакого демонтажа и долгих поисков – проблемы видны сразу, как на рентгене!

"Проще говоря, это такой стальной стержень или дефектоскоп. Если в покрытии крыши есть дефекты, трещины, прорывы, непропаянные швы – ток проходит через них, и прибор мгновенно фиксирует эту проблему", – добавил Александр Дубровский.

Обнаружить трещину в кровле можно буквально за пару минут без дорогостоящего демонтажа и переделки всей крыши. Серьезных затрат не потребует больше и ремонт разбитого экрана телефона.

Как быстро и дешево восстановить гаджеты после поломки

Замирать в ужасе, когда телефон падает экраном вниз, больше не придется благодаря уникальной разработке японских инженеров. Они создали "живые" дисплеи для гаджетов. Их секретное покрытие содержит миллионы микрокапсул с "заживляющим" полимером. При повреждении инновационный материал запускает процесс регенерации. Микротрещины исчезают сами, как царапины на живой коже, и экран снова как новенький.

"Самовосстанавливающиеся покрытия – это передовые материалы, которые действительно способны самостоятельно устранять повреждения. Наша пленка более долговечна, чем обычные самовосстанавливающиеся материалы PDMS. Таким образом, это покрытие можно будет использовать при создании электроники. А владельцы гаджетов смогут позабыть о страхе уронить свой телефон или планшет", – заявил Кеничи профессор кафедры прикладной химии Университета Васэда Ояидзу.

Умные покрытия способны не только самовосстанавливаться. Они открывают новые горизонты в энергетике. Британские ученые создали ультратонкую пленку, которая превращает любую поверхность в источник энергии. Только представьте: ваш телефон заряжается просто на солнце или рюкзак, который питает гаджеты в походе! Толщина инновационного покрытия всего один микрон, что в тысячу раз тоньше миллиметра. Это делает его практически незаметным при использовании.

"Это совершенно новый тип солнечного покрытия, которое для генерации энергии можно наносить на рюкзаки, автомобили, мобильные телефоны… Очень гибкий, тонкий и универсальный продукт. Больше не надо задумываться о том, где подзарядить свои гаджеты. За вас все сделает наше покрытие и солнце", – поделился профессор теоретической физики Оксфордского университета Ард Луис.

Потенциал у нанопленки огромный. Ее можно наносить на крыши домов и автомобилей, интегрировать в фасады зданий и даже в одежду. Благодаря умным покрытиям мы скоро забудем, что такое разбитые экраны, испорченные продукты и вечный ремонт дорог. Ведь наука не стоит на месте – она буквально покрывает наш мир инновациями.