Le professeur Gajanan Bhat tient un matériau non tissé élastique. Crédit :Andrew Davis Tucker/UGA
Des chercheurs de l'Université de Géorgie ont développé un nouveau matériau aux propriétés idéales pour les produits médicaux tels que les masques et les bandages. C'est aussi meilleur pour l'environnement que les matériaux d'usage courant.
En utilisant des tissus non tissés - des tissus produits par liaison de fibres sans tissage ni tricotage - l'équipe dirigée par Gajanan Bhat a pu fabriquer des matériaux composites extensibles, respirant et absorbant, propriétés idéales pour les produits médicaux. L'incorporation de coton rend également le matériau résultant confortable sur la peau (un facteur important dans les applications médicales) et plus facile à composter, donc plus durable par rapport aux produits similaires actuellement sur le marché.
Financé par le ministère américain de l'Agriculture, les chercheurs ont testé différentes combinaisons de coton et de tissus non tissés pour des propriétés telles que la respirabilité, absorption d'eau et extensibilité, ainsi que les tissus non tissés d'origine. Les tissus composites ont bien performé dans les tests, avait une bonne perméabilité à l'air, étaient plus absorbants et avaient une bonne récupération d'étirement, ce qui signifie qu'ils peuvent résister à une utilisation répétée.
La demande de tissus non tissés a augmenté ces dernières années, avec une valeur marchande qui devrait atteindre 77 milliards de dollars en 2027, selon un rapport d'Acumen Research and Consulting. Les tissus non tissés sont des produits ménagers courants tels que les couches, produits d'hygiène féminine et filtres à air et à eau. Ils sont résistants à l'eau, élastique et respirant, et leur capacité à filtrer l'air les rend idéales pour les usages médicaux.
« Certains de ces produits pour des applications biomédicales, comme les pansements et les enveloppements, nécessitent un certain étirement et une récupération d'étirement. Mais puisque ceux-ci entrent en contact avec le corps, avoir du coton sera vraiment utile, " dit Bhat, chef du département des textiles, Merchandising et Intérieurs au Collège de la Famille et des Services aux Consommateurs, qui a co-écrit l'article avec l'étudiante à la maîtrise et premier auteur Partha Sikdar et Ph.D. étudiant Shafiqul Islam.
Bien que le coton ne soit pas aussi extensible que les non-tissés, il est plus absorbant l'eau et plus doux, le rendant plus confortable à porter. Le coton est également une culture importante en Géorgie et une partie importante de l'économie de l'État. L'USDA est à la recherche de nouvelles applications pour le coton, et Bhat a proposé qu'ils "marient le tissu non tissé extensible avec du coton et fabriquent quelque chose de riche en coton et extensible".
Le professeur Gajanan Bhat montre comment un matériau non tissé élastique peut être enveloppé et utilisé comme pansement médical dans son laboratoire du Riverbend Research Labs North. Crédit :Andrew Davis Tucker/UGA
Bhat, qui se spécialise dans les tissus non tissés, pensé que le matériau résultant pourrait conserver les propriétés souhaitables des tissus non tissés tout en étant également plus confortable et compostable une fois éliminé.
Pour tester les performances des matériaux composites, Bhat, Sikdar et Islam ont combiné le coton avec deux types de tissus non tissés, spunbond et meltblown. Les non-tissés spunbond contiennent des fibres plus grossières et sont généralement plus extensibles, tandis que les non-tissés soufflés à l'état fondu contiennent des fibres plus fines, ce qui permet une meilleure capacité de filtration.
« L'idée est :quelle combinaison nous donne de bonnes performances ? » dit Bhat. "Vous voulez qu'il soit extensible avec une certaine récupération d'étirement, mais en même temps respirant et avec une certaine capacité d'absorption."
L'équipe a préparé des tissus non tissés de différentes épaisseurs et les a combinés avec une ou deux feuilles de tissu en coton, se retrouver avec 13 variétés à tester.
Les tests ont montré que les tissus composites avaient une meilleure capacité d'absorption d'eau par rapport aux non-tissés d'origine, tout en conservant une bonne respirabilité. L'absorption d'eau des composites était de trois à 10 fois supérieure à celle du tissu sans coton. Les matériaux composites ont également maintenu la capacité des non-tissés à récupérer après avoir été étirés, leur permettant de s'adapter aux mouvements spontanés sans perdre leur forme.
Le processus de fabrication de non-tissés composites permet d'utiliser du coton de qualité inférieure et parfois même des déchets ou du coton recyclé provenant de la production d'articles tels que des t-shirts et des draps, dit Bhat, Professeur de fibres et textiles de la Georgia Athletic Association. Les produits qui en résultent sont donc plus durables et moins chers à produire.
L'étude a été publiée dans le Journal of Industrial Textiles.
