Juan Hinestroza en zijn studenten leven in een katoenzachte nanowereld, waar ze kleding maken die bacteriën doodt, geleidt elektriciteit, weert malaria af, vangt schadelijk gas op en weeft transistors in overhemden en jurken.

"Katoen is een van de meest fascinerende – en onbegrepen materialen, " zei Hinestroza, universitair hoofddocent vezelwetenschap, die het Textiles Nanotechnology Laboratory van Cornell leidt. "In een wereld op nanoschaal - en dat is onze wereld - kunnen we op cellulose gebaseerde materialen atoom voor atoom controleren."

De Hinestroza-groep heeft katoenvezels omgezet in elektronische componenten zoals transistors en thermistoren, dus in plaats van elektronica aan stoffen toe te voegen, hij zet de stof om in een elektronische component.

"Het maken van transistors en andere componenten met behulp van katoenvezels geeft een nieuw perspectief op de naadloze integratie van elektronica en textiel, het mogelijk maken van unieke draagbare elektronische apparaten, ' zei Hinestroza.

Profiteer van de onregelmatige topografie van katoen, Hinestroza en zijn studenten voegden conforme coatings van gouden nanodeeltjes toe, evenals halfgeleidende en geleidende polymeren om het gedrag van natuurlijke katoenvezels aan te passen.

"De lagen waren zo dun dat de flexibiliteit van de katoenvezels altijd behouden blijft, "Hinestroza zei, "Vezels zijn overal van je ondergoed, pyjama, tandenborstels, banden, schoenen, autostoelen, luchtfiltratiesystemen en zelfs je kleding."

Abbey Liebman '10 creëerde een jurk met geleidende katoenen draden die een iPhone kunnen opladen. Met ultradunne zonnepanelen voor trim en een USB-oplader weggestopt in de taille, het op het zuidwesten geïnspireerde kledingstuk ving genoeg zonneschijn op om mobiele telefoons en andere draagbare apparaten op te laden, zodat de drager aangesloten kon blijven.

De technologie kan worden ingebed in shirts om de hartslag te meten of zweet te analyseren, genaaid in kussens om hersensignalen te volgen of toegepast op interactief textiel met verwarmings- en koelmogelijkheden.

"Eerdere technologieën hebben vergelijkbare functionaliteiten bereikt, maar die vezels werden stijf of zwaar, in tegenstelling tot onze garens, die vriendelijk zijn voor verdere verwerking, zoals weven, naaien en breien, ' zei Hinestroza.

Door nanodeeltjes te synthetiseren en aan katoen te bevestigen, ontstaat niet alleen kleur op vezeloppervlakken zonder het gebruik van kleurstoffen, maar de nieuwe oppervlakken kunnen 99,9 procent van de bacteriën efficiënt doden, die zou kunnen helpen bij het afweren van verkoudheid, griep en andere ziekten.

Twee van Hinestroza's studenten creëerden een bodysuit met capuchon ingebed met insecticiden - met behulp van metalen organische raamwerkmoleculen, of MOF's - om malariamuggen af ​​​​te weren. Malaria doodt meer dan 600, 000 mensen per jaar in Afrika. Hoewel met insecticide behandelde netten gebruikelijk zijn in Afrikaanse huizen, het antimalaria-kledingstuk kan overdag worden gedragen om extra bescherming te bieden en vervliegt niet zoals op de huid gebaseerde insectenwerende middelen.

Andere studenten hebben MOF's gebruikt om een ​​masker en een kap te maken die giftige gassen op een selectieve manier kunnen opsluiten. MOF's, die geclusterde kristallijne verbindingen zijn, kunnen op nanoniveau worden gemanipuleerd om kooien op nanoschaal te bouwen die exact dezelfde grootte hebben als het gas dat ze proberen te vangen.

"We wilden de kracht van deze moleculen benutten om gassen te absorberen en deze MOF's in vezels op te nemen, waardoor we zeer efficiënte filtratiesystemen kunnen maken, " hij legt uit.

Hinestroza zoekt altijd naar nieuwe manieren om katoen als canvas te gebruiken voor het creëren van oneindige moderne toepassingen.

"We willen traditionele natuurlijke vezels transformeren in echte technische materialen die multifunctioneel zijn en die kunnen worden aangepast aan elke vraag, "zei hij. "Wij zijn chemici, wij zijn materiaalwetenschappers, we willen materialen maken die veel functies zullen vervullen, maar laat het flexibel en zo comfortabel blijven als een t-shirt of een oude spijkerbroek."