Достаем шерстяные вещи: пермские ученые рассказали об удивительных свойствах материала

Что такое шерсть?

Шерсть — это волосяной покров животных, который состоит из остевых (более длинных, грубых, толстых) и пуховых (более мягких, тонких, извитых) волос. Задача остевых волос – формировать структуру, защиту, объем шерсти, а задача пуховых волос – «подшерстка», сохранять оптимальную температуру тела.

На разрезе в стержне остевого волоса выделяют три слоя: кутикулу из роговых пластинок; корковый слой из веретенообразных ороговевших клеток и сердцевину из кубических и цилиндрических ороговевших клеток. Сердцевина под микроскопом имеет внутри вид канала.

В отличие от остевых волос, у пуховых волос часто отсутствует или очень слабо выражена центральная часть волоса — медулла (сердцевина). Это делает их более гибкими и легкими. Пуховые волосы обычно более извитые (волнистые), что помогает создавать воздушную прослойку, способствующую терморегуляции. Они короче остевых и служат для создания подшерстка, который удерживает тепло и защищает кожу животного от холода.

— Шерсть отлично согревает благодаря своей структуре. Ее волокна имеют чешуйчатую поверхность, создающую воздушные карманы. Они задерживают воздух, который плохо проводит тепло, тем самым снижая теплоотдачу тела. Кроме того, шерсть способна впитывать до 30% влаги от собственного веса, оставаясь сухой на ощупь. При поглощении влаги она выделяет небольшое количество тепла (экзотермическая реакция), что добавляет ощущение уюта, — рассказывает Ксения Роман, младший научный сотрудник кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха.

Какой вид шерсти выбрать?

Овечья шерсть отличается доступностью, прочностью, износостойкостью и прекрасными теплоизоляционными качествами. Разнообразие пород овец позволяет получать шерсть с различными характеристиками — от тончайшей мериносовой до более грубой. Верблюжья, напротив, легкая и очень теплая, обладает высокой гигроскопичностью и целебными свойствами благодаря содержанию ланолина. Она также гипоаллергенна, хотя и стоит дороже овечьей.

— Козья представлена двумя ценными разновидностями: невероятно мягким и тонким кашемиром, который получают из подшерстка кашмирских коз, и мохером — более прочной и блестящей шерстью ангорских коз. Оба вида отличаются высокой теплоизоляцией, но кашемир ценится выше. Шерсть ламы обладает хорошими водоотталкивающими свойствами, она менее эластична, чем овечья, но прекрасно подходит для изготовления верхней одежды, — объясняет Ксения Роман.

Шерсть альпаки отличается разнообразием натуральных оттенков, гипоаллергенностью и устойчивостью к скатыванию. Самой дорогой и редкой считается шерсть викуньи, вида парнокопытных млекопитающих семейства верблюдовых. Они обитают в Перу, Боливии, Чили и Аргентине. Материал отличается исключительной мягкостью, тонкостью и теплотой.

Естественный жир из шерсти успокаивает кожу человека

Ланолин – это воск, выделяемый сальными железами шерстяных животных. Раньше его считали жиром, но в составе не оказалось глицерид (сложных эфиров глицерина), поэтому настоящим жиром его назвать нельзя. В основном в этом веществе содержатся сложные эфиры стеринов.

Ланолин в шерсти, особенно в овечьей, является отличным эмолентом — он образует на поверхности кожи тонкую пленку, которая препятствует испарению влаги, удерживая ее в коже. Это делает ее мягкой, гладкой и увлажненной, предотвращая сухость и шелушение.

— Пленка ланолина также служит защитным барьером, оберегая кожу от негативного воздействия окружающей среды, например, от ветра, холода, сухого воздуха и раздражающих веществ. Кроме того, естественный жир обладает легкими противовоспалительными свойствами. Он может помочь успокоить раздраженную и воспаленную кожу, например, при дерматитах или экземе, — отмечает Ксения Роман, младший научный сотрудник кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха.

При стирке шерсти в горячей воде или с щелочными моющими средствами, ланолин смывается. Для его восполнения существуют специальные жидкие гели и мыло для стирки.

Шерсть затрудняет прилипание бактерий и грязи

По словам эксперта, синтетические волокна, имеющие в своей структуре полимерные цепи с полярными группами, способны накапливать положительный электрический заряд из-за трения и диэлектрических свойств. Он создает благоприятную среду для адгезии (прилипания) и размножения бактерий, многие из которых имеют отрицательный заряд. Бактерии, разлагая органические вещества пота, выделяют летучие соединения, вызывающие неприятный запах.

— В отличие от синтетики, натуральная шерсть, состоящая из кератина, обладает более сложной структурой и амфотерными свойствами. Ее поверхность не накапливает статический заряд так активно, как синтетические волокна, а чешуйчатая структура затрудняет прилипание бактерий. Более того, шерстяное волокно обладает хорошей гигроскопичностью – способностью впитывать влагу. Так пот, поглощенный материалом, медленно испаряется, что препятствует накоплению влажной среды, благоприятной для роста микроорганизмов, — говорит Ксения Роман.

Благодаря чешуйкам шерсть не сложно свалять в плотный войлок

— Шерсть сваливается в войлок из-за уникальной структуры. Чешуйки на поверхности волокон цепляются друг за друга при механическом воздействии (термическая обработка, трение, влага) подобно застежке-липучке. Влага способствует размягчению кератина, делая волокна более податливыми и усиливая сцепление. В результате их переплетения образуется плотный неразрывный войлок, — сообщает эксперт Пермского Политеха.

Чтобы уменьшить скатывание и при этом повысить прочность на разрыв, устойчивость к истиранию в шерстяное полотно добавляют синтетические волокна, например, нейлон и полиэстер или натуральные – лен и хлопок.

Еще одна особенность чешуек — они отталкивают воду, поэтому капли не впитываются сразу, а воздушные пространства между волокнами создают дополнительный барьер для влаги. Именно поэтому в дождь шерстяные вещи намокают не мгновенно.

Уход за шерстяными вещами

Преимущество шерсти над синтетическими тканями начинается с биоразлагаемости. Природный материал легко разлагается микроорганизмами в почве. Кроме того, шерсть – возобновляемый ресурс, регулярно отрастает у животных, а на ее производство требуется меньше воды и энергии, чем создание тканей с помощью химического синтеза.

По словам Ксении Роман, такая одежда обладает способностью самоочищаться, что позволяет реже прибегать к стирке. Она отличаются прочностью и долговечностью, при правильном уходе позволяет вещам служить долгие годы, сокращая потребление и количество отходов.

Часто для них достаточно лишь сухой чистки или проветривания. Стирать изделия нужно, следуя рекомендациям на этикетке, используя специальные средства и прохладную воду. Важно помнить, что сушить такие вещи нужно в расправленном виде и естественным образом. Ни в коем случае нельзя в электросушилке, на батарее и открытом солнце.

Бережное отношение к шерстяным вещам — залог их долгой службы и защиты от «незваных гостей», в том числе моли.

— Моль, питаясь кератином, основным белком шерсти, может испортить изделие, поэтому перед тем, как отправить вещи на хранение, важно тщательно их выстирать или почистить. Это насекомое привлекает запах грязи, пота и пищи, поэтому важно, чтобы вещи были перед длительным хранением вещи были чистыми. Далее следует позаботиться о герметичной упаковке, поместив в пакеты, контейнеры или чехлы из плотной ткани, что создаст физический барьер.

Усилить защиту можно с помощью натуральных средств, например, саше с лавандой, кедровыми опилками или травами, которые отпугивают насекомых. Химические средства, такие как нафталин или парадихлорбензол, также эффективны, но требуют осторожного применения и имеют неприятный для человеческого обоняния аромат, — говорит Ксения Роман, младший научный сотрудник кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха.

ПНИПУ

937 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше