Kada se god povede razgovor o štetnosti zračenja što nam stiže s mobitela i njihovih baznih stanica uvijek se sjetim što se dogodilo kada su u Japanu uveli električnu uličnu rasvjetu. Nekako čudno svjetlo, nekakvo opasno zračenje pada na glave prolaznika – jer sve je opasno što ne poznajemo. Pa su onda Japanci, da bi se zaštitili od zračenja što ih vreba noću na ulicima pokrivali glavu vlažnom krpom.

Ima tu neke logike. Svjetlost je, kao i mikrovalno zračenje mobitela, elektromagnetsko zračenje, pa bi kao i ono mikrovalno moglo nauditi ljudima. No nije sve tako jednostavno. Svjetlost se, kao što je utvrdio još u 19. stoljeću James Clerk Maxwell, sastoji od valova vibrirajućeg električnog i magnetskog polja, no kako ti valovi reagiraju s materijom, a posebice sa živim tkivom ovisi prije svega o njihovoj frekvenciji ili, što se svodi na isto, o njihovoj valnoj duljini. Valovi najveće frekvencije, najmanje valne duljine ili najveće energije izazivaju ionizaciju atoma i molekula, pa se stoga zračenja visokih frekvencija (rendgensko i gama zračenje) zovu ionizacijska zračenja. Zračenja nižih frekvencija izazivaju prelazak elektrona iz jedne u drugu orbitalu unutar atoma ili molekule, a ona još nižih, vibracije i rotacije molekula.

Sa živčanim je tkivom međutim druga priča. Kako se podražaji duž živaca prenose električnim nabojem, jasno je da će na prijenos naboja utjecati vanjsko električno i magnetsko polje ili, drugim riječima, elektromagnetsko zračenje. Stoga je potrebno od elektromagnetskog zračenja zaštititi ljude koji su njemu profesionalno izloženi. To naročito vrijedi za liječnike i medicinsko osoblje. Ukratko: treba ih zaštititi od EMI (electromagnetic interference), ali tako, jasno je, da ih zaštita od zračenja ne ometa u radu.

I evo rješenja. Nalazimo ga u znanstvenom radu kineskih znanstvenika objavljenom u časopisu Matter. Naslov je kratak i jasan: „Wearable fabrics against ultra-broadband electromagnetic interference“. Oni su, ukratko, napravili više vrsta tkanina lakih za nošenje (wearable fabrics) koje štite od zračenja visokog intenziteta (100 dB) u širokom rasponu frekvencija (100 kHz – 3 GHz). Kako su to postigli?

Pošli su od slitine željeza, nikla i molibdena (FeNiMo) jer ona ima visoku magnetsku permeabilnost, drugim riječima odlično apsorbira elektromagnetsko zračenje. Kuglaste čestice te slitine potom su mljevenjem preveli u prikladniji oblik (FNM), a zatim ih presvukli slojem polidopamina (PDA). Dobivene su čestice potom stavili u otopinu srebrovog nitrata (AgNO₃) koja je uz vodu sadržavala i etanol. Etanol je reduktivno sredstvo, barem što se iona Ag⁺ tiče, pa su se na površini čestice FNM obložene polimerom PDA nataložile nanočetice srebra, AgNP. Tako je nastao konačan produkt čiji se sastav označava FeNiMo@PDA@Ag ili, kraće, FNMPA. Veličina čestice FNMPA? Oko 300 μm ili 0,3 milimetra.

No još nije sve gotovo! Svrha nanošenja nanočestica srebra je da vode električnu struju koja se inducira djelovanjem promjenjivog magnetskog polja jezgara čestica FNMPA (tj. slitine FeNiMo), u kojem ono nastaje apsorpcijom elektromagnetskog zračenja. Da bi mogle voditi električnu struju čestice srebra moraju biti povezane, one moraju – da tako kažemo – tvoriti homogeni vodljivi sloj na površini čestice FNMPA.

Za to služi postupak „kaljenja“ (annealing). Najbolja temperatura? 400 ^oC. Pri toj temperaturi dolazi naime do sažimanja čestice FNMPA, pa stoga i do približavanja nanočestica srebra. Usto se srebro rekristalizira, pa bolje vodi električnu struju. Pri višim temperaturama dolazi pak do raspadanja, pravo rečeno karbonizacije polimera PDA.

I još posljednji korak: čestice prekaljene pri 400 ^oC (FNMPA-400) pomiješaju se s poliuretanom, a potom nanose na tkaninu, bilo koje vrste. Tako preparirana tkanina posve je prikladna za nošenje. Da zaštitna tkanina štiti od elektromagnetskog zračenja najizravnije su pokazali pokusi na kulturi neurona: nakon tri dana zračenja preživjelo je 75 % nezaštićenih neurona, a kada je kultura zaštićena tkaninom sa četicama FNMPA-400, stopa preživljavanja bila je gotovo 100 %.

Ali nova tkanina ne štiti samo od zračenja! Zahvaljujući nanočesticama srebra (nanosrebro!) ona štiti i od mikroba. To su pokazali pokusi s uzročnicima najčešćih bolničkih infekcija poput bakterija vrste Staphyloccocus aureus i Escherichia coli. Sve u svemu: nema boljeg materijala za zaštitnu odjeću.

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, od 2017. u mirovini. Autor je oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske i bioanogranske kemije te povijesti i filozofije znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te za mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima  su „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“ i „Antologija hrvatske popularizacije prirodnih znanosti“.