home
 

Публикации

Г.Е.Кричевский
Конвергенция/дивергенция – философия развития, тренд человеческой цивилизации XXI века
Г.Е.Кричевский
Телемедицина. Умный, интерактивный, многофункциональный текстиль
Все публикации

Издания

Заказать книги можно по электронной почте

souzchim@yandex.ru

Г.Е.Кричевский. Возрождение природных красителей

В первой половине 2017 года выйдет новая книга профессора Кричевского Германа Евсеевича  «Возрождение природных красителей». Заказать книгу можно по электронной почте gek20003@gmail.com.
Оглавление
От автора
Введение
Глава 1. История природных красителей от начала цивилизации до наших дней. Природные красители древности и средних веков
Глава 2. Природные красители и Некоторые феномены природы
2.1. Феномен озонового слоя атмосферы Земли, роль в возникновении жизни
2.2. Человек и феномен цвета (окраски)
2.3. Функции и назначение природных красителей в природе
Глава 3. Классификация природных красителей
3.1. Классификация природных красителей по цвету
3.2. Классификация природных красителей по происхождению
3.3. Классификация природных красителей по химическому строению Глава 4. Методы производства природных красителей: извлечение, очистка, сушка, стандартизация, анализ       
Глава 5. Природные красители бактериального происхождения 
Глава 6. Минеральные природные пигменты   
Глава 7. Колорирование текстиля с помощью природных красителей  
Глава 8. Защитные свойства природных красителей 
8.1. Защита от УФ-излучения солнечного света природными красителями кожи человека        
8.2. Биоцидные свойства природных красителей. Антимикробный текстиль 
8.3. Лечебные свойства природных красителей. Лечебный текстиль    
Глава 9. Структурная (беспигментная) окраска
Глава 10. Фотовольтаика на основе природных красителей

От автора

Перед Вами мой новый труд – книга «Возрождение природных красителей». Еще 4-5 лет тому назад я бы не взялся писать о природных красителях, считая, что это «история давно забытытх лет». Десятки (более 50-ти) лет читая студентам различные курсы, связанные с производством, свойствами, применением красителей, я 99,9% внимания уделял синтетическим красителям и только 0,1% природным, и то только в части истории этих красителей, которая практически закончилась в 1856 г., когда студент 3-го курса лондонского королевского коллежда Вильям Перкин «случайно» открыл первый синтетический краситель мовеин (этому в книге посвящена отдельная глава). С этого началась эра синтетических красителей и развитие мощной отрасли химии – анилинокрасочной промышленности, сложной, с серьезными вредными выбросами химической технологией, потребляющей невозобновляемое природное сырьё – нефть.
В настоящее время в ценовом выражении объем мирового производства синтетических красителей составляет ~ 25 млрд.DS (в 2019 г. ~ 30 млрд.DS). Из них Китай производит около 40-45 %, Индия ~ 10%. Общий объем годового производства составляет ~ 3 млн. тонн.
В то же время мировое использование природных красителей составляет всео около 1% от всех используемых окрашеных веществ. До 1856 года использование природных красителей составляло 100%.
Какой огромный потенциальный рынок существует для внедрения в него природных красителей, в те области использования, в которых они могут конкурировать с синтетическими красителями. Экспертная оценка – возможность в ближайшие 10 лет достичь 10% потребности рынка за счет природных красителей.
Для продвидения на рынок окрашенных веществ природных красителей и, прежде всего, в колорировании текстиля, подцветки продуктов питания, в качестве лечебных и антимикробных средств принимаются национальные (Китай, Индия, пакистан, Турция, Индонезия, США, Япония) и межгосударственные программы (ЕС). В настоящее время в Европе использование природного и синтетического индиго составляет отношение 5/95 процентов. В 2002 году годовое производство природных красителей составлило ~ 1 млн.DS.
До последней четверти 20-го века мало кого волновали, беспокоили проблемы по экологии, токсичны производства и использование синтетических красителей, расход нефти на их многоступенчатый тонкий органический синтез.
Ситуация существенно изменилась в конце 20-го и в начале 21-го веков (она будет пролжаться и далее), когда общественность и ученые, а за ними и политики передовых стран сфокусировались на защите окружающей среды, здоровье человека, повышении эффективности возобновляемых источников энергии. Это научно-технический и одновременно гуманитарный тренд развития цивилизации системно решается, прежде всего, использованием комплекса конвергентно / дивергентных NBIC-технологий, новой практической науки – бионики.
В этот тренд вписывается новые «зеленые» технологии и более конкретно разумное использование «не вместо, а вместе» синтетических и природных материалов (полимеры, красители, лекарства и др.).
В связи с этим автор и озаботился написанием книги о возрождении природных красителей, которые с весьма пложительной динамикой начинают находить применение во всех областях, где используются синтетические красители: колорирование различных материалов (текстиль, кожа, мех, продукты питания, бумага, чернила и др.), в качестве лекарств и БАВов, в фотовольтаике.
В книге найдут отражение вопросы: история природных красителей, функции природных красителей в природе, феномен цвета и окраски, классификация, производство и области использования природных красителей. Особое место в книге займет глава об беспигментной структурной окраске.
Автор надеется, что данная книга возродит у читателей интерес к природным красителям, а вместе с этим и интерес к природе, которая без природных красителей была бы мрачной черно-белой картиной.
И мы были бы совсем другими без цветно кино, художников жипописцев, без красивой многоцветной одежды и т.д.
Быстрое, драматическое вытеснение природных красителей синтетическими привело к значительным потерям научного и организационного характера, которые придется преодолевать в настоящее время:
– утеря богатейших исторических знаний об источниках природных красителей (растения, животные), о методах извлечения природных красителей из природных источников, их очистки и технологии использования в колорировании и медицине. Исключением остались региональные страны юго-восточной Азии (Индия, Пакистан, Индонезия), Китай, Япония, Южная Америка;
– прекращение поиска новых природных источников природных красителей;
– остановка научных исследований по природным красителям, что привело к стагнации в практике их использования.
В настоящее время (последние 10-15 лет) идет динамичное восстановление исследований по всем этим направлениям.
Книга посвящается Человеку Разумному, а также некраткому пребыванию (работе) в экзотических странах Юго-Восточной Азии (Индо-Китай): Бирме и Индии (1962 г., 1968 г.).
Эта часть мира была одной из Родины первооткрывателей природных красителей.
В этих регионах мира никогда не прекращали производить и использовать природные красители наряду с синтетическими.
История природных красителей

Введение

«Не вместо, а вместе»
Еще 10 лет тому назад я не мог себе представить, что возьмусь за написание книги о природных красителях.
Всю жизнь, исследуя синтетические красители, разрабатывая технологии их применения, обучая этому студентов, я очень в алой степени уделял внимание природным красителям, в основном в учебниках, в лекционхных курса в историческом аспекте древнейшей специальности «Химическое колорирование». При этом, конечно, отмечая, что природные красители – это объект и субъект развития цивилизации, начиная с доисторических времен (неолит), что эра синтетических красителей началась с середины 19-го века, конкретно с синтеа первого синтетического красителя мовеина (1956 г., Вильям Перкин), что синтетические красители быстро (в течение 50 лет) почти полностью вытеснили природные красители с рынка (98% занимают синтетические красители), что для такой динамики существовали объективные демографические и экологические причины.
Вильям Перкин стал невольным могильщиком природных красителей, отодвинув их примерно на 150 лет от реалий и дав жизнь синтетическим красителям. Диалектика отрицания отрицания, борьба и единство противоположностей.
Дуализм развития
Но этому помогли:
– динамически развивающаяся текстильная промышленность; от домашнего к фабричному производству;
– нанотехнологическая революция, заложившая основу химических технологий;
– углехимия – анилинокрасочная промышленность.
По близкому, но не такому же, механизму шло развитие ассортимента волокон.
Те же самые причины требовали большого объема текстиля и с новыми качествами и дешевые, а потенциал природных волокон не обеспечивал этих растущих требований. На помощь пришла новая область химии и физики – физика и химия полимеров.
Сегодня мы переживаем ренессанс природных красителей и волокон.
И решение – это не или, а и (смешанные ткани, колорированные смесью природных красителей и синтетических красителей).
Почему природные красители очень большое разнообразие (много групп) – сотни. А полимеров всего два типа – полисахариды и белки.
Почему природа (эволюция) столь скупа в одном случае и щедра в другом?
Видимо у красителей больше функций и требуются разнообразные химические структуры для их выполнения.
И, вот перед Вами книга о природных красителях. В мире по этому поводу написано в последние 10 лет тысячи статей, проводятся международные конференции, читаются специальные курсы в университетах.
Что произошло? Часть населения планеты (в основном развитые страны) определенно повернулось во всех аспектах своей повседневной жизни (питание, одежда, жилье, лекарства и др.) к природе и хочет преимущественно использовать природные продукты (экоодежда, экоеда, экожилища и другие «эко»).
Автор разделяет эти желания, которые стараются удовлетворять ученые, производители продукции и, конечно, политики.
Но и до написания этой книги, и после завершения работы над ней я остался сторонником принципа не «природные продукты вместо синтетических», а «природные продукты не вместо, а вместе с синтетическими». Поскольку у ех и других имеются достоинства и недостатки и применять их нужно с учетом этого и того, какие требования выставляют области использования природных и синтетических материалов.
Прекрасным примером «не вместо, а вместе» являются текстильные гибридные материалы из смеси природных и синтетических волокон (их в общем балансе текстиля > 50%), гибридные композиты (матрицы – синтетическая смола, наполнитель – природные волокна).
Очень часто к таким проблемам как возрождение чего-либо употребляют выражение: «Все новое – это давно забытое старое». Это звучит не точно и довольно пошловато, даже цинично. Особенно в отношении научно-технического прогресса. Имеются в истории науки такие глобальные открытия, которые никак не связаны со старыми представлениями (квантовая механика, теория относительности, генная инженерия, ракетная техника и др.).
Но имеются и много случаев, когда требование времени диктует возврат к прошлому (не забытому), но на новом витке, соответствующем новым требованиям и возможностям современной науки и техники. Колесо древности до сих пор является основой сухопутного транспорта.
К таким проблемам относятся и возрождение природных красителей, которому посвящена эта книга.
Очень коротко, но объективно перечислим достоинства и недостатки синтетических и природных красителей, без учета которых невозможно понять, историю, настоящее и будущее тех и других.
Достоинства природных красителей:
– огромное богатство живой и неживой природы, как сырья для производства природных красителей: минералы и другие ископаемые, многочисленные растения, животные, бактерии;
– простота извлечения природных красителей из природного сырья. Они в ней существуют и их не надо синтезировать;
– все природные красители дружественны для природы и человека, биологические разлагаются и, более того, многие из них обладают лечебными свойствами и биологически активны;
– применение природных красителей может осуществляться по тем же технологиям что и синтетических.
Недостатки природных красителей:
– трудность стандартизации конечной продукции, поскольку состав природных окрашенных веществ зависит от множества факторов (география, климат, сырья и др.);
– относительно невысокая устойчивость природных красителей к различным воздействиям (солнце, погода, светостойкость и др.);
– трудности организации промышленного производства.
Синтетические красители и их достоинства:
– направленный синтез синтетических красителей с заранее заданными свойствами на основе достижений науки и техники;
– возможность экономично, промышленно (индустриально) производить синтетические красители в соответствии с требованиями областей использования синтетических красителей;
– полный спектр окрасок, отличающихся яркостью и высокой устойчивостью;
– возможность колорировать все виды природных и синтетических материалов (волокна, дерево, металл, пластик и т.д.). Для чего сформированы специальные классы красителей и пигментов и их выпускные формы, учитывающие специфику (химическое строение, физическую структуру) материалов.
Недостатки синтетических красителей:
– токсичность производства синтетических красителей (условия труда, выбросы в атмосферу и стоки) и токсичность некоторых классов красителей, не позволяющих использовать их для колорирования материалов, контактирующих с кожей человека;
– неспособность биологически разлагаться, что осложняет очистку сточных вод и утилизацию готовой окрашенной продукции.
Оценивая достоинства и недостатки синтетических и природных красителей, следует понимать, что человек синтезировал красители под свои потребности, то есть под требования области их использования. Природа биосинтезировала природные красители по своим лекалам по законам эволюции, награждая и закрепляя красители теми свойствами, которые они должны выполнять в живых организмах
А человек, наблюдая за природой, окружающим «цветным», «окрашенным» (в его восприятии) миром, учился отбирать сырье, содержащее природные красители, извлекать из него красители и использовать их для разных нужд (бытовых, культовых, защитных, эстетических).
 При этом требования природы и человека не в полной мере совпадали. Основная, но не единственная, роль природных красителей – это защитные (в широком смысле от УФ-деструкции, от микроорганизмов и др.), но не суперустойчивость к светопогоде – только на период жизни организма. Хлорофилл зеленый в большинстве растений, начиная весны и все лето, выполняет роль поглотителя солнечного света, к осени претерпевает изменение и кона деревьев приобретает багряно-красный, охристый цвет. Это уже красители другого химического строения.
А зимой листва опадает, и она и хлорофилл в ней выполнили свою функцию, связанную с цикличностью природы.
А человеку подавай вечную продукцию, по крайней мере, окрашенную одежду ни на один сезон. Правда, женская половина человечества всегда готова менять одежду хоть каждый день. На чем построена современная индустрия моды и ее реклама. Ну это уже выходит за рамки интересов этой книги.
Но красители используются не только для колорирования всевозможных материалов, но и в сугубо технических целях, например, лазеры на красителях, органическая электроника на красителях и фотовольтаика (солнечные батареи) на красителях. И в этих технических областях, конечно, наряду с фотофизическими и фотохимическими свойствами красителей важное место начинает занимать их свето-, хемо-, термо- и другая стойкость. И природным красителям в этом случае трудно конкурировать с синтетическими. Однако в фотовольтаике (смотри спецглаву) природные красители, проигрывая в продолжительности цикла работы, выигрывают у синтетических красителей в цене и нетоксичности.
Относительно требований к продукции быть вечной очень метафорично, c философским смыслом высказался в своих записных книжках Илья Ильф: «Купите вечную иглу для примуса. Мне не нужна вечная игла для примуса. Я не собираюсь жить вечно». Кто сегодня знает, что такое примус. Это атрибут быта военного и послевоенного времени. Без замечательных примусов, керосинок и керогазов советский народ оставался бы без горячей пищи; автор этой книги это прекрасно помнит. В России надо жить долго, вот я и стараюсь!
И все же некоторые технические творения человека доходит к нам в своем великолепии. Об этом прекрасно сказал Владимир Владимирович Маяковский: «Как в наши дни вошел в водопровод, сработанный еще рабами Рима». Как Вы уже поняли читатели, автор не ставит перед собой задачу пропеть осанну природным красителем и хулу синтетическим.
Я за компромисс, за сочетание достоинств тех и других. Понимая необходимость разумного возрождения производства и потребления природных красителей, частичную замену ими синтетических красителей правительства развитых стран ЕС сформировали программы и обеспечили их финансированием.
К сожалению, в Российской Федерации, где синтетические красители практически не производится, начиная с 1991 года, а закупаются (анилинокрасочная отрасль химической промышленности полностью разрушена), производство природных красителей из отечественного растительного сырья (южные и восточные регионы) могло бы решить задачу частичного импортозамещения, создания рабочих мест в сельском хозяйстве, обеспечило бы отечественных потребителей (фармация, текстильная, бумажная, пищевая отрасли и др.) отечественными и экологически чистыми природными красителями.
Красители (окрашенные вещества) поглощают свет в видимой части спектра, но для того, чтобы находить практическое применение этого недостаточно:
– необходима высокая интенсивность поглощения, которая оценивается коэффициентом экстинкции (должно быть на уровне 10000-40000 л/моль. см);
– стабильность окраски к свету, химическим воздействиям, окислению, стиркам, химчисткам, трению и др.
Имея преимущества перед синтетическими красителями, природные красители по ряду свойств и, прежде всего, по экономическим показателям уступают синтетическим, что явилось причиной их почти полного вытеснения в период 1856 г. - конец 20-го века.
В настоящее время ренессанса (возрождение) всего природного и интереса к природным красителям, они все же занимают небольшую нишу в основном регионального использования в странах и регионах, где произрастают растения, содержащие природные красители. В этих регионах в малых производствах красят и печатают текстиль, бумагу, кожу и производят экологичную продукцию этнического характера на экспорт (не вызывает аллергии, нетоксичные сточные сбросы).
Существуют не много компаний, производящих природные красители в промышленном масштабе:
–       Rablia (Италия) с 1992 г. производит природные красители, экстрагированные водой из хлорофилла, кошинеля, резеды, кампешевого дерева. Используются для производства эко-текстиля.
–       Alegno Natural Dyes (США) производит природные красители с маркировкой Ecolour для текстиля;
–       Livos pflanzennchmic Forshung & Entwiclung gmbh;
–       Bleu de Pastel природные красители из листьев woad;
–       Rubia Pigmenta Naturalia (Голландия);
–       Много небольших компаний в Индии и Китае.
Производство синтетических красителей зависит от нефтехимии (конъюктура, экономика).
Общая        потребность        (потребление)     текстиля     составляет ~30 млн. тонн (годовой рост ~ 3%). Для этого требуется 700000 тонн красителей, 36% из них попадает в стоки (~ 210000 тонн).
Писать историю того, что создавала природа совсем не то, что описывать историю того, что создавал человек. В последнем случае можно точно или почти точно сказать, что кто-то «имярек», конкретно в таком-то году (тысячелетии, веке – труднее) изобрел, открыл, синтезировал.
Но в первом случае природа неживая и живая сформировалась миллиарды лет назад (4,5 млрд. лет и 3,4 млрд. лет), а человек стал человеком разумным около 250 тыс. лет назад и на протяжении развития цивилизации изучал природу и научался использовать её неживую и живую формы.
Это касается и природных красителей, и минеральных природных пигментов, когда мы только на основании археологических раскопок, изучения древних записей и различных книг можем установить, что, примерно начиная с древних времен в разных точках мира, на разных континентах, разными народами началось использование природных окрашенных веществ. Более того, изучая предметы одежды древности методами современной аналитической техники были установлены химические строения этих природных окрашенных веществ. Дополнительные сведения черпаются из описаний древних и справедливых природоописаний ученых и путешественников.
Все эти источники в общем виде позволяют сделать общие выводы:
– природные органические красители и минеральные пигменты человек научился извлекать из природного сырья и использовать приблизительно 10 тыс. лет тому назад практически на всех континентах, где развивалась цивилизация;
– природные органические красители (биоколоранты) использовались для колорирования (окрашивания) одежды, тела, ритуальной утвари и в качестве лечебных средств;
– с середины 19-ого века природные красители начали стремительно и незаслуженно вытесняться синтетическими красителями.
Забегая вперед (перед специальной, большой главой по классификации) в главе по истории природных красителей придется кратко остановиться на классификации природных красителей. Конечно, классификации были сформулированы и сформированы значительно позже начала практического использования природных красителей.
Природные красители можно классифицировать:
– по цвету (окраска);
– по происхождению (растения, животные, бактерии);
– по химическому строению (только с середины 19-ого века);
– по областям использования.
Следует сказать, что классификации природных и синтетических красителей во многом, но не во всем, совпадают.
Пигменты и красители. Определения
Следует в самом начале сказать, что окраска – это очень сложный, многокомплексный феномен. Поэтомы абсолютных определений пигментов и красителей, являющихся материальной, физической основой окраски, не существует. Но некоторые их них приведены ниже.
Пигменты – это вещества, асборбирующие свет определенной длины волны в видимой части спектра (а разве краситель делает не то же?). Это избирательное поглощение обусловлено специфическим строением молекулы пигмента, а именно наличием хромофора, который способен выхватить (поглощать) энергию из источника освещения. Часть непоглощенной энергии отражается или преломляется: прошедшая энергия света поглощается глазом и вызывает импульс нейронов, которые транслируют эти импульсы в мозг, в котором они формируют наше ощущение окраски (цвета).
Ассоциация DRY COLOR делает различие между пигментами и красителями:
Пигмент – это окрашенные, черные, белые или флуорисцирующие особые органические или неорганические твердые вещества, обычно нерастворимые и не реагирующие с веществом, в котором распределены. Поэтому эффект пигментации основан на избирательной абсорбии или рассеянии света; пигмент остается в субстрате в своем кристаллическом или другом физическом состоянии.
В противоположность пигментам красители растворимы в субстрате и поэтому теряют свою изначальную физическую (кристаллическую или аморфную) форму и переходят в раствор.
Многие авторы вместо терминов пигменты и красители используют более общее определение – окрашенные вещества – вещества, которые модифицируют (изменяют) окраску субстрата или придают окраску бесцветному материалу.
Из сказанного следует, что принципиальная разница между пигментами и красителями – это растворимость или нерастворимость в субстрате (среде), которому они придают окраску (цвет). А это (растворимость) в значительной степени зависит от химического строения окрашенного вещества и субстрата. Эти различия оказывают сильное влияние на технологию колорирования.
«Окрашенный», цветной и бесцветный мир природы
Автор многократно говорит об «окрашенном», цветном мире природы. И это действительно так, но большая часть первичных веществ, материалов природы и живой природы в том числе не имеют окраски, окрашенными, цветными их делают окрашенные вещества (пигменты, красители), которые в них присутствуют. При этом окрашенных веществ в природе по массе в тысячи раз меньше, чем неокрашенных.
И при этом окружающий нас мир ощущается, видится нам цветным. Это происходит потому, что окрашенные вещества переносят свой цвет на многочисленные неокрашенные природные и рукотворные материалы.
Основы Бионики. Учимся мудрости у Природы

Уважаемые коллеги !

В 2015 году вышла в свет новая книга профессора Германа Евсеевича Кричевского «Основы Бионики. Учимся мудрости у Природы». На портале Нанотехнологического общества России публикуются оглавление, введение и одна из глав этой книги. Заказать книгу можно по электронной почте souzchim@yandex.ru.

Герман Евсеевич Кричевский
Оглавление.

Введение

1. История бионики

2. Определения и термины в бионике

3. Задачи и уровни развития бионики

4. Объекты живой природы и их функции как модели для решения технических задач

5. Биологические материалы и их принципиальное отличие от рукотворных материалов

6. Растительный мир и бионика

7. Животный мир и бионика

8. Бионика и TRIZ

9. Бионика и современный «умный» текстиль

10. Экономика и бионика

11. Основные выводы

12. Послесловие автора

13. Литература

14. Фотоальбом

Введение.

Почему автор, по образованию химик-технолог, даже более узко – химик-текстильщик, последовательно в своих книгах обращавшийся к более общим, фундаментальным проблемам и явлениям, таким как фотохимия, диффузия и сорбция, нанотехнологии, NBIC-технологии, теперь проявил интерес к новому направлению науки и практики – бионике (назовем ее пока так, как принято).

Причин несколько. Во-первых, люблю осваивать новые области, вообще, люблю учиться, а заодно пытаюсь учить других. Во-вторых, все эти фундаментальные области науки имеют непосредственное отношение к древней и вечно молодой технологии производства текстиля, особенно к химической технологии текстиля. Так было всегда, от начала цивилизации до настоящего времени. Производство текстиля, и, конечно, его химико-технологические принципы, всегда брало на вооружение самые передовые достижения химии, физики, математики, материаловедения. А сегодня производство нового поколения умного текстиля (в широком смысле) невозможно без самых современных NBIC- (нано-, био-, инфо-, когнито-) технологий и, конечно, без бионики, как составной, но вполне самостоятельной, определившейся части в области современной науки и практики. В-третьих, специалистов в области производства текстиля (и не только) необходимо постоянно и очень настойчиво просвещать и не давать им замыкаться на узкоспециальных проблемах технического характера. Убеждать их, что производство современного текстиля – это не отдельная, замкнутая традиционная технология, мало изменившаяся с момента ее зарождения. Так или почти так учат студентов в российских текстильных и родственных вузах. Это не просто так, а совсем не так. Производство текстиля стало объектом самых передовых технологий 21-ого века, междисциплинарной и межотраслевой областью знаний и практики.

Готовить специалистов по производству текстиля нужно принципиально иначе, чем это делается сегодня в отраслевых текстильных вузах. Несмотря на то, что все эти вузы называются, как и все учебные заведения РФ, университетами, университетским духом, принципами фундаментальности, междисциплинарности и конвергентности здесь и не пахнет. К тому же сама текстильная промышленность, находясь в глубоком системном кризисе, не ставит новые задачи в подготовке инженеров, технологов 21-ого века.

Эта книга об основах бионики, попытка показать на примере бионики, что новые технологические решения можно получить, изучив основные мудрости и премудрости природы, ее способы решать постоянно возникающие проблемы самыми экономичными, экологичными способами, с минимальными затратами энергии и материала.

Бионика (подробнее о терминах и определениях в других местах книги) – это изучение механизмов эволюции, функционирования, механизмов этих функций, структуры природных материалов, отличия природных и рукотворных технологий с целью применения в технике и инженерии принципов природных технологий. Человек с самого зарождения цивилизации направлял свой пытливый, творческий ум на изучение, «подглядывание» за природой и подражание ей с большим или меньшим успехом. Другими словами, сам того не понимая (как герой пьесы Мольера «Мещанин во дворянстве» не знал, что говорит прозой), занимался эмпирически бионикой. Особенно в начале цивилизации, связанной с окультуриванием растений, животных, их использованием в домашнем хозяйстве, это не что иное, как бионика.

До середины 18-ого века, до начала 1-ой промышленной революции подавляющее большинство материалов и основанных на их применении технологий были «природными» (волокна, красители, строительные материалы, лекарства, топливо и др.). И только 1-ая промышленная революция, развитие углехимии, а затем позднее нефте- и газохимии увели нас более чем на 100-150 лет от природных материалов и технологий к экстенсивным технологиям и производству (синтезу) огромного, порой избыточного разнообразия материалов (полимеров и не только), которые природа не производит, а, значит, и не умеет их аккумулировать и утилизировать. Природа для функционирования живой её составляющей использует всего два вида полимеров (белки и полисахариды), в то время как человек за 100-150 лет насинтезировал более трёхсот полимеров, не существующих в природе. И всё ему мало!

 

Человек использует неэкономичные, невозобновляемые и неэкологичные источники энергии (сжигает уголь, нефть и газ), производит атомную энергию по опасным технологиям. А природа использует единственный, практически неиссякаемый источник энергии – солнечную. Можно продолжить далее о преимуществах природных технологий, но для этого необходимо написать, кроме введения, еще и остальные части книги, из которых это должно следовать.

Конечно, у живой природы времени усовершенствовать свои интенсивные, энерго- и материалоэкономичные технологии было предостаточно (~ 3,8 миллиарда лет), и поэтому учиться у нее имеет полный смысл. А мы только сейчас начинаем делать это не эмпирически, не интуитивно, а на основе самых последних достижений науки. Только сейчас с помощью высокопрецизионных электронных микроскопов можно изучить молекулярные и наноуровни строения биологических материалов, с помощью IT-технологий создать математические и физические модели функционирования природы и перенести их в различные технические решения, в разнообразные области науки и техники.

Начнем последовательно излагать основы бионики (возможны и другие названия), как соединения биологии и техники с новой стороны, обнаруживая между ними принципиальные различия и сходства в функционировании, механизмах, материалах и способах решения задач с внутренними противоречиями. Начнем с определений и терминов, кратко изложим историю новой и древней бионики, дадим архетипическую характеристику биологических материалов (без них нет живой материи), приведем наиболее яркие примеры решения технических задач с помощью бионики (в том числе для создания «умного» текстиля), составим альбом («фотосессия») самых ярких примеров бионики, дадим список основных публикаций в области бионики и, конечно, не забудем об экономике.

Бионика, примыкающая часть к NBIC- (нано-, био-, инфо-, когнито-) технологиям, за последние 20-30 лет, используя успехи этих четырех прорывных технологий и, конечно, успехи биологии и биотехнологии, заняла самостоятельное место в прорывных конвергентных технологиях 21-ого века, соединив в себе как междисциплинарная область знаний и практик и знания живой природы, и успехи рукотворный инженерии, реализуя на практике синергетику взаимопроникновения всех высоких конвергентных технологий.

Технические решения на основе бионики охватывают практически все области науки и техники, притом что ее научный и практический потенциал только начинает реализовываться.

В названии бионика и других близких (биомиметика, биомимикрия) первой частью взято слово «био», означающее, что эта дисциплина призывает учиться у живой природы. Но человек на протяжении всего своего развития учился не только у живой, но и у неживой природы: весь каменный век, сооружения плотин, мельницы, римские термы, наконец, атомная энергия и энергетика, солнечные батареи и т.д.

Однако тогда нужно придумать другое название с первой частью слова Nature, или Природа, которое включает и живую и неживую природу. Но автор не берет на себя смелость вводить новое название в номенклатуру научных областей, а только делает замечание субъективного характера.

 

Всё или почти всё о текстиле. Т.3 Технический, защитный и медицинский текстиль и одежда. Г.Е.Кричевский.

Аннотация к 3-ому тому
Третий том посвящен научным основам и практике производства защитного и медицинского текстиля, двум самым динамично развивающимся видам текстиля, в производстве которых используют традиционные (химические) и современные нано-, био- и инфо-, когнитивные (NBIC) технологии.
Классификации этих видов текстиля, основам этих технологий посвящена первая часть 3-его тома. В ней затрагиваются новые виды полимеров (с фазовыми превращениями) и материалов (с памятью формы), специальные хромные красители, без которых современная защитная одежда и медицинский текстиль произвести невозможно.
Вторая часть 3-его тома посвящена непосредственно производству защитного и медицинского текстиля различного назначения и, соответственно, с различной функциональностью, и требованиям к этим видам текстиля.
Изложены основы придания текстилю специальных защитных свойств (биоцидные, водо- и маслоотталкивание, огнезащитные), кратко изложены химические технологии аппретирования, покрытия и ламинирования, а также использования нетканых материалов в защитной одежде и медтекстиле.
Отдельные главы посвящены специальным видам защитной одежды (для промышленных рабочих, нефте-, газовых производств).
Большое внимание уделено армейской одежде (защита от химических, биологических атак, камуфляж, антибаллистика, боевой комплект). Последние главы 3-го тома включают классификацию медтекстиля, описывают технологию производства современных раневых покрытий, использование «умного» текстиля в телемедицине, защиту человека от УФ солнечных лучей.
Всё или почти всё о текстиле. Т.2 Функционирование текстильного комплекса. Г.Е.Кричевский.

Аннотация ко 2 тому
Во 2-ом томе предпринята попытка описать для широкого круга читателей общие принципы функционирования текстильного комплекса в широком смысле (само производство текстиля, что из него производят и для каких областей быта (техники, медицины, спорта, защитной одежды и т.д.)); что используется в качестве сырья.
Современный текстиль не может быть произведен без специалистов современного уровня, поэтому автор предлагает свои подходы к подготовке инженеров и исследователей для этой отрасли, опираясь на мировой опыт. Изложена экономика производства современного текстиля под углом зрения циклического развития экономики (технологические уклады), предложена разработанная автором методология формирования дорожной карты на примере текстильной нанопродукции, сформирована и предложена такая дорожная карта.
Во 2-ом томе предлагается современная классификация текстильных материалов в зависимости от области их назначения (быт, техника, силовые структуры, медицина, спорт и др.).
Кратко изложены основные методы качественного анализа волоконного состава текстиля.
Химическая технология текстильных материалов, как  и все химические технологии, содержит в себе экологические риски и опасности, особенности которых рассмотрены в специальной главе.
Традиционный текстиль (одежда, домашний, спортивный, армейский) требуют повседневного ухода с помощью специальных химических технологий стирки и химчистки. Основы этих технологий, их современное состояние и проблемы изложены в последней главе 2-ого тома.
Всё или почти всё о текстиле. Т.1 История, настоящее, прорыв в будущее. Г.Е.Кричевский.

Аннотация к 1 тому
Первый том посвящен истории, настоящему и будущему производства текстиля и изделий из него, что позволяет составить объективную карту развития во времени всей человеческой цивилизации динамику (революционную и эволюционную) этой древней и на все времена технологии, продукция которой необходима человеку в его повседневной жизни, практически во всех современных и будущих сверхдеятельности.
Исторический анализ охватывает самый ранний период (неолит), древние и средние века, совсем недавнее время – 19-20-ые века; рассмотрены все периоды развития  отечественного текстиля (допетровская, петровская и послепетровская Россия, послереволюционная Россия, Советский Союз, современная Россия).
Поскольку волокна (всех видов) являются основной всех видов текстиля, то приведен на примере волокон анализ их производства и потребления за последние ~ 50 лет.
В связи с системным кризисом производства отечественного текстиля предпринята попытка анализа причин этого кризиса и предложена попытка выхода из этого кризиса.
В конце книги приведен список рекомендованной литературы и информационных источников (журналы, порталы).
Нано-, био-, химические технологии в производстве нового поколения волокон, текстиля и одежды

Кричевский Г,Е.
Нано-, био-, химические технологии в производстве нового поколения волокон, текстиля и одежды. Издание первое. — М.: 2011. — 528 с.
Первое рекомендованное издание подобного содержания, описывающее основы нано-, био- и химические технологии производства нового поколения волокон, текстиля и одежды. В первой части даны основы нано-, биотехнологии (термины, определения, физические и химические принципы), приведены примеры коммерциализации нано- и биотехнологий. Во второй части изложены принципы и технологии производства нановолокон, умного текстиля и одежды. Описаны принципы бионики и ее использования в производстве волокон, текстиля и одежды. Третья часть посвящена медтекстилю. Четвертая часть посвящена опасностям и рискам нанотехнологий и принципам контроля нанотехнологий и наноматериалов. В пятой части представлена экономика нанотехнологий.
Химическая технология текстильных материалов. Т.1

Химическая технология текстильных материалов: Учеб. для вузов в 3-х т. Т.1. М., 2000. 436с.
Изложены теоретические основы химической техно­логии отделки текстильных материалов (ТМ) (подготовка, крашение, печатание, заключительная отделка).
Том 1 включает теоретические основы отделки текс­тильных материалов, строение, химические и физико-хи­мические свойства волокнообразущих полимеров и воло­кон, состав и свойства загрязнений ТМ. Табл. 40. Ил. 94. Бибилиогр. 25.
ISBN 5-85507-173-1, ISBN 5-85507-174-Х
Химическая технология текстильных материалов. Т.2

Кричевский Г.Е.  Химическая технология текстильных материалов. Учеб. для вузов в 3-х.т. Т.2. М., 2001,540с.        
Изложены теоретические основы химической технологии отделки текстильных материалов (ТМ) (подготовка, крашение, печатание, заключительная отделка).
Том 2 включает теорию и практику колорирования (крашение и печатание) всеми классами красителей ТМ из всех видов волокон, в том числе и из смесей волокон.
Табл.24 Ил.81 Библиогр.15
ISBN 5-85507-173-1, ISBN 5-85507-174-Х
Химическая технология текстильных материалов. Т.3

Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материлов. Учеб. Для вузов в 3-х т., Т.З. М., 2001, 298 с.      
Изложены теоретические основы химической тех­нологии отделки текстильных материалов (ТМ) (подготов­ка, крашение, печатание, заключительнаяотделка).
Том 3 включает теоретические основы и техноло­гию всех (общих и специальных) видовзаключительной отделки ТМ из всех видов волокон и специальные главы: "Биотехнология в отделке ТМ и в смежных отраслях" и "Экологические проблемы отделочного производства ТМ".
Предназначено в качестве учебника для студентов текстильных и родственных ВУЗов, может быть полезна преподавателям, аспирантам, научным сотрудникам, инженерно-техническим работникам, имеющим прямое или опосредованное отношение к производству текстильных материалов, волокон, красителей, ТВВ, оборудования и приборов для отделки ТМ. Табл.27 Ил.53 Библиогр.5
ISBN 5-85507-173-1, ISBN 5-85507-174-Х
Толковый словарь терминов : текстиль и химия

Толковый словарь терминов : текстиль и химия. Учеб. пособие для вузов / Е. Г. Кричевский; Рос. заоч. ин-т текстил. и легкой промети. -М., 2005. -296 с.
Все или почти все о текстиле. Т.1 (История, настоящее, будущее технологии, потребление, уход)

Все или почти все о текстиле. Т.1 (История, настоящее, будущее технологии, потребление, уход): Монография / Г.Е.Кричевский; Российск. заочн. ин-т текстил. и легк. пр-сти. М., 2009.   280 с.
Рассмотрена история мирового и отечественного производства текстиля от начала цивилизации до настоящего времени, показаны основные современные тенденции в производстве текстиля с применением современных, высоких технологий (нано-, био-, информационные и др.), изложена концепция вывода из системного кризиса отечественной текстильной и легкой промышленности, описаны основные принципы функционирования текстильного комплекса; рассмотрены основные химические, физико-химические, физико-механические и потребительские свойства природных и химических волокон. Изложены основные методы качественного анализа (идентификация) волокон. Описаны основы ухода (стирка, химчистка) за изделиями из текстиля, кожи и меха. Табл. 25. Илл. 39. Библиогр.: 16 назв. ISBN 978-5-85507-406-2
Очерки истории мирового и отечественного текстиля

Очерки истории мирового и отечественного текстиля:
Учеб.  пособие / Г.Е.Кричевский:  Российск.  заочн.  ин-т текстил.  и легк.пр-ти. М., 2008 с.
Рассмотрена история развития как мирового, так и отечественного производства текстиля с доисторического времен до наших дней. Предназначено для студентов текстильных и родственных ВУЗов всех специальностей. Илл.  15. ISBN 978-5-85507-406-2
Основные виды текстильных волокон. Справочник

Качественный и количественный анализ волоконного состава текстильных материалов

Кричевский Г.Е. Качественный и количественный анализ волоконного состава текстиль­ных материалов. Справочник-пособие. М., 2002 — 273 с.
Рассмотрено химическое строение, физическая структура, физико-механичес­кие, химические, физико-химические и потребительские свойства волокон. Изложены химические, физические, физико-химические методы качествен­ной идентификации и количественного анализа волоконного состава текстиль­ных материалов.
Проанализированы международные (американские — ААТСС и европей­ские ISO) и отечественные стандарты методов идентификации волокон в смесях различной сложности.
Книга предназначена в качестве справочника-пособия для сотрудников сер­тификационных органов и испытательных лабораторий, для инженерно-техни­ческих работников текстильной и легкой промышленности, для товароведов тор­говых организаций, для студентов, аспирантов и преподавателей текстильных и родственных ВУЗов.
ISBN5 – 85507–173–1, ISBN5–85507 –174 –X
Справочник. Методы исследования в текстильной химии.

Методы исследования в текстильной химии. Справочник под ред. Академика МИА, проф. Кричевского Г.Е.- М.: Легпромбытиздат, 1993 г. - 401 с.
Наши контакты