کاربرد فناوری نانو در پوشاک و کفپوش
نانو منسوجات یکی از کاربردهای نوظهور و جالب فناوری نانو است. این شامل برخورد با الیاف نانو در سطوح اتمی و مولکولی به منظور دستکاری خواص آنها است. این فناوری جدید می تواند لباس های باورنکردنی مانند لباس های مقاوم در برابر آب و بدون کثیفی، جوراب های بدون بو، و لباس های هوشمندی که می توانند کنترل آب و هوا را برای شما انجام دهند، ایجاد کند.
تقاضای روزافزون برای پارچه های پیچیده با ویژگی های خاص و راحتی استثنایی نیاز به استفاده از فناوری نانو در این صنعت را برانگیخته است. شرکت های بیشتری از نانو افزودنی ها برای بهبود ویژگی های سطحی لباس ها مانند مقاومت در برابر آب/لکه، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر چروک، دوام رنگ، مقاوم در برابر شعله و عملکرد حرارتی بهتر استفاده می کنند.
اگرچه این نانوپارچه ها ضد میکروبی، قوی و هوشمند هستند، اما خطراتی نیز برای کاربر و محیط زیست ایجاد می کنند. در بخش های بعدی به برخی از کاربردهای نوآورانه آنها و همچنین خطرات زیست محیطی خواهیم پرداخت. چندین نوع نانوذرات به لباس هایی که می پوشیم اضافه می شود، از جمله:
نقره میکروب کش
نانوذرات نقره به دلیل توانایی قدرتمندشان در کشتن باکتری ها و قارچ ها و جلوگیری از بوی بدی که ایجاد می کنند به لباس اضافه می شوند. ذرات نانو نقره یون هایی با بار مثبت آزاد می کنند که عملکرد سلول های باکتریایی را متوقف می کند. اندازه ریز ذرات به این معنی است که لباس نرم و پوشیدنی می ماند.
سیلیس برای ضد آب و مقاومت در برابر لکه
نانوذرات سیلیس که در بافت پارچه گنجانده شده یا روی سطح آن پاشیده می شود، پوششی ایجاد می کند که آب و مایعات لکه زا را دفع می کند. زاویه و ناهمواری پوشش سیلیسی کشش سطحی کافی ایجاد می کند تا اطمینان حاصل شود که مایعات به جای خیساندن در پارچه، دانه هایی را تشکیل می دهند که از روی پارچه می غلتند.
ضد آفتاب دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی
آیا تا به حال از طریق تی شرت خود دچار آفتاب سوختگی شده اید؟ نانوذرات دی اکسید تیتانیوم یا اکسید روی در منسوجات ادغام می شوند تا از پوشاک و پوست شما در برابر آسیب های خورشید محافظت کنند. هر دو ذره نور فرابنفش را در نور خورشید پراکنده می کنند و این کار را به عنوان نانوذرات مؤثرتر از ذرات بزرگ تر انجام می دهند.
ذرات آنتی استاتیک
برخی از پارچه ها – به ویژه مواد مصنوعی مانند پلی استر و نایلون – تمایل به جمع آوری بار ساکن دارند. یک تاپ را روی سرتان بزنید و موهایتان سیخ شود. اما نانوذراتی که رسانای الکتریسیته هستند، مانند اکسید روی، دی اکسید تیتانیوم و اکسید قلع دوپ شده با آنتیموان، می توانند به پراکندگی این بار کمک کنند.
در حال حاضر، لباس های دارای فناوری نانو عمدتاً از پارچه های استانداردی ساخته می شوند که روی آن ها پوشش نانو اعمال شده است. اما در آینده احتمالا شاهد پارچه های بیشتری از نانوالیاف خواهیم بود که نانوذرات و نانو رشته ها بخشی جدایی ناپذیر از بافت هستند. به عنوان مثال، دوره جدیدی از پارچه های "هوشمند" می تواند به طور خودکار به بدن و محیط اطراف شما پاسخ دهد.
نقش فناوری نانو در تولید پارچه
فناوری نانو اخیراً پیشرفت چشمگیری در صنعت نساجی به ارمغان آورده است. خواص منحصر به فرد نانومواد به شیوه ای کارآمد توسط مهندسان و دانشمندان نساجی به کار می رود و به دلیل مزایای اقتصادی عظیم آنها توجه زیادی را در بازار تجاری به خود جلب کرده است.
تولید پارچه های تخصصی با استفاده از فناوری نانو
نانومواد در منسوجات برای تولید لباس های محافظ برای کارگرانی که در خدمات اضطراری مانند پرسنل نظامی، آتش نشانان و کارکنان پزشکی کار می کنند، بسیار ارزشمند هستند.
روش های مختلفی برای تولید منسوجات نانومهندسی وجود دارد. به عنوان مثال، گاهی اوقات نانوذرات سنتز شده در الیاف یا منسوجات گنجانده می شوند.
نانوذرات نیز به عنوان پوشش روی سطح محصول نهایی اعمال می شوند. همچنین تکنیک های پوشش دهی مختلفی مانند سل-ژل، پلیمریزاسیون پلاسما و لایه به لایه وجود دارد که در کاربرد نانوذرات بر روی الیاف نساجی استفاده می شود.
این تکنیک ها می توانند دوام را افزایش دهند و همچنین می توانند پارچه را در برابر شرایط آب و هوایی شدید مقاوم کنند. ترکیب مواد نانو پوشش، مانند سورفکتانت ها و محیط حامل، می تواند بافت سطح پارچه ها را تغییر دهد.
یک نانو الیاف با روش الکتروریسی و فرآیند اسپلیت اسپینینگ تولید می شود. الیاف نانو دارای خواص چند منظوره مانند فیلتراسیون خوب، سطح بالا، نفوذپذیری بالا، قطر الیاف کوچک و لایه های نازک هستند. این پارچه ها می توانند گازهای سمی، پاتوژن ها (باکتری ها، ویروس ها) و مواد مضر موجود در هوا را فیلتر کنند.
توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس های پلیمری، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش را به پارچه ها می بخشد. نانوالیاف همچنین می توانند استحکام کششی الیاف کامپوزیت را افزایش دهند.
یک نانوکامپوزیت از مخلوطی از دو یا چند ماده مختلف در ابعاد نانومتری ساخته شده است. این تکنیک به تولید پارچه هایی با خواص الکتریکی، مکانیکی، نوری و بیولوژیکی بهبود یافته کمک می کند.
این تکنیک تولید منسوجات ارتباطی، منسوجات رنگی، منسوجات رسانا، منسوجات گرم کننده و خنک کننده، حسگرهای نساجی و مد دیجیتال را امکان پذیر می سازد. یون های فلزی و الکتریسیته ساکن نقش مهمی در ایجاد خاصیت استریل کردن به پارچه ها دارند.
خاصیت ضد الکتریسیته ساکن الیاف مبتنی بر نانو به دفع مواد جذاب استاتیکی مانند پرز، موی سگ و گرد و غبار کمک می کند. نانوذرات کربن سیاه و نانوالیاف کربنی مواد تقویت کننده موثر برای الیاف کامپوزیت هستند.
گرافن: ماده شگفت انگیز
کاربردهای پزشکی: پارچه ها طوری مهندسی شده اند که بتوان از آنها برای دارورسانی و بهبود زخم استفاده کرد. نانوذرات نقره دارای خواص ضد میکروبی هستند. بنابراین، نانوذرات نقره به طور گسترده در محصولات مربوط به پانسمان برای سوختگی استفاده می شود. پارچه های مهندسی نانو نیز برای نمایش ضربان قلب، دمای بدن و ریتم تنفس استفاده می شوند.
مصارف نظامی : تولید پارچه هایی که سبک وزن هستند، اما درجه بالایی از مقاومت در برابر دماهای شدید، بادوام، فعالیت ضد باکتریایی، استتار بهبود یافته، مقاوم در برابر آب، و تعبیه شده با نانوحسگرهای چند منظوره را نشان می دهند. منسوجات همچنین دارای خواص ضد شعله ضد بالستیک بالا و محافظ RF هستند. چنین ویژگی هایی برای استفاده نظامی ایده آل هستند.
موارد استفاده عمومی:
پارچه پنبه ای ضد چروک: برای پارچه های پنبه ای، مقاومت در برابر چروک را می توان با استفاده از عوامل اتصال متقابل مهندسی نانو در طول فرآیند تکمیل پارچه ایجاد کرد. علاوه بر مقاومت در برابر چین و چروک، چنین پرداختی همچنین قادر است گازهای سمی را از بین ببرد و در عین حال ویژگی راحتی ترجیحی پنبه را حفظ کند.
پارچه بدون بو: استفاده از نانوذرات نقره بر روی پارچه ها از ایجاد بوی بد ناشی از فعالیت میکروبی جلوگیری می کند. بسیاری از شرکت ها از پارچه های پوشیده شده با نانوذرات نقره برای تولید لباس های بدون بو مانند جوراب، جوراب و لباس زیر استفاده می کنند. شرکت کره ای هیوسانگ الیاف نایلونی حاوی نانوذرات نقره تولید می کند که 99.9 درصد رشد چندین باکتری مضر را کاهش می دهد.
پارچه مقاوم در برابر آب : نانوذرات سیلیکا هنگامی که داخل پارچه قرار می گیرند یا روی سطح پارچه اسپری می شوند، پوششی مقاوم در برابر آب ایجاد می کنند.
پارچه محافظ در برابر اشعه ماوراء بنفش : هنگامی که نانوذرات اکسید روی یا دی اکسید تیتانیوم در پارچه قرار می گیرند، از پوست در برابر آسیب های خورشید محافظت می کنند. این نانوذرات این توانایی را دارند که نور فرابنفش موجود در اشعه خورشید را پراکنده کنند و خطر ابتلا به بیماری های پوستی مرتبط با قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش را کاهش دهند.
آیا استفاده از نانومواد در لباس ما بی خطر است؟
نانوتکنولوژی: خطرات و مزایای
ناتالی فون گوتز از دانشگاه سوئیس ETH زوریخ در حین پاسخ به سؤال متداول در مورد ایمنی نانومواد در لباس های ما اظهار داشت که در شرایط آزمایشگاهی، هیچ نانوذره ای در تعریق فرد آزمایش که پارچه ای پوشیده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم پوشیده بود، یافت نشد. این به عنوان یک نتیجه مثبت در نظر گرفته می شود و از استفاده از نانوذرات در لباس حمایت می کند.
با این حال، ریکارد آرویدسون از دانشگاه فناوری چالمرز در گوتنبرگ، سوئد، مشکل ادغام نانوذرات در منسوجات را منعکس می کند. وی بیان کرد که اگرچه نانوذرات نقره برای انسان غیرسمی است، اما می تواند برای آبزیان بسیار سمی باشد.
تحقیقات او پیشنهاد کرد که استفاده گسترده از نانومواد نقره در لباس ها می تواند منجر به غلظت بالای نقره در لجن تصفیه خانه های فاضلاب شود که در نهایت می تواند اثرات بدی بر روی حیوانات آبزی داشته باشد.
نتیجه نهایی / پارچه های فناوری نانو
پارچه های نانوتکنولوژی منسوجاتی هستند که برای داشتن کیفیت های خاصی مانند آب گریزی و دوام بالا تولید می شوند. این ویژگی ها با بافتن نانوالیافی که خواص خاصی دارند و با افزودن نانوذراتی که می توانند ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر باکتری ها و اثر "گیاه نیلوفر آبی" را ایجاد کنند، ایجاد می شوند که باعث ایجاد کثیفی و مقاومت در برابر آب می شود. پارچه های فناوری نانو یک زمینه نسبتاً جدید و در حال گسترش است. آنها در مهندسی زیستی، مهندسی برق و علوم کامپیوتر کاربرد دارند. آنها همچنین این امکان را دارند که صنعت نساجی را به طور کامل متحول کنند.
فرآیندهای پارچه نانوتکنولوژی
پارچه های فناوری نانو را می توان با استفاده از روش های مختلفی تولید کرد. یکی از این فرآیندها Sol-gel نام دارد و پارچه ها را در محلول ژل غوطه ور می کند تا نانوذرات را درون ماده قرار دهد. فرآیند دیگری از پلاسما برای ایجاد پارچه های فناوری نانو استفاده می کند. پلاسما محل های رادیکالی روی پارچه ایجاد می کند و می توان از آن برای وارد کردن نانوذرات روی سطح نیز استفاده کرد. برخی از کاربردهای مهم و مفید پارچه های فناوری نانو شامل لباس های مقاوم در برابر چروک و لک و لباس های ضد میکروبی برای بیمارستان ها می باشد. این اثرات را می توان بر روی پارچه ها با استفاده از سیستم های پلاسمای تیری با فرآیند پلاسمای مایکروویو سریع و موثر تولید کرد.
برای خرید و اطلاعات بیشتر تمیز کننده نانو از این صفحه در سایت مسبی دیدن کنید.
