کاربرد نانوتکنولوژی در نساجی

کاربرد نانوتکنولوژی در نساجی

در این مقاله قصد داریم شما را با محصولات نانو آشنا سازیم 

چکیده– کلمه ی نانو که اغلب در رابطه با فنانوری نانو استفاده میشود در حال گسترش است
و یکی از جدیدترین نوآوری ها در عصر حاضر محسوب میشود که شیوه زندگی امروز
را شکل داده است. یکی از گسترده ترین کاربردهای فناوری نانو در صنایع نساجی است
و بطور گسترده برای توسعه مواد نساجی و معرفی خواص جدید در محصوالت نساجی
استفاده میشود.

معرفی

به نظر میرسد کلمه ی ” نانو” امروزه در حال گسترش است. دانشگاه های مشهور دنیا که
با شرکت های بزرگ در ارتباط هستند در خصوص نانو واستفاده از این تکنولوژی تمام

تالش خود را میکنند.
“نانو” یک واحد متریک هست به معنی یک میلیاردم واحد و در رابطه با تکنولوژی نانو
مورد استفاده قرار میگیرد. ” نانو” یکی از جدیدترین نوآوری های عصر حاضر میباشد
که شیوه زندگی امروز را شکل داده است. یکی از گسترده ترین کاربرد فناوری نا
و ارزشمند آن بسرعت در حال افزایش است. ذرات نانو ممکن است از عناصر و ترکیبات
تشکیل شده و طول آن از ۱ الی ۱۱۱ متر باشد. نانوذرات مهمترین عناصر هستند که
امروزه بطور گسترده برای توسعه مواد نساجی و معرفی خواص جدید در محصوالت
استفاده میشود.
فناوری نانو که در سال های اخیر در بسیاری از مناطق از جمله علوم مواد، مکانیک،
الکترونیک، آپتیک، پزشکی، پالستیک، انرژی و هوا و فضا رشد کرده است و تاثیر عمیق
اجتماعی آن بعنوان یک حرکت بزرگ برای راه اندازی انقالب صنعتی دوم محسوب
میشود.
“نانو” از واژه ی یونانی “نانوس” به معنی کوتوله میباشد. دانشمندان ازاین پیشوند برای
نشان دادن اندازه ی ⁹ˉ۱۰ استفاده میکنند. یک نانو متر یک میلیارد متر از یک متر است
که حدود صدهزار بار کوچکتر از قطر یک تا موی انسان است. مفهوم فناوری نانو توسط
ریچار فاینمن ، فیزیکدان برنده جایزه نوبل، در سال ۱۱۹۱ مطرح شد. او گفته بود : تعداد
زیادی فضا )اتاق( در زیر وجود دارد.

خصوصیات محصوالت تولید شده با فناوری نانو

فناوری نانو در مهندسی صنایع مورد استفاده قرار می گیرد، از قبیل نرمی پارچه، دوام و
تنفس، ضد آب بودن و ضد آتش بودن ونیز مقاوم در برابر میکروب در الیاف، نخ و پارچه.
انتظار می رود که افزایش مواد نساجی توسط فناوری نانو در دهه آینده به یک صنعت
تریلیون دالری تبدیل شود و مزایای تکنولوژیکی، اقتصادی و محیط زیستی فوق العاده ای
داشته باشد.
با وجودی که صنعت نساجی بخش کوچکی از تحقیقات جهانی در زمینه ی نوظهور نانو
تکنولوژی است، صنایع نساجی و الیاف در واقع اولین صنایعی بودند که این پیشرفت ها
را موفقیت آمیز و کاربردی برای استفاده مصرف کنندگان نشان دادند.
نانوفیبرها به عنوان الیاف با قطر کمتر از ۱۱۱ نانومتر تعریف شده است. در صنایع
نساجی، این تعریف اغلب گسترش یافته است تا شامل الیاف با قطر ۱۱۱۱ نانومترنیزمی
باشد . آنها می توانند توسط پلیمریزاسیون interfacial ،electrospinning ،و
forcepinning تولید شوند. نانو فیبرهای کربنی، الیاف گرافیتی تولید شده توسط سنتز
کاتالیزوری هستند.
با تولید نانوفیبری، فناوری نانو برنامه خود را به یک منطقه وسیع گسترش می دهد.

کاربرد نانو الیاف

یکی از ویژگی های مهم الکترو اسپینینگ، توانایی ساخت الیاف با قطر در محدوده نانومتر
تا چند میکرون است. به همین ترتیب این الیاف دارای یک سطح بزرگ در واحد جرم
هستند به طوری که پارچه های نبافته این نانوسیم های جمع آوری شده بر روی صفحه می
توانند برای مثال برای فیلتر کردن ذرات سویمیکرون در صنایع جداسازی و کاربرد های
زیست پزشکی مانند پانسمان زخم در صنعت پزشکی مورد استفاده قرار بگیرند.
هیچ تعریفی بین المللی برای یک نانوذره وجود ندارد، اما آنچه در سند PAS71 جدید در
انگلستان ارائه شده است: “یک ذره دارای یک یا چند ابعاد nm111 یا کمتر است”. توضیح
مربوط به این تعریف وجود دارد: “خواص نوآورانه که نانوذرات را از مواد فشرده تمایز
می دهند معموال در مقیاس طولی کمتر از ۱۱۱ نانومتر توسعه می یابند”. فیزیک نانوذرات
بدان معنی است که خواص آنها متفاوت از خواص مواد فله است. این باعث می شود که
اندازه ذرات یا مقیاس ویژگی های آن مهمترین ویژگی نانوذرات باشد.

کاربردهای نانو ذرات در منسوجات

با توجه به پیشرفت فناوری نانو در تولید فیبر و نخ، از جمله توسعه تکمیل پارچه، دامنه ی
کاربرد ها در زمینه نساجی در چند دهه گذشته گسترده شده است.

محصوالت خودشستشو نانویی

در زندگی روزمره، همیشه نگرانی در مورد پاکیزگی لباس های مان وجود دارد و برای
حفظ پاکیزگی نیاز زیادی به آب، انرژی و زمان داریم. با پیشرفت علم و فناوری، داشتن
لباسهای خودپرداخت دیگررویا نیستند. این یک کاربرد درخشان از فناوری نانو است که
امکان دستیابی به این خصوصیات را در لباس و دیگر مواد نیز فراهم کرده است. این فن
آوری با استفاده از کنترل رطوبت و تعامل سطح، از روش نانوبلورها استفاده می کند و
لباس های تولید شده با این فناوری میتوانند خودشان تمیزشوند و یا اصال کثیف نشوند
مخصوصا درصنعت پوشاک ورزشی این روش کاربرد بیشتری دارد. عمل خودپرداخت یا
خودشستشو به دو روش انجام میگیرد.
۱-استفاده از یک پوشش کاتالیستی فعال.
۲-بااستفاده از کنترل رطوبت و تعامالت سطح پارچه.

محصول ضد آب نانویی

با ساختن نانوویسکرها خواص ضدآبی پارچه نیز افزایش میابد. نانو ویسکرها هیدروکربن
هستند و اندازه شان حدود یک هزارم اندازه پنبه معمولی میباشد. فاصله ی بین ویسکرها
ریز تر از قطرات آب میباشد در نتیجه امکان گذر آب از این فضاها کاهش یافته و پارچه
در مقابل نفوذ آب مقاوم تر میشود با وجود ریز بودن فاصله بین ویسکری فضا برای تنفس
وجود دارد حتی مایعات با وارد کردن فشار میتوانند از این فضاها عبور کنند.

جوراب ضد باکتریایی نانویی

برای تولید پارچه ضد باکتریایی از نانو ذرات نقره، TiO2 و اکسید روی استفاده میشود.
یون و ترکیبات فی درجه ی خاصی از استریلیزه کردن را نمایش میدهند. در واقع به
کمک کاتالیزوری یون ف قسمتی از اکسیژن موجود در هوا و آب تبدیل به اکسیژن فعال
می شود که قادر است مواد آلی را در خود حل و بدین ترتیب عمل ضد باکتریایی را انجام
دهد. با افزایش تعداد ذرات در واحد سطح این عمل ضد باکتریایی نیز افزایش میابد.
نانوسیلور ها با پروتئین ها بسیار واکنش پذیر هستند. هنگام تماس با باکتری و قارچ ها بر
متابولیسم سلولی تاثیر منفی گذاشته و رشد سلول را مهار میکنند. همچنین باعث ضعیف
شدن و مهار رشد آن دسته از باکتری ها و قارچ ها میشود که باعث عفونت، بو ، خارش و
زخم میشود. از این رو ذرات نانو سیلور یا همان نانونقره به منظور جلوگیری از رشد
باکتری در تولید جوراب ها بطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.

محصول ضد چروک نانویی

برای داشتن خواص ضد چروک و یا کاهش چروکی پارچه معموال از رزین استفاده میشود
ولی استفاده از رزین محدودیت هایی را دربر دارد. کاهش مقاومت کششی فیبری، مقاومت
در برابر سایش و حل شدن ، جذب آب و رنگ پذیری و نیز تنفس از جمله مشکالتی هستند
که در استفاده از رزین پیش می آید. برای رفع این مشکالت و نیز برای افزایش خاصیت
ضد چروکی پنبه و ابریشم، محققان استفاده از دی اکسید نانوتیتانیوم و نانو سیلیکا را پیشنهاد
داده اند که میتواند به طور موفقیت آمیزی میزان چین وچروک پارچه را کاهش دهد.

محصول ضد آتش نانویی

نانوتکنولوژی نایاکول TM ،پنتوکسید کلوئیدی آنتیمای را توسعه داده است که بعنوان
بازدارنده شعله ور شدن پارچه مورد استفاده قرار میگیرد. پنتاکسید کلوئیدی آنتیمس با دارا
بودن پراکندگی ذرات خوب برای استفاده به عنوان یک ترکیب بازدارنده شعله ور شدن
لباس در نتیجه مقاوم بودن لباس در برابر آتش ارائه شده است.

معانی اقتصادی و محیطی

خصوصیات منحصر به فرد مواد نانو، به دلیل پتانسیل اقتصادی آنها، نه تنها دانشمندان و
کارشناسان تحقیقاتی بلکه کسب و کارها را نیز به سمت خود جذب کرده است و روز به
روز سرمایه گذاری در این زمینه افزایش میابد.
فناوری نانو ممکن است به نفع محیط زیست نیز باشد. با استفاده از منابع کمتر بدون به
خطر انداختن عملکرد طبیعی، فناوری نانو ممکن است در ذخیره سازی مواد خام تاثیر
مثبت داشته و همچنین کیفیت زندگی را ارتقا دهد.

نتیجه گیری

صنعت نساجی در حال حاضر تحت تاثیر فناوری نانو قرار گرفته است. توسعه در
کاربردهای نانوذرات در سال های گذشته بسیار سریع بوده است، به خصوص در زمینه
نساجی. این نانوموادها قادر به افزایش خواص فیزیکی پارچه های معمولی در زمینه هایی
نظیر پارچه های خود تمیز، دفع آب، حفاظت از اشعه ماوراء بنفش، ضد باکتری، ضد
استاتیک، مقاومت در برابر چین و چروک، خواص بازدارنده شعله وری مواد نساجی می
باشند. Nanofibers همان نانوفایبرها نیز در زمینه منسوجات مورد استفاده قرار میگیرند
و این امکان فوق العاده است. تحقیق در زمینه فناوری نانو برای بهبود عملکرد و یا ایجاد
خواص بی سابقه مواد نساجی شکوفا تر می شود و شکی نیست که در چند سال آینده،
فناوری نانو در صنایع مختلف نفوذ خواهد کرد.

صفحه اصلی