فناوری نانو و صنعت نساجی (1)

امروزه بشر، به دلیل ارتقای آگاهی اش از بهداشت و سلامت فردی، نیازهای متفاوت و جدیدی را می طلبد و انتظار دارد تا محیط اطراف، وسایل، لباس ها و هر آنچه كه او با آن ها سروكار دارد، عاری از هرگونه آلودگی، ناپاكی و بوی بد باشد. از این بین منسوجات محل مناسبی برای رشد باكتری ها و قارچ ها هستند و در صورت وجود رطوبت، حرارت و تغذیه كافی در منسوجات، باكتری ها در آن ها رشد كرده و موجبات بیماری، عفونت و بوی بد را فراهم می آورند؛  پوشش تخت های بیمارستانی، ماسك های پزشكی، چسب های زخم و... كه بهترین شرایط رشد باكتری و میكروارگانیسم ها در این مكان ها است.

سال های متمادی است كه صنعت نساجی، پارچه های ضدباكتری و ضدقارچ را جهت مصارف پزشكی، بهداشتی، ضدعفونی و تصفیه آب، به منظور مهار كردن باكتری ها و اثرات عفونی آن ها عرضه نموده و در صدد آن بوده است تا منسوجاتی را تولید نماید كه علاوه بر قدرت بالای ضدباكتری، ثبات خوبی در برابر شستشوهای خانگی و بیمارستانی داشته باشد.

تامدت ها، منسوجات ضدباكتری به شیوه ای سنتی و با استفاده از یك سری مواد شیمیایی تولید می گردید كه این مواد شیمیایی علاوه بر اینكه سمی و بدبو بودند، پایداری كمی نیز بر روی منسوج داشته و پس از شستشوهای مكرر از بین می رفتند و خواص ضدباكتری منسوج نیز از دست می رفت؛ لذا محققان در جستجوی روشی بودند تا منسوجاتی را تولید كنند كه علاوه بر خاصیت ضدباكتری، ثبات شستشویی بالایی نیز داشته باشند.

قدم های ارزشمندی دراین راستا برداشته شد اما نتیجه كاملا رضایت بخشی حاصل نمی گشت تا این كه با ظهورفناوری نانو، دریچه ای جدید به روی صنعت نساجی و نیز سایر صنایع گشوده شد.فناوری نانو، علم نوینی است كه با استفاده از آن، مولكول ها و اتم های منفرد را به منظور ایجاد ساختارهای لایه ای در ابعاد نانومتر دستكاری می كنند. با ورود علم نانو در صنعت نساجی، علاوه بر تولید نانو مواد اولیه این صنعت نظیر نانو الیاف و نانو رنگدانه ها، منسوجات نیز تحت یك سری عملیات تكمیلی دراین ابعاد قرار گرفتند، كه اصطلاحاً به این عملیات (Nano finishing) گفته می شود. فناوری نانو، تعریف جدیدی را برای منسوجات ضدباكتری ارائه داده و اساس تولید این منسوجات را از نو بنا نهاده است. درحیطه فناوری نانو، به منظور تولید منسوجات ضدباكتری به جای مواد شیمیایی از نانو ذرات استفاده می شود و مواد شیمیایی ضدباكتری جایگاهی در  فناوری نانوندارند.

فناوری نانوقابلیت‌های متنوعی به نساجی داده است؛ به این صورت كه ما می‌توانیم نانوذرات خاصی را روی پارچه قرار دهیم یا به عبارت دیگر نوعی تكمیل نانومتریك روی پارچه انجام دهیم تا به پارچه یك ویژگی تعریف شده مانند ضدلك یا آنتی‌باكتریال بودن را بدهیم. جالب است بدانید كه در ضدلك كردن پارچه‌ها از خواص طبیعی برخی گل‌ها كه به آن خاصیت گل بنفشه می‌گویند استفاده شده است. محققان با مطالعه برگ گل‌ها متوجه شده‌ا‌ند كه روی سطح آنها برجستگی‌هایی در سطح نانو وجود دارد كه مانع نفوذ آب در گل‌ها می‌شود. در پارچه‌ها هم از همین خاصیت طبیعی الگوبرداری شده است.

امروز، محققان به این حقیقت دست یافته اند كه اگر فلزات و اكسیدهای فلزی در مقیاس نانو تولید و یا تا مقیاس نانو خرد شده و به فرم پودر درآورده شوند، آنگاه این مواد به قدری واكنش پذیر و فعال می شوند كه هیچ موادی جز خود آن ها را نمی توان با آن ها جایگزین نمود. نانو فلزات و نانو اكسیدهای فلزی نظیر نانو نقره، نانو اكسید روی، نانو دی اكسید تیتانیوم و... دارای قابلیت های ویژه و منحصر به فردی از جمله قابلیت مهاركنندگی باكتری و قارچ می باشند كه همین موضوع سبب شده است تا در سال های اخیر، این نانو مواد گوی سبقت را از مواد شیمیایی ضدباكتری گرفته و خود را بعنوان بی نظیرترین مواد ضدباكتری معرفی كنند.

كاربرد این نانو مواد تدریجا رواج یافت تا اینكه امروزه در صنعت نساجی با استفاده از نانو ذرات نقره، منسوجات با خاصیت فوق العاده قوی ضدباكتری و ضد بو و نیز با ثبات در برابر شستشوهای مكرر تولید شده است. مهندسین صنعت نساجی همزمان با ظهور فناوری نانو، روند جدیدی را در انجام تكمیل های نساجی به اجرا درآورده اند و با استفاده از روش های نوین، كه زائیده فناوری نانو است، نانو ذرات فلزی را بر روی الیاف نساجی تثبیت كرده و به آنها خواص بی نظیری اعم از ضدباكتری، ضداشعه ماوراءبنفش و... دادند.

در زمینه‌های دیگر مثلادر پزشكی می‌توانیم در ساخت داربست‌های پزشكی كه نوعی نانوالیاف در ساخت آنها استفاده می‌شود محیطی ایجاد كنیم كه قسمت‌های آسیب‌دیده سریع‌تر و بهتر  التیام پیدا كنند؛به عبارت دیگربا  استفاده از الیاف نانو  می‌توان زمان بهبود را كاهش داد یا از همین الیاف می‌توان به‌عنوان باند زخم استفاده كرد.تفاوت الیاف درمقیاس نانومتری درخواص وکارایی آن ها بسیارموثراست .با ایجاد یک تغییر کوچک درابعاد نانومتری پارچه ای که ازالیاف تولید می شودکاربرد متفاوتی خواهد داشت. در ساخت باندهای زخم از پلیمرهای طبیعی خاص استفاده می‌شود كه به‌صورت الیاف نانو در‌آمده‌اند. باندها ، هم خاصیت ضدعفونی دارند و مصرف آنتی‌بیوتیك‌ها را كاهش می‌دهند و هم سریع‌تر زخم را التیام می‌دهند و حتی درصورتی كه این پلیمرها جذب بافت‌های بدن شوند مشكلی برای بیمار ایجاد نمی‌كنند.

همچنین ما می‌توانیم نانوالیافی تولید كنیم كه قابلیت هدایت الكتریكی داشته باشند؛ یعنی در لیفی كه به ابعاد نانو است ذرات نانومتریكی مانند نانوتیوب‌های كربن اضافه كنیم. این الیاف هدایت الكتریكی غیرقابل مقایسه‌ای با دیگر هادی‌ها دارند و می‌توانند میلیون‌ها بار كارایی بیشتری داشته باشند. با این الیاف می‌توان كامپوزیت‌های تقریبا عایق را به كامپوزیت‌های كاملا عایق تبدیل كرد و از آنها در صنایع مختلف استفاده كرد. در این بخش امروزه قادریم به جای استفاده از یك كلاف مثلا 5كیلوگرمی مسی از یك نانولیف چندگرمی برای انتقال جریان الكتریسیته استفاده كنیم.

ذرات یون نقره در مقیاس نانو (نانوذرات نقره یا همان خواص ضد عفونی‌کننده یا آنتی‌باکتریال دارند. البته، خواص ضد عفونی‌کنندگی نقره از گذشته نیز شناخته شده بود. مثلاً قرار دادن ظروف نقره‌ای بر روی جراحات زخمیان جنگ‌ها، یا نگه‌داری شیر و لبنیات در ظروف نقره‌ای از نمونه‌های خواص آنتی‌باکتریال نقره است که در زمان‌های گذشته نیز شناخته شده بود. اما کوچک شدن ذرات یون نقره موجب افزایش سطح نقره، و بنابراین افزایش واکنش‌پذیری آن می‌شود. پوشش دادن الیاف پارچه‌ها با نانوذرات نقره موجب ایجاد خواص ضد عفونی‌کنندگی در پارچه‌ها می‌شود. بدین ترتیب، باکتری‌ها و قارچ‌ها امکان رشد و تکثیر نمی‌یابند. این ویژگی، در مورد لباس‌ها و پوشش‌هایی که بیشتر در معرض عرق کردن هستند، مانند جوراب و کفش، موجب می‌شود که این لباس‌ها و پوشش‌ها، علی‌رغم عرق کردن، بو نگیرند.هم اکنون چند شرکت ایرانی پارچه‌ها و لباس‌هایی تولید می‌کنند که با نانو ذرات نقره پوشش داده شده‌اند و خواص آنتی‌باکتریال دارند.

خواص پارچه های آنتی باکتریال

به غیر از اینكه كالا ضدمیكروب می‌شود:

** بوهای نامطبوع را كاهش می‌دهد.

** كالا ضد الكتریسیته ساكن می‌شود.

** البسه حاوی نانونقره ، با حفظ توازن بیولوژیكی، تعادل بین طراوت پوست و محصول را در جریان فعالیت‌های ورزشی باعث میشود.

كاربرد پارچه های آنتی باکتریال

* منسوجات جهت استفاده روزمره و پوشش‌‌های خاص

(لباس ضد حساسیت، دستمال، حوله، دستكش، لباس كار، عرق گیر، پیراهن، كیسه خواب، لباس زیر)

* منسوجات مورد مصرف در خودرو

(روكش‌های صندلی، موكت‌ها، سقف، ایزولاسیون، آفتابگیر، طاقچه عقب و ...)

* منسوجات بیمارستانی

(منسوجات بهداشتی ، باند و گاز ، روكش و پانسمان زخم ، روپوشها و روكشهای آزمایشگاهی ، بیمارستانی و اتاق عمل و ..)

* منسوجات نظامی (البسه و متعلقات سرباز ، چادرهای صحرایی )

* منسوجات ورزشی (اسكی – لباس شنا و لباس های ورزشی )

* و پوسته های تهویه مطبوع ، دیالیز ،  كولر ، ماسك، ها و غشاهای تصفیه ی آب و پساب

* مسوجات خانگی ( فرش ، موكت ، مبل ، پرده ، رومیزی)

* منسوجات مصرفی در صنعت بسته بندی (بسته بندی مواد غذایی )

      ادامه دارد...

مریم نایب زاده

بخش دانش و زندگی تبیان

---

منبع:

nanoclub- chemicaleng.persianblog –nano-niazemarkazi caspersock- textile.gigfa- azonano -fibre2fashion