نانوتکنولوژی و صنعت نساجی

صنعت نساجی،‌در حد تمدن بشری قدمت دارد و البسه بزرگ و یا نسبتاً‌پایدار،‌هسته مسلم آن به شمار می رود،‌اما این محصولات از پرده اتاق تا کایت تفریحی متنوع است . فناوری نانو‌،پتانسیل بزرگی برای تولید مواد ساخته شده از الیافی دارای کیفیت های نو،‌مواد آرایشی و ورزشی دارد. نانو لوله ها ممکن است روزی به صورت نانو الیاف بافته شده،‌قدرتی فوق العاده یابند.

در حال حاضر کاربرد تجاری شده اصلی فناوری نانو در نساجی عبارت است از اتصال نانو الیاف
(یا نانو موها) به الیافی در الیافی در مقیاس بزرگ،‌ تا ماده ای مقاوم به روغن و آب به دست آید. پیشگام این فناوری Nano- Tex است،‌که جواز این فناوری را به چندین شرکت در سراسر دنیا داده است. در هر حال اگر چه این کار بسطی از شیمی پلیمر است،‌ولی خواص مواد حاصل کاملاً‌تابع نانو ساختار آنها است. این روش همچنین برای بهبود بافت و تنفس بافت و تنفس پذیری1پوشاک مصنوعی همچون نایلون به کار رفته است.

1-Breathability

ریسیدن الیاف با مقیاس نانو- که می تواند شامل نانو ذرات یا حتی نانو لوله ها باشد- امکان پذیر است و این منجر به بهبود های قابل ملاحظه ای در استحکام و خواص احتمالی دیگر،‌همچون مقاومت به آتش،‌رسانایی الکتریکی ( با کاربردهای احتمالی در مواد هوشمند) یا حتی نمای ظاهری منسوجات می شود. اگر چه هنوز چنین کاربردهایی در بازار وجود ندارند،‌اما این فناوری وجود دارد. با این حال بازار منسوجات معمولاً‌روی حاشیه های سود بسیار اندک کار می کنند؛‌لذا هر خصوصیت جدیدی باید هزینه ورودی کمی داشته باشد. اگر چه نانوالیاف تاکنون در مصارفی همچون فیلتر ها به کار رفته و مدتی خود را حفظ کرده اند،‌اما آن ها همچنان باید به بازار منسوجات نفوذ کنند.

ایده خلق منسوجات حاوی نانو لوله های کربنی مورد علاقه سیستم های نظامی است؛ چون می تواند مواد ضد گلوله ای فراتر از کولار2 را موجب شود. در این مورد یک شرکت ژاپنی تولید کننده لباس زیر3در طی سال گذشته خبرهای زیادی را منتشر کرده ،‌و مدعی شده ،‌به فرآیند تجاری تولید نانو لوله های کربنی دست یافته است و فروش سالانه 80 میلیون دلار را در دو سه سال آینده پیش بینی کرد. با این حال تولید یک محصول بازاری از آن هنوز نیاز به کار دارد. ارتش آمریکا، ‌مشخصاً‌ به دنبال البسه نوینی برای یونیفورم سربازان است؛ البته نه فقط برای محافظت در برابر گلوله،‌بلکه همچنین برای مقابله با تهدیدات شیمیایی و زیستی- که سنسورهایی را برای نمایش علایم حیاتی سرباز،‌یا تغییر رنگ مورد نیاز ( موردی که بی شک کاربردی تجاری خواهد یافت) یکپارچه می سازد. کاری که ارتش آمریکا می کند،‌بر خلاف روش Nano- Tex شامل بافتن واقعی نانوالیاف است و مرکز سرباز ناتیک نیروی زمینی آمریکا معتقد است طی دو سال به لباسی محافظ در برابر عوامل شیمیایی منتهی خواهد شد.

کاربرد عملی تر،‌اما کوتاه مدت دیگر استفاده از نانو ذرات برای کپسوله کردن مواد ضد میکروبی در پوشاک جهت حفظ”تازگی” در آن ها است.

2- kevalar

3- Gunzo Sangyo

با توجه به پایه تولیدی فعلی- که همچنان به شدت بر جهان سوم تکیه دارد- فرصت های بازار منسوجات به نظر در مواردی خاص محدود خواهدماند. موادی که در برابر لکه مقاوم اما همچنان نیازمند شستشو ی باشند،‌علیرغم داشتن جذابیت،‌بازار محدودی را معنی می دهند. البسه فوق قوی به واقع بازارهایی را پیدا خواهند کرد،‌اما در مواردی کاملا خاص مانند جلیقه های ضد گلوله یا بالن های هواشناسی و احیاناً چتر های نجات و کایت های تفرحی.

احتمال کاربرد نانو الیاف در فیلتراسیون و مواد کامپوزیتی4 بیش از بازار منسوجات است. در هر صورت، خواص تعویق آتشگیری کامپوزیت های سیلیکات نانو ذره ای می تواند به خوبی مصارفی در سرویس خواب،‌ پرده ها و غیره پیدا کند.

نانو الیاف پلیمر کار بردهای زیادی در علوم مختلف مهندسی از جمله نساجی، کامپوزیت، پزشکی و….. دارد بیش از یک قرن است که الیاف پلیمری شناخته شده و در زندگی بشر کار برد دارند – خواص فیزیکی این الیاف بیشترین تأثیر را از قطر این الیاف می پذیرد . بنابراین با کاهش قطر این الیاف در حد نانو خواصی ویژه ای نظیر افزایش نسبت سطح به حجم کاهش حفره ها و کاهش نقایص و ساختاری در این مواد ظاهر می شود که آنها را بسیار کارآمد می کند.

 نانو نساجی

صنعت دیگری که به واسطه فناوری نانو تکان خواهد خورد صنعت نساجی است. هم اکنون شرکت های بسیاری در تلاشند تا پارچه های هوشمندی بسازند که ویژگی های خود را با توجه به شرایط محیطی تغییر داده وحتی مراقب علایم حیاتی بدن باشند. هم اینک شاهد تولید پارچه هایی بر مبنای فناوری نانو در بازار جهانی هستیم که نسبت به آب، چروک و تنش بسیار مقاومند. به عنوان نمونه پارچه های شرکت صنعتی پارچه بافی سوئیس، ضد آب و ضد لک بوده و چربی های روی آنها خود به خود از بین میرود.

4- ترکیباتی از فلزات ، سرامیک ها پلیمر و مواد زیستی که رفتار چند گانه ای می توانند از خود بروز دهند composites

این پارچه ها از طبیعت الهام گرفته و تولید آنها با نانو تکنولوژی تحقق یافته است. برگ های برخی گیاهان ( مثل نیلوفر آبی) ، پوست سوسک و بال حشرات همیشه تمیز باقی می مانند زیرا ناهمواری های بی نهایت کوچک روی سطوح آنها  مانع از چسبیدن ذرات گرد وخاک به این سطوح شده و کوچکترین بارشی سطح آنها را پاکیزه می کند. با به کار گیری فناوری نانو در پارچه ها ، ساختار سه بعدی خاصی بر روی سطوح ایجاد شده و سطح تماس برای ذرات گرد و خاک محدود می گردد. ذرات باقیمانده بر روی سطح، در قطرات آب معلق شده و به آسانی توسط این قطرات خارج می گردند.

در حال حاضر برخی از متخصصان نانو تکنولوژی در حال کار بر روی مواد و پارچه های هوشمندی هستند که علاوه بر توانایی استتار خود، بتوانند پارگی های خودشان را نیز ترمیم کنند. اصل این کار بر مبنای موادی است که می توانند بر اساس نوری که به آنها می رسد و اکنش های مختلفی از خود نشان دهند. هم اکنون این کار فقط از عهده مواد طبیعی بر می آید و سیستم های مصنوعی یا سنتزی از این قابلیت بی بهره اند. به همین دلیل نانو تکنولوژیست ها قصد دارند از بعضی از ارگانیسم های زنده ( نظیر برخی ماهی ها و دیگر موجودات دریایی مثل هشت پا ) تقلید کنند.

استفاده ی تایلند از نانو تکنولوژی در تولید نوع جدیدی از ابریشم

هر پیله ی کرم ابریشم چیزی در حدود 800 متر فیبر ابریشم دارد ( تار عنکبوت و فیبر های ابریشم به عنوان قویترین فیبرها شناخته شده است) دانشمندان و بیولوژیست های فراوانی به تخمین در زمینه ی شناسایی نوع پروتئین تشکیل دهنده ی این فیبر ها پرداخته اند. نانو تکنولوژی در جهت بهبود کیفیت ابریشم نیز به کار گرفته شده است. به این ترتیب که مهندسان تایلندی دانشگاه چیانگ می اظهار دارند که با استفاده از روش پلاسما ابریشم را روکش نمایند و رد نتیجه به تولید ابریشیم برسند که گرد و غبار کمتری به خود جذب می کند. آنها با این عمل تولیدات سه کشور صادر کننده ی اتریش یعنی ایتالیا، هند وچین را تحت شعاع قرار می دهند.

ارتش آمریکا در برنامه های آتی خود از نانو تکنو لوژی استفاده می کنند

دکتر میشل اندرو معاون پژوهشی و تکنولوژی ارتش آمریکا در مصاحبه با “اینترنشنال یونایتدپرس” اعلام کرد نخستین گام ارتش در نانو تکنولوژی توسعه لباس های اونیفورم ایمن و هوشمند برا ی سربازان است و اولین قدم د رتوسعه اونیفورم ها استفاده از نانو مواد برای تلفیق الکترونیک، کامپیوتر،‌دستگاه ها و ذخیره انرژی در آنهاست. دکتر اندرو اظهار داشت برای مثال امروزه برای متوقف نمودن گلوله کالیبر 45 به یک قطعه به وزن10-15 پوند بر فوت مربع نیاز است در صورتیکه با استفاده از نانو تکنولوژی قادر خواهیم بود همان گلوله را با یک سطح نازک و سبک مثل ورق کاغذ متوقف کنیم . وی در جواب این سوال که آیا کشوره های دیگر روی نانو تکنولوژی کار می کنند پاسخ داد تا جایی که من اطلاع دارم در حال حاضر مراکز نانو تکنولوژی در ارتش کشورهای اسرائیل و فرانسه تاسیس شده است.

نویسنده:حشمت اسدی
گرد آوری: گروه فیزیک سایت تبیان زنجان
http://www.tebyan-zn.ir/science_technology.html