فناوری نانو و کاربرد نانو در صنعت پوشاک و کالای خواب کودک

تاریخچه فناوری نانو:

فناوری نانو حدود نیم قرن پیش، در دهه های آخر قرن بیستم همراه با توسعه فناوری های نوین تصویربرداری، دستکاری و شبیه سازی ماده در مقیاس اتمی پدید آمده است. نانو در گذشته فیزیک اتمی نامیده می شد، پس از کابردی شدن آن، نام آن نانوشد، به همین دلیل نانو یک علم جدید نیست، اما کاربردی شدن آن زندگی انسان رادگرگون ساخت.

تاریخچه فناوری نانو:

ایده نانوتکنولوژی رابرای اولین بارEric Drexler به دنیا عرضه نمود، او درآزمایشگاه مشهورMIT متعلق به انستیتوForesight مطالعات خود را باسیستم ها بیولوژیکی شروع کرده وسپس متوجه شد که می توان دستگاه های ملکولی تولید کرد بدین ترتیب ایده نانو تکنوژلوی به نام او ثبت شد. اصطلاح “نانو” برگرفته از یونان قدیم است وبه معنی” کوتوله” بوده است

نانوتکنولوژی از کجا آمده است؟

برای اولین بار ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانو علم را در یک سخنرانی تکان‌ دهنده با نام “درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد”، مطرح کرد. فاینمن اصرار داشت، که دانشمندان ساخت وسائلی را ، که برای کار در مقیاس اتمی لازم است، شروع کنند.

این موضوع مسکوت ماند، تا اینکه اریک درکسلر (دانشجوی تحصیلات تکمیلیMIT) ندای فاینمن را شنید و یک قالب ‌کاری برای مطالعه “وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند” ایجاد کرد، که در سپتامبر 1981 در مقاله‌ای با نام “پروتئین راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد می‌کند” آن را ارائه داد..

خوشبختانه فرآیند الکتروریسی و تولید نانوالیاف در ایران مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است

امروزه میتوان با استفاده از نانوذرات که در پوشش اعمالی بر سطح پارچه وجود دارند یا در حین فرایند تولید وارد ساختار داخلی پارچه می شوند، خاصیت آنتی باکتریال فراهم کرد. نانوذرات در تماس با باکتری موجب تضعیف غشای خارجی آن شده و آن را از بین می برند.

پلی‌استر دسته‌ای از پلیمرها است که حاوی گروه عاملی استری در زنجیره خود است. الیاف پلی‌استر دارای استحکام زیاد، جذب آب پایین و آب رفتگی حداقل در مقایسه با دیگر الیاف صنعتی است و به ‌طور گسترده در صنعت لباس به کار می‌رود.

تعریف نانو الیاف :

• به‌طورکلی الیاف به سه دسته الیاف معمولی، الیاف میکرونی و نانوالیاف طبقه‌بندی میشوند.

• طبق تعریف الیاف دستهای از مواد هستند که به‌صورت فیلامنتهای مداوم بوده یا در طولهای مشخصی بریده شده اند.

• خاصیت اصلی الیاف نسبت طول به قطر بسیار بالا میباشد.

• الیاف میکرونی الیافی هستند که در آن‌ها رشته ها کمتر از یک دنیربه‌صورت جرم در واحد گرم بر ۹۰۰۰ متر کمتر از یک میکرومتر را نانوالیاف می نامند.

• این الیاف با طول‌های نسبتاً کوتاه چند میکرونی و با قطر کم‌تر از ۵۰۰ نانومتر مانند نانو سیم هاازانواع ساختارهای تک بعدی می‌باشند.

روش های تولید نانوالیاف:

• به‌طورکلی چندین روش برای تولید نانوالیاف وجود دارد که برخی از آن‌ها شامل روش کشش، جداسازی الیاف چندجزئی، روش قالب، دمش، جدایش فازی، خودآرایی ماکرومولکولها، الکتروریسی و غیره می‌باشد.

• ریسنای تولید الیاف پلیمری با قطر زیر نانومتری است که ایده ستفاده کرد.

• در این میان نتایج تحقیقات صورت گرفته توسط محققین فعال در حوضه فناوری تولید نانوالیاف حاکی از برتری فرایند الکتروریسی نسبت به سایر روشها میباشد. فرایند الکتروریسی از لحاظ سرعت تولید، تنوع، پیوستگی، سادگی، هزینه و تجاری‌سازی بر سایر روشها ارجح‌تر می‌باشد.

کاربرد نانو مواد:

کاربرد نانو مواد:

• یکی از کاربردهایی نانو تکنولوژی، نانوالیاف بوده که اخیراً در بازارهای تجاری موفق ظاهر شده است.

• احتمالاً در بازار، لباس‌هایی با عناوین مختلف نظیر پیراهن نانو و یا شلوار ضد لک را دیده باشید.

• فرش‌، پتو و یا کیف و چمدان‌های نانو با وعده‌هایی همیشه تمیز و ضد گرد و غبار چطور؟ تمامی این مواردی که نام بردیم در ساختار خود پارچه‌هایی با پوشش «nano whiskers» دارند.

• این الیاف سطح بسیار کوچکی داشته که ذرات گرد و غبار را از خود عبور نمی‌دهند.

• 

  از کاربردهای فناوری نانو در منسوجات می توان به موارد زیر اشاره کرد:

از کاربردهای فناوری نانو در منسوجات می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نانوذرات ضد آب که باعث ریزش آب از روی منسوجات می شوند، و پارچه را در برابر آب و لکه مقاوم می کند.

• نانوذرات نقره در پارچه که باعث از بین رفتن باکتری ها و خاصیت ضدبو در البسه ایجاد می کنند.

• نانوپورها عایق برتر برای درج کفش در هوای سرد را ارائه می دهند.

• نانوذراتی که اثر “گیاه نیلوفر آبی” را برای پارچه های مورد استفاده فراهم می کنند، باعث می شوند خاک در باران از روی منسوجات شسته شود.

می ­توان با استفاده از نانوذرات که در پوشش اعمالی بر سطح پارچه وجود دارند یا حین فرایند تولید وارد ساختار داخلی پارچه می شوند، خاصیت آنتی باکتریال فراهم کرد. نانوذرات در تماس با باکتری موجب تضعیف غشای خارجی آن شده و آن را از بین می برند.

نانوذرات در اثر واکنش با غشای خارجی باکتری، موجب تغییرات ساختاری داخل باکتری و در نهایت نابودی آن می­شود. از طرفی اعمال پوشش­های دارای نانوذرات به ایجاد خاصیت آبگریزی در پوشاک کمک کرده که عدم ایجاد لکه در سطح را به همراه دارد

انواع پارچه نانو و کاربردهای آن:

پارچه های تولید شده به وسیله علم فناوری نانو ویژگی های برتری دارند.

انواع پارچه نانو و کاربردهای آن:

مقاومت نسبت به ایجاد چروک،لکه گیری و رشد باکتری موجب میشود پارچه ها مدت زمان بیشتری تمیز و سالم باقی بمانند.
عملکرد بعضی محصولات خانگی به وسیله علم نانو افزایش پیدا کرده است.

پاک کنده های آنتی باکتریال،درزگیرها،فیلترهای تهویه هوا مثال هایی در این زمینه هستند.
محصولات مراقبت شخصی مانند ضدآفتاب ها و لوازم آرایشی بهداشتی هم با استفاده از نانوتکنولوژی قابل ارتقاء می‌باشند.
بسته بندی غذاها با استفاده از مواد تولید شده به روش نانوتکنولوژی از هدررفت و آلودگی احتمالی آنها جلوگیری می‌کند.
محصولات دارویی با سایز ذرات نانو بسیاری اوقات عملکرد بهتر و عوارض جانبی کمتری دارند.

1. نخ های نانو- ضدباکتری

2. چادرهای نانو – خنک کننده و آبگریز

3. پارچه پیراهنی نانو – ضد لک

4. پارچه نانو – جذب اشعه ایکس

5. کالای خواب – ضد حساسیت

6. ماسک صورت نانوالیافی – سرعت در جذب ماده موثره

7. الیاف پنبه‌ای نانو – ضد چروک

8. حوله نانو- آنتی باکتریال با جذب بالا

   

9. لباس نانو- تشخیص تب

10. لباس کار- نسوز

11. پتوهای هواپیما – ضد میکروب

12. فرش نانو- ضد بیماری

13. لباس فیزیوتراپی– تقویت ماهیچه

خواص آنتي باکتريال و ضد چروک پارچه پنبه اي عمل شده با پلي کربوکسيليک اسيدها، کيتوسان و نانو نقره:

کالاهاي پنبه اي، خواص منحصر به فردي نظير جذب آب، استحکام و مقاومت سايشي زياد دارند. و از مهمترين معايب آن ها تمايل به چين و چروک و ايجاد محيط مناسب براي رشد باکتري ها و قارچ ها مي باشد.

بنابراين تکميل ضد ميکروب و ضد چروک شدن اين منسوجات اهميت زيادي دارد. يکي از اين تکميل ها اثر همزمان کيتوسان-نانو نقره بر روي کالاي پنبه اي مي باشد.

لباس نانویی که تب نوزاد را نشان می دهد:

لباس نانویی که تب نوزاد را نشان می دهد:

1. تولید لباس هوشمند برای نوزادان که تب را با تغییر رنگ نشان می دهد. رنگ لباس‌های تب نما زمانی که دمای بدن کودک شروع به بالا رفتن می‌کند، عوض می‌شود.

2. رنگ این لباس‌ها زمانی که دمای بدن کودک از ۳۷ درجه سانتیگراد شروع به بالاتر رفتن کند شروع به سفید شدن می‌کند و زمانی که دمای بدن نوزاد به بالاتر از ۳۸ درجه سانتیگراد که دمای خطرناکی برای نوزاد است برسد، کاملاً سفید می‌شود.

نخ های نانویی ضدباکتری:

نخ های نانویی ضدباکتری:

استفاده از نخ های ضد باکتری نانویی در تولید منسوجات به خصوص لباسهای زیر و جوراب مانع رشد باکتری و قارچ شده و مشکلات بوی بد، بیماریهای پوستی و حساسیت را در پی نخواهد داشت.

به دلیل شکل الیاف و استفاده از نانو ذرات، این نخ، عرق را در سطح وسیع تری از لباس پخش می کند و پخش وسیع تر موجب تبخیر سریع تر عرق از سطح لباس می شود. از آنجا که حرارت لازم برای تبخیر عرق بدن از پوست انسان تامین می شود تبخیر بیشتر عرق موجب احساس خنکی و راحتی انسان نیز می شود.

کالای خواب ضد حساسیت به کمک فناوری نانو :

فناوری نانو باکتریها را به دام می اندازد
راندمان به دام اندازی حساسیت ها (که شامل آلرژن، گردوغبار و باکتری و قارچ هستند) و تنفس پذیری دو ویژگی هستند که در کالاهای خواب با فناوری نانو در نظر گرفته شده است

کاور بالش ضد حساسیتبه کمک فناوری نانو:

کاور بالش ضد حساسیت از سه لایه، لایه درونی، لایه نانوالیاف، لایه بیرونی تشکیل شده است. لایه درونی متشکل از یک لایه پارچه اسپان باند، لایه نانوالیاف برای به دام اندازی تمام عوامل حساسیت زا (گرد و غبار، آلرژن، باکتری ها و قارچ ها)و لایه بیرونی که شامل یک لایه پارچه اسپان باند می شود، تشکیل شده است.