الیاف پنبه دارای خواص خوبی از قبیل جذب رطوبت، استحکام و نرمی می‌باشد، از محدودیت‌های این الیاف می‌توان به چروک‌پذیری، لکه‌پذیری و قابل اشتعال بودن آنها اشاره کرد. محصولات ساخته شده توسط الیاف مصنوعی با اینکه به‌طور معمول در برابر چروک مقاوم هستند و استحکام بالائی نیز دارند، اما فاقد خصوصیات مناسب منسوجات پنبه‌ای می‌باشد. با پیشرفت‌های انجام شده در زمینه نانوتکنولوژی امکان توسعه و پیشرفت در نسل آینده الیاف پنبه‌ای به‌وجود آمده که تکمیل کننده مزایای الیاف پنبه‌ای و مصنوعی خواهد بود.

نانو تکنولوژی علمی است که با مقایس تقریبی ۱ تا ۱۰۰ نانومتر کار می‌کند. در حال حاضر در تولیدات صنعت نساجی ۱۰۰ نانومتر ابعاد کاربردی می‌باشد. فناوری نانوتکنولوژی می‌تواند در ویژگی‌‌های مطلوب صنعت نساجی از قبیل نرمی پارچه، پایداری، استحکام، قابلیت جذب رطوبت ، ضد حریق، آنتی میکروب و غیره در الیاف، نخ‌ها و پارچه‌ها کاربردهای زیادی داشته باشد، بنابراین پیش‌بینی می‌شود با ارتقاء مواد نساجی به‌وسیله علم نانو این صنعت به یک صنعت تریلیون دلاری با نتایج اقتصادی و زیست محیطی مطلوب تبدیل گردد.

نانو تکنولوژی در نساجی

الیاف و نخ‌های جدید

توسعه الیاف یک یا چند جداره نانو از قبیل نانو کامپوزیت لوله‌های کربنی (CNT)

تولید الیاف نانو با استفاده از الکتروریسی

افزایش خصوصیات مکانیکی، شیمیائی عملیاتی الیاف و نخ

نانو تکنولوژی می‌تواند خصوصیات ظاهری پارچه‌های پنبه‌ای را بهبود ببخشد.

توسعه و تنوعی در تکمیل‌های شیمیائی ایجاد کرده است.

در این مقاله به توضیح خلاصه‌ای از پیشرفت‌های ساخت در این فن‌آوری و کاربردهایش در منسوجات می‌پردازیم که به دو سرفصل اصلی زیر تقسیم‌ شده‌اند:

کاربردهای نانو تکنولوژی در تولید الیاف و نخ؛

کاربردهای آن در تکمیل پارچه.

واضح است که پارچه‌های ساخته شده از الیاف طبیعی پنبه‌ای و مصنوعی دارای مزایا و محدودیت‌های متفاوتی خواهند بود همان‌طور که قبلاً اشاره شد پارچه‌های پنبه‌ای خصوصیات مناسبی از قبیل جذب آب و نرمی دارند. هرچند کاربردهای آنها به‌خاطر استحکام کم، لکه‌پذیری، چروک‌پذیری  و قابلیت اشتعال بالا محدود شده است. از طرفی الیاف مصنوعی فاقد خواص مطلوب پارچه‌های پنبه‌ای می‌باشد. هدف این بحث، نشان دادن اهمیت فناوری نانو و لزوم گسترش آن می‌باشد، که منجر به پیشرفت در منسوجات پنبه‌ای و مصنوعی می‌گردد. به‌علاوه، برخی کاربردهای فناوری نانو در صنعت نساجی و ایده‌های تازه برای استفاده در تحقیقات آتی، به‌طور خلاصه بیان شده‌اند.

پیشرفت‌ها در گسترش‌های لیف/نخ نانو:

کشف نانو لوله‌های کربنی (CNT) توسط ایجیما در سال ۱۹۹۱ راهی جهت اکتشافات الیاف محکم و قویتر برای استفاده‌های کاربردی شد. اخیراً نخ‌هائی با عملکرد بالا به‌وسیله چیدمان و آرایشی خاص از نانو لوله‌های کربنی بدست آمده است. این قبیل نخ‌ها شامل خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای از قبیل ضریب یانگ، مقاومت کششی در حدود ۲۰۰Gpa، و کرنش کشسانی در حدود ۲۰% می‌باشد.

آن دسته از الیاف نانو که با فرایند الکتروریسی بدست آمده به‌طور قابل ملاحظه‌ای مقاومت و قابلیت هدایت گرمای پارچه را بعد از عملیات حرارتی مناسب بالا می‌برد. از این رو این نانو الیاف و نخ‌ها در سوپرخازن‌ها در قطعات منسوج الکترونیکی استفاده می‌شوند.

ضمناً می‌توان به‌طور همزمان با کاهش قطر و افزایش تاب لیف، نخ‌های نانوئی را ریسید که به آن نانو لوله‌های کربنی چند لایه (MWCNT) گفته می‌شود و از چند لوله کربنی نانو (CNT) به‌طور متحدالمرکز تشکیل یافته است این نخ‌ها خواص مکانیکی مخصوصی از قبیل استحکام، دوام و غیره دارا می‌باشدو در ساخت منسوجات الکترونیکی برای استفاده‌های گوناگون از قبیل ذخیره انرژی، جذب امواج رادیو یا موج‌های کوچک، و پشتیبانی دشارژ شدن الکتریسته ساکن استفاده می‌شوند.

تازه‌ترین تکنولوژی بدست آمده در این زمینه نشان می‌دهد که از ترکیب الیاف نانو و الیاف مقاوم می‌توان منسوجات بی‌بافت خاصی نیز تهیه کرد. با استفاده از فرایند ذوب ریسی، الیاف مرکب پلی‌پروپیلن/ نانو کربن ریسیده می‌شود که به صورت قابل ملاحظه‌ای توانائی بهبود مدول‌ها استحکام فشاری و خواص انتشار (پراکندگی) پلیمرها را دارا می‌باشد.

پیشرفت در تکمیل پارچه

از پیشرفت‌های اخیر بدست آمده در این بخش می‌توان به استفاده از علم نانو تکنولوژی در پارچه‌های تکمیل شده اشاره کرد. از شرکت‌های مهم و پیشگام در این زمینه شرکت نانوتکس می‌باشد. پیشرفت‌های متعددی که این شرکت در زمینه تولید منسوجات خاص داشته می‌توان ایجاد خواص ذیل را اشاره نمود:

۱. خاصیت ضد الکتریسیته ساکن؛

۲. عملیات ضد چروک با استفاده از فناوری چروک رطوبتی؛

۳. مقاومت لکه‌پذیری و عملیات دفع روغن؛

۴. نانو دانه‌ها، برای حمل عامل‌های بیواکتیو یا آنتی‌بیولوژی، داروها، مواد داروئی، مواد محافظ در برابر اشعه خورشید و حتی رنگ‌های نساجی، با توسعه فناوری‌های نوین نانو تکنولوژی؛

از دیگر تکنولوژی‌های برجسته بدست آمده در این زمینه فرایند رسوب‌گیری اکسیداسیون شیمیائی است. این روش با رسوب‌گیری پلیمرهای الکتروفعال کار کرده و در نتیجه آن منسوجاتی با قابلیت کششی بالا و پایداری خوب تولید می‌شوند. علاوه بر این فرایند پلیمری شدن سطحی پلیمرهای الکتروفعال هدایتی قابلیت رسانش را تا ۱۰ برابر حالت اولیه، با کاهش مقاومت الکتریکی در الیاف پلیمری شامل می‌گردند. این قبیل مواد مرکب پلیمری در تضعیف موج‌های کوتاه، حفاظت کردن EMI تأثیر داشته بنابراین می‌تواند در کاربردهای نظامی و تکنولوژی‌های امنیتی و حفاظتی مورد استفاده قرار گیرد.

کاربردهای فناوری نانو در صنعت نساجی:

در پی پیشرفت‌های نانوتکنولوژی و استفاده این علم در کارخانه‌ها و صنعت نساجی پیشرفت زیادی در تکمیل پارچه‌ها بدست آمد که از بین آنها به موارد زیر می‌توان اشاره داشت:

مقاومت در مقابل تهدیدهای شیمیائی و بیولوژیکی؛

توسعه نانو کامپوزیت‌ها برای عملکردهای بهتر؛

استفاده در منسوجات پزشکی و نظامی؛

برطرف کردن خاصیت چروک‌پذیری، لکه و به‌طور کلی بالا بردن مقاومت ایستائی پارچه‌ها؛ پارچه‌های محافظ در برابر اشعه UV؛

کاربردهای نانو تکنولوژی در پارچه‌ها:

با توجه به توضیحات داده شده در این زمینه می‌توان گفت فناوری نانو فرایندی جهت توسعه پارچه‌های تکمیل شده می‌باشد و می‌تواند خواص مناسبی از قبیل مقاومت در برابر چروک و لکه، خاصیت ضد الکتریسته ساکن، خاصیت حفاظتی در برابر اشعه UV و... در پارچه‌ها ایجاد نماید. اخیراً شولر تکنولوژی جدیدی جهت کنترل شرایط آب و هوائی ایجاد کرده که به پوشش حلزونی معروف می‌باشد و کاملاً در برابر هوا، آب و باد مقاوم هستند.

کاربرد نانوذرات نقره در نساجی:

ذرات یون نقره در مقیاس نانو (نانوذرات نقره) 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.

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

خواص پارچه های آنتی باکتریال:

به غیر از اینکه کالا ضدمیکروب می‌شود:

 

** بوهای نامطبوع را کاهش می‌دهد.

 

** کالا ضد الکتریسیته ساکن می‌شود.

 

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

منبع:

1.ویستا

2.تبیان

 

گردآوری: مجله الکترونیکی نانو