در محیط پیرامون انسان شمار زیادی از میکروارگانیزم­ها زنـدگی می­کنند. میکروارگانیـزم­ها شامل قارچ­ها، باکتری­ها، ویروس­ها، جلبک­ها، هاگ­ها و … هستند؛ که غالباً به عنوان میکروب بیان می­شوند. در صورت برهم خوردن تعادل این موجودات در طبیعت، سلامت افراد تهدید خواهد شد. از آنجایی که منسوجات علاوه بر مهیا نمودن محیط مناسب رشد و تکثیر میکروب­ها می­توانند سبب انتقال و شیوع انواع بیماری­ها شوند، از این رو تحقیقات زیادی برای تولید الیاف و منسوجات ضدمیکروب انجام شده است.

برخـی از الیاف به ویژه الیاف سلولزی مورد تـجزیه بیولوژیـکی میکروب­ها قرار می­گیرند. این عملکرد میـکروب­ها می­تواند سبب تغییر رنگ و کاهش خواص مکانیکی(استحکام سایشی و کششی) الیاف شده و موجبات پوسیدگی منسوج را فراهم آورد. همچنین میکروارگانیزم­ها می­توانند سبب کاهش ویسکوزیته و تخریب مواد مورد مصرف در فرایندهای مختلف تکمیل منسوجات شوند. به منظور کاهش بوی نامطبوع ناشی از حضور میکروب­ها بر منسوجات روشهایی از جمله استفاده از میکرو و نانوکپسول­ها، تبدیل ترکیبات بدبو  به ترکیبات بی­بو و کاهش فراریت مواد دارای بوی نامطبوع وجود دارد. استفاده از ترکیبات ضدمیکروب در مرحله تولید یا تکمیل منسوجات از کارآمدترین روش­ها برای از بین بردن بوی نامطبوع به شمار می­رود.

پیشوند نانو بیانگر مقیاس بسیار کوچک در ابعاد ماده است. یک نانومتر، یک میلیاردیم یا ^9-10 متر است. مواد در این ابعاد ویژگی­های منحصر به فرد و جدیدی از خود نشان می­دهند. استفاده از نانوفناوری در صنعت نساجی به منظور بهبودبخشیدن به خواص و یا ایجاد ویژگی جدید در منسوجات با استفاده از مواد یا ساختارهای نانومتری انجام می­شود.  در این نوشتار گزارش کوتاهی از چگونگی به­کارگیری نانوفناوری در تولید منسوجات ضدمیکروب، نمونه­های صنعتی و چشم­انداز پیش­رو ارائه خواهد شد.

• مواد ضد میکروب مورد استفاده در صنعت نساجی

طبقه ­بندی متفاوتی از مواد ضدمیکروب براساس کارایی، سازوکار فعالیت ضد میکروب و ثبات شستشویی وجود دارد.

طبقه بندی عوامل ضد میکروب بر اساس سازوکار فعالیت ضد میکروب

 

از آنجایی که مواد ضد میکروب(bound agents) به محیط پیرامون منسوجات نفوذ نمی­کنند، بنابراین احتمال مقاوم شدن میکروارگانیزم­ها در برابر این عوامل اندک است. همچنین به دلیل پیوند شیمیایی، این گروه از عوامل ضد میکروب در برابر شستشو مقاوم­تر از گروه leaching agents هستند. با این وجود ثبات شستشویی گواه پایداری خاصیت ضد میکروب منسوج نیست. زیرا جذب مواد آلاینده، میکروارگانیزم­های مرده یا ایجاد کمپلکس میان مواد تکمیل کننده و شوینده­های آنیونیک می­تواند منجر به کاهش اثربخشی ضد میکروب این منسوجات شود.

در صنعت نساجی، عدم آلودگی محیط زیست، سلامت و ایمنی افراد به اندازه کارایی منسوجات ضدمیکروب حائز اهمیت می­باشد. رهایش مواد ضدمیکروب به محیط پیرامون می­تواند بر سلامت موجودات زنده موثر باشد. با این رویکرد، استفاده از مواد پیوند دهنده به دلیل عدم رهایش ترکیبات به پیرامون مناسب­تر می­باشد.

2-3- نانوساختارهای ضد میکروب مورد استفاده در نساجی

از آنجایی میانگین اندازه انواع باکتری در حدود چند میکرون(m^6-10) است، بنابراین استفاده از مواد ضد میکروب با ابعاد نانومتری زمینه­ به­کارگیری نانوفناوری در ایجاد ترکیبات ضد میکروب موثر را فراهم ساخته است. سازوکار ضد میکروب نانومواد به سطح جانبی زیاد این مواد در مقایسه با مواد در ابعاد بزرگ­تر باز می­گردد. تحقیقات نشان می­دهند که کاهش ابعاد نانوذرات با افزایش کارایی ضد میکروب آنها ارتباط مستقیم دارد.

مقایسه اندازه اکسیدسریم، پنی­سیلین، آنتی­بادی و نانوذرات سریم، ویروس و باکتری

 

فعالیت ضد میکروبی نانوذرات ناشی از سطح جانبی زیاد، ساختار کریستالی غیرمعمول این ذرات و وجود مناطقی با احتمال واکنش بیشتر( لبه و گوشه نانوذرات) است.

سازوکار تاثیر نانوذرات بر باکتری به صورت طرح­واره در شکل 3 نشان داده شده است. به طور کلی شش رویکرد برای تاثیر نانوذرات بر میکروارگانیزم ها وجود دارد که عبارتند از:

• تخریب غشاء سلولی
• رهایش یون­های سمی
• اختلال در انتقال الکترون
• اکسیداسیون پروتئین
• جمع شدگی غشاء
• تولید اکسیژن فعال(Reactive Oxygen Species)(ROS)[7].

 

سازوکار تاثیر نانوذرات بر میکروارگانیزم ها. 1) تخریب دیواره سلولی و لایه پپتیدوگلیکان در اثر تماس مستقیم با نانوذرات، 2)رهایش یون­های سمی،3) اختلال در انتشار پروتئین در اثر تغییر pH و تغییر باز سطحی سلول،4) تولید اکسیژن فعال(ROS) و 5) تجزیه DNA، RNA و پروتئین و تاثیر برسنتز پروتئین، 6)تولید اندک آدنوزین تری فسفات(ATP) ناشی از اسیدی شدن در اثر سازو کار نوع 3 و حضور ترکیبات اکسیژن فعال (سازوکار 4 و 5)[1].

 

برخی از نانوذرات ضد میکروب پرکاربرد در صنعت نساجی در ادامه معرفی می­شوند.

2-3-1- نانوذرات دی‏اکسیدتیتانیوم(TiO₂)

نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم از ویژگی­های منحصر به فردی نظیر ثبات و کارایی زیاد، ایمنی و قابلیت تاثیر بر طیف وسیعی از میکروارگانیزم­های بیماری­زا برخوردار است. به این منظور از این نانوذرات در مصارفی نظیر خود تمیزشوندگی، ضد میکروب و محافظت در برابر پرتوفرابنفش استفاده می­شود. دی اکسید تیتانیوم با دارا بودن خاصیت فوتوکاتالیستی قادر به تولید اکسیژن فعال است که این ماده قادر به اکسید کردن ترکیبات آلی موجود در سلول باکتری و تولید دی­اکسید­کربن و آب می­باشد.

2-3-2 نانوذرات روی

نانوذرات روی در سلول­های خورشیدی، حس­گر، نمایشگرها و کرم­های ضدآفتاب، جاذب پرتوفرابنفش، پوشش­های ضدبازتاب نور، ضدباکتری و فوتوکاتالیست استفاده می­شود. نانوذرات روی نسبت به نانوذرات نقره از مزایایی نظیر بهای کمتر، سفید رنگی و خاصیت ضد پرتوفرابنفش برخوردار است.

2-3-3 نانوذرات نقره

نقره از قدیمی­ترین ترکیبات ضدمیکروب است. در حال حاضر تحقیقات زیادی بر خواص ضدباکتری وچندگانه نانوذرات نقره انجام شده است. نقره در مقایسه با برخی مواد ضدمیکروب آلی که دارای اثرات مخرب بر سلامت انسان است، از مواد ضدمیکروب ایمن به شمار می­رود. در حال حاضر خاصیت ضدمیکروب نقره علیه بیش از 650 گونه میکروارگانیزم بیماری­زا شناخته شده است.

یون­های نقره از قابلیت تخریب پروتئین، غشاء و ایجاد اختلال در تنفس سلولی باکتری برخوردار می­باشد. در شکل 4 سازوکار تاثیر نانوذرات نقره بر سلول باکتری نشان داده شده است.

شکل4. سازوکار ضدمیکروبی نانوذرات نقره[2].

 

 

1-3-4 نانوذرات طلا

نتایج حاصل از تحقیقات اخیر، نانوذرات طلا را به عنوان یک ماده ضدمیکروب موثر معرفی نموده است. خاصیت ضدقارچ این نانوذرات در برابر آکنه و شوره سر و عدم مقاوم شدن باکتری نسبت به این ماده سبب به کارگیری این نانوذرات در صنایع آرایشی شده است. خاصیت ضدباکتری این نانوذرات علیه دو باکتریEscherichia  coli و  Salmonella typhiبه اثبات رسیده است[3].

1-3-5 نانوذرات مس

از دیرباز مس و ترکیبات مس به عنوان مواد ارزان­قیمت و موثر در تولید مایعات ضدعفونی کننده و منسوجات ضد میکروب به کار گرفته می­شدند. در حال حاضر چگونگی عملکرد مس به عنوان  ماده ضد میکروب کاملاً شناخته شده نیست. مهم­ترین چالش در استفاده از نانوذرات مس، تولید نانوذرات مس پایدار است. زیرا این نانوذرات در هوا یا محیط مرطوب به سرعت به کاتیون مس اکسید می­شوند.

1-3-6- نانوساختارهای طبیعی ضدمیکروب

1. کیتوسان[1]: ماده­ای طبیعی، غیرسمی و ضد میکروب است که از پوسته سخت­پوستانی نظیر میگو، خرچنگ و … تهیه می­شود. خاصیت ضد باکتری و قارچ این ماده ناشی از گروه­های کاتیونی(بارمثبت) موجود در این ترکیـب می­باشد که امکـان اتصـال با بار منفـی موجود بر سطح سـلول را فراهـم آورده و مانـع رشد باکتـری و قارچ می­شود. کیتوسان به واسطه مواد کراس­لینک[2] کننده­ای همچون گلوتارالدئید[3] و پلی­کربوکسیلیک اسیدها[4] قادر به اتصال به سطح منسوجات پنبه­ای و ایجاد منسوجات ضد میکروب می­باشد [4].

2. سریسین[5] : سریسین ابریشم، یک پروتئین درشت­مولکول طبیعی است که از پیله کرم ابریشم استحصال شده و 30-25% پروتئین ابریـشم را تشکیل می­دهد. این ماده که به عنوان پوشـش فیلامنت ابریشـم(فیبـروئین) عمل می­کند، در مراحل صمغ­گیری از روی الیاف ابریشم زدوده می­شود. از این ماده به منظور بهبود خواص برخی الیاف مصنوعی استفاده می­شود. در تحقیقات انجام شده توسط یامادا و واکابایاشی اصلاح سطح پارچه پلی­استر با استفاده از سریسین انجام شد. پارچـه­ای با خاصیت آب­دوسـتی بیشتر تهیه شد. استفاده از سریسین (W/V 4%) منجر به کاهش رشـد باکتری­های Vulgaris و S.Aureus به ترتیب 51 و 38% شد[5،6].
3. عصاره نیم[6]: عصاره نیم از درخت ( آزاد درخت[7]) که در مناطق گرم و مرطوب می روید مشتق شده است و حاوی چندین ترکیب حشره­کش و ضـد میکروب طبیعی است. ترکـیبات موثر این گیاه در تمام بخـش­های گیاه یافت می­شود، لیکن از دانه، برگ و ریشه این درخت برای تهیه عصاره نیم استفاده می­شود. از این ماده برای تکمیل ضد میکروب پارچه پنبه، پنبه/پلی­استر  و پشم استفاده شده است[7].
4. رنگینه­های طبیعی: برخی از رنگینه­های طبیعی تهیه شده از گیاهان مختلف از خاصیت ضدمیکروبی برخوردار هستند. برای مثال رنگ حاصل از انار به دلیل وجود مقادیر قابل توجه تانن[8] از خاصیت ضد میکروب برخوردار است. منابع گیاهی حاوی نفتوکینون نظیر حنا، گردو از خاصیت ضدباکتری و قارچ برخوردار هستند[17]. استفاده از زردچوبه به منظور رنگرزی و تکمیل پارچه پشمی سبب ایجاد خاصیت ضد میکروب در این منسوج شده است. گوپتا و همکارانش با استفاده از عصاره بلوط در حضور دندانه­های آلومینیوم و مس موفق به تهیه پارچه ضد میکروب پنبه­ای با قابلیت حفظ خاصیت ضد میکروب پس از 5 بار شستشو شدند[8].

استفاده از مواد ضدمیکروب طبیعی دیگر نظیر آلوئه­ورا، عصاره درخت چای، عصاره گل کاه خاردار[9] و اکالیپتوس نیز برای ضد میکروب کردن منسوجات گزارش شده است[9].در سال­های اخیر از فناوری نانو در تولید حامل­های نانومتری نظیر نانوکپسول­ها به منظور افزایش ماندگاری و کارایی مواد ضد میکروب طبیعی استفاده شده است.

2-  فرایندهای ضدمیکروب کردن منسوجات

به منظور ضد میکروب کردن منسوجات از روش­های مختلفی نظیر افزودن ماده ضد میکروب در مرحله تولید الیاف و یا تکمیل منسوجات استفاده می­شود.

2-1- الیاف مصنوعی ضد میکروب

یکی از روش­های تولید الیاف ضـد میکروب، افزودن ترکیبـات ضد میکروب در مرحله تولیـد الیاف می­باشد. در روش­های مختلف تولید الیاف نظیر ذوب­ریسی، ترریسی، خشک­ریسی و الکتروریسی می­توان با افزودن مواد ضد میکروب به  محلول یا مذاب ریسندگی، الیافی با خاصیت ضد میکروب تولید کرد.

2-2- تکمیل ضد میکروب منسوجات

الیاف طبیعی و منسوجاتی نظیر پارچه و منسوجات بی­بافت که امکان ضد میکروب کردن آن­ها در مرحله تولید الیاف وجود نداشته باشد را می­توان در مرحله تکمیل ضد میکروب کرد.

3- منسوجات ضد میکروب

3-1- نانوالیاف ضدمیکروب

الکتروریسی به عنوان اصلی­ترین روش برای تولید نانوالیاف پیوسته در مقیاس صنعتی و محدوده وسیع قطر(از چند نانومتر تا چند میکرومتر) شناخته می­شود.

در الکتروریسی امکان افزودن دارو و مواد ضدمیکروب به محلول پلیمری به منظور تولید نانوالیاف حاوی این مواد وجود دارد. به منظور ایجاد خاصیت ضد باکتری در نانوالیاف استفاده از عوامل ضد باکتری نظیر نانوذرات نقره و کمپلکس­های ید گزارش شده است. به این منظور از کمپلکس پلی وینیل­پیرولیدن(PVP) و ید با امکان رهایش تدریجی ید(عامل ضد باکتری و ویروس) برای تهیه نانوالیاف استفاده شده است. با افزودن نیترات نقره به محلول پلیمری امکان رهایش یون­های نقره و ایجاد خاصیت ضدمیکروب در الیاف نهایی وجود دارد.

برای مثال نانوالیاف تهیه شده از پلی­وینیل الکل حاوی نانوذرات نقره از قابلیت ضد میکروب و ثبات قابل توجهی در شرایط مرطوب برخوردار است. علاوه بر افزودن ترکیبات ضدمیکروب، امکان تولید نانوالیاف ضدمیکروب با استفاده مستقیم پلیمرهای ضدمیکروب وجود دارد. برای مثال پلی­یورتان­های حاوی گروه­های آمونیوم نوع چهارم هنگامی که به منسوج بی­بافتی از نانـوالیـاف تبدیـل می­شود علیه باکتری­های E.coli و S.aureus  خاصـیت ضدباکتـری قـابل توجـهی نـشان می­دهند [10،11].

از نانوالیاف ضدمیکروب به منظور تولید منسوجات پزشکی و فیلتر هوا و ماسک­ استفاده شده است که در ادامه به برخی محصولات تجاری تهیه شده اشاره می­شود.

1-    تولید فیلتر هوا با استفاده از نانوالیاف ضد میکروب[12].
2-    پوشش­های زخم ضدمیکروب و جاذب ترشحات[13].
3-    ماسک ضدمیکروب تهیه شده از نانوالیاف[14].

3-2- الیاف ضدمیکروب

افزودن نانومواد ضدمیکروب در مرحله تولید الیاف به منظور تولید الیاف ضد میکروب پیشنهاد شده است. به این منظور در مورد الیافی که به روش ذوب ریسی تهیه می­شوند.  ماده ضد میکروب در مرحله پیش از ذوب شدن به گرانول­های پلیمری افزوده شده و در اثر ذوب شدن و اختلاط به وسیله اکسترودر، مذاب یکنواختی حاوی مقدار مشخص ماده ضد میکروب تهیه می­شود که پس از گذر از رشته­ساز به فیلامنت­های ضد میکروب تبدیل می­شوند. از مزایای این روش استفاده از ماشین­آلات ذوب ریسی برای تولید الیافی با خاصیت ضد میکروب و عدم نیاز به تجهیزات اضافه است. از این روش برای تولید الیاف پلی­استر و نایلون حاوی نانوذراتی نظیر نقره و روی استفاده می­شود.

تولید الیاف ضد میکروب با استفاده از نانوذرات از طریق فرایند ترریسی نیز امکان­پذیر است. در تحقیقی که توسط حُسام و همکارانش انجام شد، الیاف ویسکوز ضد میکروب و رنگی با استفاده از نانوذرات نقره تهیه شد. به این منظور نانوذرات نقره به صورت درجا و بدون استفاده از عامل احیا و پایدارکننده در ماتریس پلیمری ویسکوز سنتز شد. الیاف نهایی با توجه به غلظت نانوذرات نقره از رنگ زرد تا نارنجی برخوردار بودند. آزمون ثبات شستشویی (بیش از 20 بار شستشو) و حفظ خاصیت ضدمیکروبی الیاف پس از شستشو، گواه کیفیت از این روش بدون استفاده از عامل اتصال یا کراس لینک کننده می­باشد [16].

از دیگر روش‏های تولید نخ ضد میکروب، عبور نخ اولیه از درون محلولی حاوی نانوذرات ضدمیکروب می‏باشد. در این روش نانوذرات همانند آهار برروی نخ تولیدی قرار می­گیرند. از  این روش می‏توان برای ضد میکروب کردن انواع نخ پنبه‏ای، ابریشمی، پشمی و مصنوعی استفاده کرد.

3-3- پارچه‏ های ضدمیکروب

این محصولات عموماً با فرایندهای مختلف تکمیل­ تولید می‏شوند. برای تولید پارچه‏های ضدمیکروب می‏توان نانوذرات را به رنگزای پارچه اضافه نمود و پارچه در فرآیند رنگرزی یا چاپ عامل‏دار شده و دارای خواص موردنظر می‏شود. همچنین می‏توان عامل ضدمیکروب را به مواد مورد استفاده در فرآیند تکمیل نهایی اضافه کرد. به منظور تکمیل پارچه با مواد ضد میکروب نانومتری روش­های مختلفی وجود دارد که برخی از آن­ها در شکل 5 ذکر شده ­اند.

روشهای مختلف تکمیل منسوجات

 

3-4- تولید چرم آنتی‏ باکتریال

افزودن نانوذرات ضدمیکروب (معمولاً نانوذرات نقره) به چرم با روش‏های مورد کاربرد برای منسوجات متفاوت است. بدین منظور از فرآیند تخلیه الکتریکی کرونا استفاده می‏شود. در این روش، گازهای محیط توسط تخلیه الکترونی کرونا به رادیکال، الکترون و یون تبدیل شده و ذرات تهییج شده می‏توانند سطوح پلیمری را تحت تاثیر واکنش شیمیایی و تخریب ساختار سطحی قرار دهند. این فرآیند سبب عامل‏دار شدن زنجیره‏های پلیمری چرم، ایجاد حفره‏های میکروسکوپی شده که جذب نانوذرات را امکان‎پذیر می‏سازد. سپس روغنی حاوی عامل‏های ضدمیکروب بر سطح چرم پاشیده شده و در نهایت چرم ضدمیکروب تولید خواهد شد[17].

3-5- تکمیل ضد میکروب محصولات نهایی

به منظور ایجاد خاصیت ضدمیکروب در منسوجات تمام شده نظیر پوشاک می­توان از روش­هایی نظیر غوطه­وری و  افشانه حاوی نانومواد ضدمیکروب استفاده کرد. هرچند این روش یکی از ساده­ترین روش­ها برای تولید منسوجات ضدمیکروب است، لیکن عدم اتصال نانوذرات به منسوجات منجربه سهولت رهایش این مواد می­شود. در نتیجه علاوه بر کاهش خواص موردنظر در منسوجات، سبب آلودگی محیط زیست و افزایش احتمال ورود این مواد به بدن انسان و ایجاد بیماری­های ناشی از حضور این ذرات در بدن می­شوند.

4- شرکت­های تولید­کننده محصولات ضدمیکروب

مقبولیت منسوجات ضدمیکروب در میان مصرف­کنندگان، سبب ترغیب تولیدکنندگان به تحقیق، ثبت اختراع و تولید محصولات مربوطه شده است که در ادامه به چند نمونه اشاره می­شود.

1. در اختراعی که در سال 2007 به ثبت رسید، روش جدیدی برای تولید نخ ضد میکروب ارائه شده است. اثر ضد قارچ نخ ناشی از حضور رسوبی از نانو ذرات نقره بر سطح نخ بود. مخترعان این نخ را برای تولید پارچه­ به ویژه پوشش­های زخم یا سوختگی، لباس زیر، جوراب، کفش و آستر کفش، ملحفه، بالش، حوله، محصولات بهداشتی، روپوش آزمایشگاه و لباس­های پزشکی مناسب دانسته­اند[16].
2. شرکت AgActive استرالیا با استفاده از فناوری نانو و تکمیل منسوجات با نانوذرات نقره موفق به تولید محصولات متنوعی نظیر حوله، جوراب، ملحفه و روبالشی نموده است و تولید منسوجاتی نظیر لباس زیر و تیشرت ضدمیکروب را در دستورکار خود قرار داده است[18].

3. شرکتNanosilver^®  در کشور چک، با استفاده از نخ­های مصنوعی حاوی نانوذرات  نقره همراه با الیاف پنبه (به منظور افزایش راحتی) اقدام به تولید محصولات متنوعی نظیر جوراب، لباس زیر، لباس ورزش و … نموده است. این شرکت استفاده از محصولاتش را به افراد نظامی، کارگران، کشاورزان و همه افرادی که ناگزیر به انجام فعالیت­های  بدنی زیاد هستند پیشنهاد نموده است[19].

4. در سال 2008 Paolo Pianezza مالک شرکت پایانزا نخی برای تولید کراوات با استفاده از نخ ضدمیکروب تولید نمود. در سال 2009 روش تولید این نخ در قالب اختراعی در اروپا به ثبت رسید. این نخ به دلیل افزودن نانوذرات یا یون­های نقره در مرحله ریسندگی، از خاصیت ضد میکروب برخوردار می­باشد[20]. مثلا کراوات های تولید شده با نخ ضدمیکروب توسط شرکت Pianezza نمونه ای از تولیدات این شرکت است.

5. شرکت جونز[1] آمریکا در طول “مسیر سبز” تولید محصولات خود موفق به دستیابی به فناوری تولید نخ ضدمیکروب و بهبود یافته AM^TM شده است. کارایی ضد میکروبی نخ­های سری 096004 و 506504  ناشی از طبیعت ضد باکتری نانوذرات نقره است. نخ­های AM^TM با اختلاط نانو ذرات نقره در مرحله ریسندگی الیاف پلی­استر تولید می­شوند و از آنجایی که نانوذرات به صورت سطحی بر روی الیاف قرار نگرفته­اند، لذا در اثر شستشو یا استفاده از نخ جدا نشده و خاصیت ضد باکتری این الیاف دائمی است. یون­های نقره­ سازگار با محیط زیست، غیر سمی و غیر آلرژی­زا بوه و در تماس با انسان کاملاً بی خطر می باشند. نخ AM^TM برای کاربرد در منسوجات مورد استفاده در نظافت، تولید مواد غذایی، بهداشت مناسب است. هنگامی که از این الیاف برای پاک کردن زمین استفاده می­شود، مواد آلی، خاک، ذرات غذا، قارچ، کپک و حتی باکتری­ها را نیز جمع آوری و نابود می­کند. نخ AM^TM در برابر رشد میکروب­های تخریب کننده رنگ منسوجات و کاهنده استحکام الیاف مقاوم است [21].

6- شرکتNewlife ™ ، تولیدکننده نخ ضدمیکروب با ماندگاری خواص در طول زمان مصرف می­باشد. این شرکت ایتالیایی با اضافه کردن مخلوطی از سرامیک حاوی فسفات زیرکونیم/ یون نقره/ حین فرایند ذوب­ریسی، موفق به تولید نخ ضدمیکروب و ضد بو با حفظ ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نخ شده است که رشد میکروارگانیسم­های غیربیماری­زا را که باعث ایجاد بوی نامطبوع می­شوند را مهار می­کند. سرامیک به­کارگرفته شده در این پلیمر از لحاظ ایمنی دارای استاندار Oeko-Tex®standard100 بوده، که بیانگر عدم ایجاد حساسیت دراثر تماس با پوست و عدم آلودگی در اثر رهایش در محیط زیست می­باشد استفاده از این محصول در منسوجاتی نظیر پوشاک (لباس زیر، جوراب، لباس­های ورزشی، لباس­کارمورد استفاده درصنایع غذایی و پزشکی)، مبلمان و منسوجات خواب (ملحفه، پتو، لحاف)، پرده حمام، حوله و …. پیشنهاد شده است[22].

7- افزایش استفاده از فرش در اماکن عمومی نظیر بیمارستان­ها، مدارس و سایر نهادها لزوم به­کارگیری مواد ضدمیکروب در این منسوجات را به وجود آورده است. شرکت انگلیسی دان فلور[1] فناوری نوینی را برای غلبه بر این مشکل ارائه نموده است. محصول ™mædical™ i-Link ساخت این شرکت، طراوت و بهداشت مطلوب را برای منسوجات حتی پس از استفاده بسیار زیاد و شستشوی مکرر تضمین می­کند. این فناوری یک پوشش ضد میکروبی ثابت بر روی الیاف فرش است که منجر به مرگ میکروارگانیسم­ در زمان تماس با فرش می­شود. کارایی این پوشش به مرور زمان کاهش نیافته و محیط غیر قابل رشدی برای میکروارگانیسم­ها ایجاد می­کند که سبب از بین بردن بوی نامطبوع و افزایش بهداشت جامعه می­شود. سازوکار اثر ضد میکروب این پوشش در شکل 15 نشان داده شده است[23].

8- شرکت ایتالیایی رادیسی[2] در سال 2004 نخ نایلون6 ضدمیکروب را با استفاده از فناوری ضدمیکروبی AlphaSan® (سرامیک زیرکونیم فسفات حاوی نانوذرات نقره) برای تولید فرش ارائه نموده است که از رشد کپک، قارچ، باکتری و سایر میکروارگانیسم­های مسبب ایجاد بوی نامطبوع، تغییر رنگ و بیماری جلوگیری می­کند[24].

9- شرکت بلیس[3] فرش ضد میکروبی را با استفاده از خاصیت ضدباکتری فلزاتی نظیر، مس و روی ارائه نموده است. سازوکار این فناوری به رهایش یون­های فلزی در رطوبتی که برای رشد میکروب­ها مورد نیاز است باز می­گردد. یون­های فلزی به میکروب متصل شده و سب غیرفعال شدن آن­ها می­شوند. نانوذرات فلزی حین ریسندگی الیاف فرش به آن­ها افزوده می­شود و به این ترتیب از ایجاد بوی نامطبوع ناشی از حضور باکتری­ها جلوگیری می­نماید[25].

یون های فلزی رها شده روی الیاف فرش سبب غیرفعال شدن میکروب های عامل ایجاد بو و لکه روی فرش می شوند

 

10- شرکت میکروبن[4] نیز فرش ضد میکروبی ارائه نموده است که  با از بین بردن شرایط رشد و تکثیر میکروب­ها،  مانع از ایجاد لکه و بوی نامطبوع بر روی فرش می­شود. به علت افزودن مواد ضدمیکروب حین تولید الیاف خواص الیاف ماندگار بوده و برای مقابله با طیف گسترده­ای از انواع میکروب­ها طراحی شده است. فرش ضدمیکروب تولید شده برای کاربرد در محل­هایی که به علت عبور و مرور بسیار زیاد مستعد رشد میکروب هستند، بسیار مناسب است. این خواص ناشی از حضور ذرات روی در الیاف فرش می­باشند[26].

1. 11. شرکت ناکریست [1]، باندهای زخم حاوی نانوذرات نقره برای زخم­های سوختگی ارائه نموده است که مانع از ایجاد عفونت در محل زخم می­شود. این باند زخم شامل دو لایه منسوج بی­بافت ریون/پلی­استر است که در طرفین توری پلی­اتیلن با چگالی زیاد (HDPE) پوشش داده شده با نقره قرار گرفته است[27].

باند زخم سه لایه Acticoat

 

وضعیت فناوری در ایران

استقبال گسترده از جشنواره‏ها و نمایشگاه‏های نانوفناوری در حوزه‏ی نساجی، نشان دهنده افزایش توجه مردم نسبت به استفاده از منسوجات تولید شده مبتنی بر فناوری نانو است. از سوی دیگر اهمیت سلامت و بهداشت، زمینه فعالیت شرکت‏های نانوفناوری در این حوزه فراهم ساخته است. در کشور ما برخی صنایع به استفاده از فناوری نانو در تولید منسوجات به ویژه منسوجات ضد میکروب روی آورده­اند که در ادامه به برخی از آنها اشاره می­شود.

1. صنایع پتروشیمی شهید تندگویان اقدام به تولید گرانول پلی‏اتیلن ترفتالات ضدمیکروب (حاوی نانوذرات TiO₂-Ag) با نام تجاری AB-PET نموده است که در تولید فیلامنت پلی‏استر ضدمیکروب قابل استفاده است. دائمی بودن خاصیت ضدمیکروب در کنار سازگاری با شرایط عملیات و ماشین‏آلات ریسندگی از مهمترین ویژگی‏های این محصول می‏باشد که در مرحله اول، ٣٠٠ تن از این محصول تولید و به بازارداخل کشور عرضه شد[28].
2. شرکت تولیدی تهران زرنخ یکی از سه کارخانه گروه تولیدی صنعتی تهرانی، موفق به تولید نخ پلی­آمید با خاصیت ضد میکروب ماندگار نموده است. به منظور تولید این الیاف از مستربچ حاوی PA6 / نانوذرات نقره/TiO₂ استفاده شده است که در مرحله ذوب­ریسی با گرانول پلی­آمید6 مخلوط می­شود. محصولات متعدد تهیه شده از این الیاف موفق به دریافت نشان سیب سبز سلامت از سازمان غذا و دارو شده است[29].
3. دو شرکت جوراب کاسپین و تولیدی جوراب مهیار زنجان نیز از پوشش­دهی محصولات خود با نانوذرات نقره به منظور ایجاد خاصیت ضد میکروب و ضد بو در محصولات خود استفاده می­نمایند[30].
4. شرکت نفیس نخ از تولیدکنندگان نخ پلی­استر موفق به تولید نخ پلی­استر ضد میکروب  با استفاده از نانوذرات نقره شده است[31].
5. شرکت تولیدات کاغذی گلریز با استفاده از ذرات ۵ نانومتری نقره با غلظت  ppm۲) دو قسمت در میلیون) بر روی دستمال کاغذی  موفق به تولید دستمال کاغذی ضد میکروب شدند. فناوری تولید این دستمال کاغذی بومی بوده و از لحاظ قیمت تنها ۲۰ درصد نسبت به دستمال کاغذی های معمولی افزایش قیمت خواهد داشت.
6.  پانسمان AgiCoat  تولید شده در شرکت داروسازی عماد نمونه­ای دیگر از محصولات ضدمیکروب نانویی ساخت ایران است. این محصول یک پانسمان تک لایه با پوششی از نانو کریستال ­های نقره است که توسط روش احیای شیمیایی، نقره بر روی شبکه­های از الیاف نایلونی با انعطاف پذیری بسیار بالا، پوشش داده شده­اند. این لایه با آزادسازی آهسته یون نقره اثرات ضد میکروبی و ضد التهابی خود را اعمال می­کند [32].

 —————————-

منابع و ماخذ:

[1] Leroueil PR, Hong S, Mecke A, Baker JR Jr, Orr BG, Banaszak Holl MM. Nanoparticle interaction with biological membranes: does nanotechnology present a Janus face. Acc Chem Res. 2007;40:335-42.

[2] Moustafa M. G. Fouda (2012). Antibacterial Modification of Textiles Using Nanotechnology, A Search for Antibacterial Agents, Dr. Varaprasad Bobbarala (Ed.).

 [3]Enrique Lima et al, Gold nanoparticles as efficient antimicrobial agents for Escherichia coli and Salmonella typhi, Chemistry Central Journal 2013, 7:11

 [4] Younsook Shinet al, Antimicrobial finishing of polypropylene nonwoven fabric by treatment with chitosan oligomer, Journal of Applied Polymer Science, 1999, Vol 74, No 12, pp. 2911–2916.

[5] Yamada H& Matsunaga A, Jap Pat 06-017373A, 1994.

[6] Wakabayashi S & M Sugioka, Jap Pat 06-017372A, 1994

[7]M. Joshi et al, Antibacterial finishing of polyester/cotton blend fabrics using neem (Azadirachta indica): A natural bioactive agent, Journal of Applied Polymer Science , Vol 106, Issue 2, pp. 793–800, 2007.

 [8] Gupta, Deepti, Laha Ankur, , Antimicrobial activity of cotton fabric treated with Quercus infectoria extract, IJFTR Vol.32(1), pp 88-92, 2007.

[9] Fang, J., Wang, H., Niu, H., Lin, T. & Wang, X. (2010). Evolution of fiber morphology during electrospinning. Journal of Applied Polymer Science, Vol.118, No.5, pp 2553-2561.

 [10]Hong, K.H. (2007). Preparation and properties of electrospun poly(vinyl alcohol)/silver fiber web as wound dressings. Polymer Engineering and Science, Vol.47, No.1, pp 43- 49.

[11]www.nami.org.hk

[12] http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140512142213.htm

[13] Mangesh D. Teli and Ravindra D. Kale, Polyester Nanocomposite fibers with Antibacterial Properties, Advances in Applied Science Research, 2011, 2 (4):491-502.

[14] Aysin Dural Erem et al, Antibacterial Activity of PA6/ZnO Nanocomposite Fibers, Textile Research Journal July 11, 2011.

 [17] Idris, A; Majidnia, Z; Valipour, P; Antibacterial Improvement of Leather by Surface Modification using Corona Discharge and Silver Nanoparticles Application,  Journal of Science and Technology, Vol 5, No 2, 2013

[16] Mauro Pollini, Alessandro Sannino, Alfonso Maffezzoli, Antonio Licciulli , Antibacterial surface treatments based on silver clusters deposition, WO2007074484 A2, Jul 5, 2007.

[18] http://www.agactive.com/products.html

[19] https://www.nanosilver.eu

[20] Paolo Pianezza, Antibacterial neck-tie, US20090081268 A1, Mar 26, 2009

[21] http://www.jonesyarn.com/Products/antimicrobial-yarn.html .

[22] http://www.newlifeyarns.com

[23] www.danfloor.co.uk

[24]www.antimicrobialalphasan.com

[25]http://www.blissflooring.com/bliss/home-carpet/carpet-treatment/silver-release.aspx

[26]http://www.microban.com/what-we-do/by-product/categories/carpet

[27]http://www.smith-nephew.com/professional/products/advanced-wound-management/acticoat/

[28]http://www.shana.ir/fa/newsagency/197074

[29] http://www.zarnakh.com

[30]http://corridor.nano.ir

[31]http://www.golrizpaper.com

[32]www.emadpharma.com

[33]http://www.yjc.ir/fa/news

———————————————–

ترویج صنعتی فناوری های نانو و میکرو

 =====================================================================================================================

برای دسترسی به فایل PDF کلیه گزارشات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید.

 =====================================================================================================================