فناوری نانو به منظور افزایش کارایی و ایجاد خواص نوین در محصولات به یاری علوم مختلف آمده است. تولیدکنندگان پوشاک همواره در پی راهکارهایی برای پیشی گرفتن از رقبایشان بودهاند و فناوری نانو این راه را در اختیار ایشان قرار میدهد. با استفاده از فناوری نانو میتوان ویژگیهای اصلی منسوجات از قبیل نرمی، ماندگاری خواص، استحکام، قابلیت جذب رطوبت و غیره را بهبود بخشید و خواص کاربردی جدیدی نظیر ضد میکروبی، کندسوزی، ضد آب و لکه، خودتمیزشوندگی، محافظت در برابر پرتو و غیره در منسوجات ایجاد کرد. پیشبینی میشود به مدد فناوری نانو صنعت پوشاک به یک صنعت پردرآمد و پیشرو، با بهرهوری اقتصادی مناسب و عدم تأثیر نامطلوب بر محیطزیست تبدیل شود.
با توجه به اینکه بازار پوشاک بیش از 61% از کل بازار منسوجات را در جهان به خود اختصاص میدهد، پیشبینی میشود درحالیکه در سال 2012، تقاضای تخمینی از پوشاک نانوفناورانه در بازار پوشاک جهانی به 24.53 میلیارد دلار رسید، این میزان در سال 2020 به بیش از یکصد میلیارد دلار برسد. در سالهای اخیر با ظهور کاربردهای جدید منسوجات نانو، روند رشد از سرعت بیشتری برخوردار بوده است[1].
2- موارد کاربرد فناوری نانو در پوشاک
بهطورکلی، فرصتهای اصلی ایجاد ارزش توسط فناوری نانو در صنعت پوشاک را میتوان به هفت بخش تقسیمبندی نمود[2].
- ارتقا سطح بهداشت: پوشاک ضد میکروب (ضد باکتری، قارچ و …)/ ضدبو
- سهولت استفاده: پوشاک دافع آب/روغن/لکه، ضد الکتریسیته ساکن، ضد چروک، ضد رنگپریدگی.
- محافظت در برابر پرتو / نور خورشید/ پرتو فرابنفش
- بهبود میزان راحتی: کنترل تعرق، مدیریت رطوبت در پوشاک
- ظاهر خلاقانه و تأثیرگذار برای مُد
- مبارزه با تقلب در نامهای تجاری
- پوشاک الکترونیکی
3- کاربردهای فعلی فناوری نانو در پوشاک
امروزه مردم خواستار ویژگیهایی همچون مقاومت در برابر لکه، بو، چروک، رنگپریدگی و کنترل تعرق در لباسهای روزمره خود هستند. با استفاده از روشهای پوششدهی در مقیاس نانو، میتوان عملکرد پوشاک روزانه را ارتقا داد. پارچههـای معمـولی همـانند پنبه و الیاف مصنوعی اگر با فناوری نانو بهبود یابند، به پارچههایی تبدیـل مـیشوند که بدون از دست دادن ویژگیهای فیزیکی (رنگ، انعطافپذیری، تنفسپذیری و وزن)، ویژگیهای جدیدی نظیر ضد آب، ضد لک، ضد باکتری، ضد چروک و ضد الکتریسیته ساکن را به دست میآورند. با استفاده از فناوری نانو ایجاد خصوصیات عملکردی پیشرفته بدون تأثیر نامطلوب بر ظاهر، زیردست[1] و راحتی پارچه امکانپذیر خواهد بود. تکمیلهای مرسوم[2] که برای ایجاد این خصوصیات عملکردی در منسوجات به کار میروند، به راحتی با شستشو یا پوشیدن از بین میرود. ازآنجاییکه با استفاده از فناوری نانو تغییرات ایجادشده در پارچه در سطح مولکولی اتفاق میافتد، این تغییرات نسبتاً دائمی هستند.
از کاربردهای دیگر فناوری نانو در پوشاک میتوان به مقاومت در برابر ساییدگی، استحکام بالا و رسانش در پوشاک هوشمند اشاره کرد. هرچند در حال حاضر این جنبهها چندان تجاری نشده یا به بازارهای خاصی محدود است؛ لیکن طیف وسیعی از ایدهها توسط طراحان یا مراکز مُد پیشنهاد شده است، با این وجود هیچ یک از آنها هنوز برای تولید انبوه از توجیه اقتصادی برخوردار نیستند.
جدول 2: بهکارگیریبهکارگیری فناوری نانو در بخش پوشاک[2]
| کاربرد | فناوری | قابلیت مضاعف | شرکتهای فعال |
| پوششهای خودتمیزشونده | 1- نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم
2- نانو لولههای کربنی 3- نانو الیاف 4- نانو ذرات سیلیکا |
ضد آب، لکه، روغن، بو و میکروب | Schoeller
Nano Sphere Nano-Tex Exlan |
| پوششهای ضد میکروب | نانو الیاف نقره | ضد میکروب، ضد بو | JR Nanotech
SoleFresh |
| پوششهای ضد بار الکتریکی ساکن | 1- نانو پرکنندهها
2- نانو ذرات اکسید فلزی 3- امولسیونسازی در ابعاد نانو |
مقاومت در برابر بار الکتریکی ساکن | Nano-tex
GoreTex |
| پوششهای مانع اشعه ماوراءبنفش (UV) | 1- نانو بلور اكسيد روي
2- نانو ذرات خاك رس |
شفافيت همراه با محافظت در برابر اشعهUV؛ مقاومت در برابر سایش، سختي و استحکام | Eddie Bauer |
| لباسهای خنککننده و خشککننده | امولسيونسازي در ابعاد نانو | آبدوستي، عايق گرما و عبور دهنده جريان هوا | Nano-Tex |
| لباسهای دارای ظاهر فلزی و درخشنده | پوشش نانو فلزي | اثر سطح ويژه | Suzutora |
3-1- لباس خودتمیزشونده
اصول کار این لباسها از برگ گیاه نیلوفر آبی الهام گرفته شده است که همواره تمیز هستند. این فرایند برای پوشاک کودکان، لباس ورزشی، یا یونیفورمها، ایدهآل است. دو روش برای ایجاد خاصیت خودتمیزشوندگی در منسوجات مورداستفاده قرار میگیرد. در روش اول نانو ذرات با قابلیت فوتوکاتالیستی ( (TiO2 که بر سطح منسوج قرار داده میشوند، از توانایی تجزیه لکههای آلی برخوردار هستند. در روش دوم با اَبَر آب گریز کردن سطح منسوجات با استفاده از نانو لولههای کربنی، نانو ذرات سیلیکا و کامپوزیتهای پلیمری حـاوی فلوئـور(فلوئورواکریلات)/نانو ذرات، قطرات آب که بر سطح منـسوج میلغزند؛ آلایندههای سطحی منسوج را جدا میکنند. برای مثال میتوان از ایجاد شبکهای از SiO2در هگزادسیل تریاتوکسی سیلان بر الیاف ویسکوز به روش سُل-ژل اشاره کرد[8]. نانوتاربلورها نیز میتوانند با استفاده از عامل اتصال دهنده به سطح الیاف متصل شده و سبب تغییر خواص الیاف شوند (شکل 1).
شکل 1: نمونهای از منسوج تکمیلشدهتکمیلشده با نانوتاربلورها[9]
3-2- لباس ضد چروک
در منسوجات به ویژه پارچههای پنبهای، حضور گروههای هیدروکسیل با قابلیت ایجاد پیوند هیدروژنی سبب ایجاد چروک در پارچه میشود. در حضور آب پیوندهای هیدروژنی از محل قبلی خود باز شده و در محل جدید که معمولاً مطلوب نیست، تشکیل میشوند که این امر سبب ایجاد چروک در پارچه خواهد شد. درگیر کردن گروههای هیدروکسیل راهکاری برای ممانعت از ایجاد چروک در منسوجات میباشد. از ترکیبات نانو ساختار در تکمیل ضد چروک منسوجات عمدتاً به منظور تقویت خاصیت کاتالیزوری در ایجاد اتصال عرضی بین سلولز و عامل ایجاد پیوند عرضی استفاده میشود. با افزودن نانو ذرات به عامل ایجاد اتصال عرضی، نانو ذرات در مناطق آمورف الیاف نفوذ میکنند و با ایجاد پیوند هیدروژنی با مولکولهای لیف جابجایی زنجیرهای مولکولی سلولز را محدود میکنند و از طرفی واکنش کاتالیستی تشکیل اتصال استر میان حلقه آنیدرید حلقوی و گروه هیدروکسیل سلولز را افزایش میدهد. برخی از این نانو مواد عبارتاند از: نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم(TiO2) ، نانو ذرات نقره(Ag) ، نانو ذرات سیلیکا(SiO2) ، نانو ذرات روی(ZnO) ، نانو لولههای کربن(CNT) و نانو ذرات کیتوسان[3] [1]. استفاده از ترکیب نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم و دیمتیلدیهیدروکسی اتیل اوره (DMDHEU) سبب ایجاد خاصیت ضد پرتو فرابنفش، بهبود استحکام پارگی، کاهش مقدار فرمالدئید آزاد ناشی از بهکارگیریبهکارگیری ماده ضد چروک و بهبود چروکپذیری پارچه میشود. به روش سل-ژل و توسط پیش ماده تترابوتیل اورتوتیتانات (TBOT) و سیتریک اسید همراه با اتانول میتوان ضد چروک پارچه پنبهای را بهبود داد. نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم همراه با سیتریک اسید به عنوان عامل ایجاد اتصال عرضی و سدیم هیپوفسفیت به عنوان کاتالیزور در تکمیل ضد چروک کالای سلولزی استفاده شده است (شکل 2).
شکل 2. طرحوارهای از مکانیزم عملکرد نانو ذرات در تکمیل ضد چروک
از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و سوکسینیک اسید به عنوان عامل پیوند عرضی در معرض پرتو فرابنفش نیز میتوان استفاده کرد. گروه کربوکسیل در ساختار اسید در اثر نور احیاشده و به گروه آلدئید تبدیل میشود. گروه آلدئید ایجادشده با گروه هیدروکسیل سلولز پیوند عرضی داده و سبب کاهش چروکپذیری پنبه میشود. همچنین بهکارگیری بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بهتنهایی و یا همراه با سیتریک اسید و سدیم هیپوفسفیت و استفاده هم زمان از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم سبب بهبود میزان بازگشت از چروک پارچه پنبهای میشود. بوتان تتراکربوکسیلیک اسید با داشتن یک گروه کربوکسیل بیشتر از سیتریک اسید، کارایی بیشتری در ایجاد خاصیت ضد چروک کالای سلولزی دارد.
3-3- لباس جاذب رطوبت
از نانو مواد میتوان برای اصلاح سطح آب دوست منسوجات و پوشاک استفاده کرد که این امر سبب بهبود رنگپذیری پارچه میشود. استفاده از نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم که با روش رسوبنشانی لایه لایه روی سطح منسوج قرار داده شده است، برای افزایش جذب آب منسوج پیشنهاد شده است. در این روش از نانو ذرات TiO2حاوی بار منفی و پلیدیمتیلدیآلیلآمونیومکلراید دارای بار مثبت برای لایهنشانی استفاده میشود[10].
قرارگیری الیاف در مرکز (هسته) توریهای نانومتری با ساختار مولکولی سه بعدی نیز امکان تغییر خواص الیاف بشر ساخته نظیر پلیاستر را فراهم آورده و به این الیاف زیردستی، مشابه پنبه یا لینین میبخشد. خاصیت موئینگی ایجادشده، جذب و انتشار سریع رطوبت بدن را فراهم کرده و خشک شدن سریع منسوج سبب خنک شدن و راحتی فرد استفادهکننده از این لباس میشود (شکل3)[9].
شکل 3: نمایی از استفاده از نانو توری روی الیاف به منظور بهبود خواص الیاف بشر ساخته[9]
3-4- لباس ضدمیکروب
استفاده از منسوجاتی با خواص ضدميكروبي در انواع لباس رو، لباسزیر، جوراب و روپوش و یونیفرم (جهت مصارف نظامی، مدارس، بیمارستانها، خطوط هوایی، آزمایشگاهها و صنایع دارویی) به کنترل رشد میکروب و بوی بد عرق کمک میکند. براي ايجاد خواص ضدميكروبي در پارچههای تهیهشده از الياف مصنوعي مانند نايلون و پلیپروپیلن به راحتی میتوان از نانو ذراتی مانند اکسید روی، اکسید مس، دیاکسید تیتانیوم و نانو ذرات نقره و طلا استفاده كرد. مزيت استفاده از اکسید روی آن است كه كاربرد آن در لباسهای روزمره مورد تأیید قرار گرفته است. علاوه بر این، رنگ و شفافیت سطح پارچه به دلیل اندازه كوچك اين ذرات تغيير چنداني نمیکند. منسوجات ضدمیکروب را میتوان به سه گروه اصلی تقسیمبندی نمود[3]:
(1) منسوجات تکمیلشده با دیاکسید تیتانیوم (با خاصیت فعال شوندگی در برابر نور)
(2) منسوجات با مواد ضدمیکروب غیرقابلانتشار: مواد ضدمیکروب در ماتریس منسوج یا پوشش روی منسوج تعبیه میشوند. خاصیت ضد میکروبی ناشی از برهمکنش میان بار مثبت ماده ضدمیکروب و بار منفی غشاء سلولی میکروارگانیزم است که سبب انهدام و جلوگیری از رشد و تکثیر میکروب میشود.
(3) منسوجات با قابلیت رهایش مواد ضدمیکروب تعبیهشده در آنها: در این حالت ماده ضدمیکروب نظیر تریکلوسان، نقره و مس منتشرشده و سبب جلوگیری از رشد میکروب میشوند.
بازار منسوجات ضد میکروبی یکی از بخشهای در حال رشد صنعت پوشاک بهحساب میآید. پژوهشی که توسط Shishoo Consulting AB انجام شد، بیانگر بیشترین تقاضا برای پارچههای ضد میکروبی در بخشهای لباس منزل، لباسزیر زنانه، ساق شلواری و جوراب میباشد (شکل 4).
| شکل 4. بازار منسوجات ضد باکتری [2] |
3-5- پوشاک کنترلکننده بوی نامطبوع
این فناوری برای پاکیزه نگهداشتن و کنترل بوی نامطبوع منسوجات مورداستفاده در پوشاک بسیار موردتوجه قرار گرفته است و با کنترل معایب ناشی از تعرق و بوی نامطبوع بدن، نقش مهمی در سلامت و ایجاد احساس راحتی در انسان ایفا میکند. دو رویکرد مختلف به منظور کنترل بوی نامطبوع منسوجات ناشی از تعریق وجود دارد:
- جذب: روشی ساده به منظور به دام انداختن مولکولهای ایجادکننده بو است و در این روش تغییر در فرایند تجزیه ترکیبات ناشی از تعریق، انجام نمیشود.
- جلوگیری: در این روش از رشد و تکثیر باکتریهایی که مسبب تجزیه ترکیبات و ایجاد بوی نامطبوع هستند، جلوگیری به عمل میآید. انجام تکمیلهای ضد میکروبی روی منسوجات برای رسیدن به این هدف پیشنهاد میشود.
جلوگیری از ایجاد بوی نامطبوع در منسوجات با استفاده از نانو مواد ضدمیکروب نظیر نانو ذرات فلزی امکانپذیر است. نانو مواد جاذب بوی نامطبوع در منسوجات را میتوان در گروههای سیکلودکسترینها، نانو ذرات کربن فعال، نانو ذرات خاکستر بامبو و پلیمرهای قاصدکی تقسیمبندی کرد.
3-6- لباسهای مطابق مد با ظاهر و بویی جذاب
فناوری نانو در لباسهای مد روز نیز مورد استفاده قرار گرفته است. صنعت مد و طراحی پوشاک برای استفاده از نوآوریهای مبتنی بر فناوری نانو بسیار مناسب است. پایداری تغییرات ایجادشده توسط این فناوری موجب شده است، طراحیهای ابتكاری روی لباسهای مد با پیشرفت مواجه شوند. با استفاده از روكشدهی نانو فلزات روی پارچه، درخشندگی و رنگ بینظیری میتوان ایجاد كرد. فیلم اكسیدی با فیلم فلزی ترکیبشده و با تداخلهای ایجادشده، رنگهای بسیار متنوعی ایجاد میشوند. زیبایی ایجادشده با استفاده از این روش بسیار بیشتر از زیبایی بهدستآمده با استفاده از روشهای مرسوم رنگرزی است.
همچنین برخی از تولیدكنندگان محصولات معتبر دارای برند یا مارك خاص، به منظور جلوگیری از تقلب و کپیبرداری از برند خود در بازار، با استفاده از فناوری نانو توانستهاند، لباسهای معطری تولید کنند كه بوی آنها جزء برند تولیدكننده محسوب میشود و منحصربهفرد است. ایجاد یك بوی خوش دائمی در پوشاک كه با شستشو از بین نمیرود و بهطور مثال تحت مالش این بو آزاد میشود، از مزایای این محصولات است. شركت عطرسازیQuest International در هلند از نانو ذرات آلی برای این مقصود استفاده میكند. شركت آمریكاییIFF International Flavours and Fragrances نیز از فناوری كپسوله كردن و رهایش برای تولید لباسهای معطر ماركدار استفاده میكند. این شركت لباسهایی با نامsensory perceptionرا به بازار عرضه كرده است [1]. معطر سازی پارچه با توجه به نوع مواد استفادهشده در فرآيند به سه روش انجام میشود [9]:
- در روش نخست از نانوحاملها براي معطر سازی استفاده ميشود که يکي از متداولترین روشها در معطر سازی لباسهاي رو و زير است.
- در روش دوم، از رزين و چسب استفاده ميشود، به عبارتي، مواد معطر داخل چسب و رزين مخلوط شده و روي سطح پارچه چاپ ميشود، اما اين روش خيلي معمول و متداول نيست.
- روش سوم در مقايسه با ديگر روشها جديدتر است و در آن از ترکيبات درختسان استفاده ميشود.
نانوحاملها دارای ساختارهای متفاوتی بوده و قادر به محافظت از ترکیبات معطر در برابر اکسایش یا تبخیر هستند، از آن جمله میتوان به نانوحاملهای لیپیدی، نانوامولسیونها، نانو ذرات پلیمری زیست سازگار و غیره اشاره کرد.
3-7- تولید لباسهای خودرنگ و با رنگپذیری بهتر
با استفاده از فناوری نانو میتوان بدون استفاده از رنگدانه، از رنگهایی استفاده كرد كه به صورت یك نانو روکش روی پارچه اعمال میشود. این رنگ با استفاده از تداخل نور ایجادشده و برای ایجاد آن از روشهای رایج رنگرزی استفاده نمیشود. در حال حاضر ۴ رنگ قرمز، سبز، آبی و بنفش با این فناوری ارائهشدهاند. در این محصولات با شكست نور، نوعی رنگ زیبا ایجاد میشود كه با توجه به زاویه نگاه شخص و نیز زاویه تابش نور به پارچه تغییر میكند. دانشگاه پلی تكنیك هنگ كنگ از یك روش نانویی برای بهبود رنگپذیری ابریشم استفاده میکند. شركت ژاپنی Teijin نیز محصول Morphotex را با خاصیت خودرنگی به بازار عرضه كرده است. ايـن اليـاف بـر اسـاس رنـگ طبيعـي «پروانـه مورفـو» كـه در آمريكـاي جنـوبي يافـت مـيشـود (شکل 5)، قــادر بــه ارائــه نمودهــاي مختلفــي از نــور اســت كــه بــه زاويــه يــا غلظــت نــور رســيده بــستگي دارد. Morphotex شــامل 61 لايــه نــايلون و پلــياســتر بــراق اســت كــه در قــسمتي بــه ضــخامت 70 نــانومتر قرار دارد. رنـگ حاصل بـه خـاطر تداخل نـور ساخته ميشـود و نـه حـضـور رنگدانـههـاي معمـولي[1].
شکل 5: بالهاي رنگينكماني پروانه آبي رنگ مورفو[1]
3-8-پوشاک ضد الکتریسیته ساكن
پدیده شارژ شدن بدن اشخاص از مدتها قبل شناخته شده است و بیشتر در مواردی اتفاق میافتد كه شخص دارای كفشهای با كف عایق (مانند لاستیك یا كرپ) باشد. در اثر حركت روی زمین یا ساییده شدن البسه بر روی یكدیگر و یا اصطكاك لباس یا زیرپوش با بدن شخص و همچنین در اثر پدیده القاء، بدن شخص دارای بار الكتریسیته ساكن میشود. پدیده اخیر در مورد كارگرانی كه در مجاورت ماشینها كار میكنند نیز رخ میدهد. بدین ترتیب كه دستگاهها در موقع كار اغلب باردار شده و بدن افرادی كه در مجاورت ماشینها كار میكنند را با بار مخالف شارژ میكنند. در پارهای اوقات ممكن است تجمع بار به حدی رسد كه در اثر تماس شخص با بدنههای فلزی تخلیه بار صورت گیرد. این عمل كه با یك جرقه نیز همراه است، میتواند باعث ایجاد یك تكان محسوس و ناخوشایند در فرد شود. چنانچه تخلیه بار الكتریكی تجمع یافته بر روی اشخاص در محیطی انجام گیرد كه دارای گازهای قابل اشتعال باشد، میتواند بسیار خطرناك بوده و به آتشسوزی و انفجار منجر شود. لذا استفاده از پوشاک ضد الکتریسیته ساكن از اهمیت بالایی خصوصاً برای کارکنان مشاغل خطرناک برخوردار است.
لفافهای نانومتری با در برگرفتن الیاف به صورت کامل، سبب تغییر و بهبود خواص الیاف میشوند. این نوع تکمیل سبب افزایش استحکام، بهبود ثبات رنگ، جلوگیری از چروکپذیری و مقاومت در برابر الکتریسیته ساکن میشود. در شکل6 طرح وارهای از یک لیف درون لفاف نانومتری و یک شلوار تهیهشده از پارچه معمولی و پارچه تکمیلشده با الیاف یادشده پس از 50 بار شستشو نشان داده شده است[3].
شکل 6: نمایی از الیاف و منسوجات دارای لفاف نانومتری[9]
3-9- لباسهای محافظ در برابر نور خورشيد
محافظت در برابر پرتو فرابنفش به دلیل افزایش تهدید ناشی از سرطان، پیر شدن زودهنگام پوست و تخریب لایه ازن از اهمیت روزافزونی برخوردار شده است. روشهای معمول حفاظت در برابر پرتو فرابنفش شامل استفاده از الیاف سنگین و ضخیم است که مشکلاتی از قبیل کاهش تنفسپذیری پوست را به همراه دارند. فناوری نانو امکان تولید لباسهای مناسب و محافظ در برابر پرتو فرابنفش را فراهم آورده است. به این منظور از روکشهای نانو کامپوزیتی حاوی نانو بلورهای اکسید روی در یک بستر پلیمری استفاده میشود که، علاوه بر شفافیت، در برابر سایش مقاوم بوده و از نظر اقتصادی مقرون بهصرفه است. در مقايسه بــا پارچه اصلاحنشده، میزان محافظت اين پارچه در برابر پرتو فرابنفش 5 برابــر بيــشتر بــوده و پــس از 55 بــار شستــشو، كيفيــت جــذب پرتو در این پارچه ماندگار است.
3-10- لباس گرمکننده و خنککننده
لباسهای هوشمندی که خصوصیاتشان بر اساس محیط پیرامون قابلتغییر باشد، از جمله کاربردهای جذاب فناوری نانو در بخش پوشاک به شمار میرود. به این منظور میتوان از مواد حافظهدار و تغییر فاز دهنده استفاده کرد. مواد تغییر فاز دهنده درون پوشاک با افزایش دمای محیط یا افزایش دمای بدن، گرمای ایجادشده را جذب کرده و از حالت جامد به حالت مایع تغییر فاز میدهد که این امر سبب خنک شوندگی فرد پوشنده پوشاک میشود. از طرفی، با کاهش دمای محیط، گرمای جذبشده را به مرور آزاد میکند و سبب گرم شدن فرد میشود.
برای جلوگیری از پخش شدن مواد تغییر فاز دهنده، این مواد در داخل کپسول قرار میگیرند. در حال حاضر در تولید نانوکپسولهای تغییر فاز دهنده، از پارافین، روغنهای آلیفاتیک، روغنهای آلی و معدنی به عنوان ماده تغییر فاز دهنده در درون و از ملامین به عنوان پوسته و از موادی مانند نقره در لایه بیرونی استفاده میکنند [5]. بهکارگیری نانو ذرات نقره در پوسته در کاهش اثر فوق سردشوندگی[4] کپسول تاثیرگذار است.
محققان دانشگاه استنفورد با استفاده از یک توری نانوی فلزی یکپارچه در سراسر لباس موفق به تابش مجدد گرما به روی پوست بدن شدهاند. ابعاد نانومتری سیم فلزی سبب حفظ انعطاف و نرمی لباس میشود. [12]. در شکل 7 میزان اتلاف گرمای طبیعی دست در یک دستکش معمولی و یک دستکش نانو سیم مقایسه شده است.
شکل 7: در تصویر سمت راست یک دستکش معمولی اجازه میدهد حرارت دست به بیرون منتقل شود ولی در عکس سمت چپ، دستکش نانو سیم از فرار گرمای طبیعی دست جلوگیری میکند[12].
4- شرکتهای فعال در زمینه بهکارگیری فناوری نانو در پوشاک
در زمینه بهکارگیری فناوری نانو در پوشاک از نظر تعدادِ مؤسساتِ تحقیقاتی و شرکتهای فعال، کشور آمریکا، چین، ژاپن و سوئیس به ترتیب رتبههای اول تا چهارم جهان را به خود اختصاص دادهاند. مؤسسات و شرکتهای فعال در این زمینه در جدول 1 نشان داده شده است.
جدول 1. برخی از مؤسسات تحقیقاتی و شرکتهای فعال در پوشاک با فناوری نانو [2]
| کشور | مؤسسه تحقیقاتی یا شرکت | کشور | مؤسسه تحقیقاتی یا شرکت |
| آمریکا | Nanophase Technology Crop | چین | Lea Group |
| W.L. Gore & Associates | Hong Kong Polytechnic University | ||
| Nano-Tex | Nano-Group Holdings, Ltd. | ||
| Nano Textile (China) Ltd (U-Right) | |||
| ARC Outdoors | Haojey Co | ||
| Greenyarn | Beijing ChamGo Nano-Tech Co | ||
| LLC | سوئیس | Ciba Specialty Chemicals (CSC) | |
| ژاپن | Suzutora Co | Schoeller | |
| Kanebo Spinning Corp | Empa | ||
| Exlan Co., Ltd | Nanosphere | ||
| Teijin Group and Toray Industries, Inc | انگلیس | JR Nanotech | |
| کره جنوبی | Hyosung |
5- محصولات و بازارها
5-1-Nano-Care2وNano-Care®
پارچـههـای بـا نام تجاریNano-Tex بـدون تأثیر نامطلوب بر تـنفسپـذيري يـا احـساس طبيعـي پارچـه، از ويژگــي دفــع لــكه برخوردار هــستند. شــركت Nano-Tex امتيــاز اســتفاده از پارچــههــاي بــا نام تجاریNano-Care را بـــه شـــركتهـــاي ديگـــر توليدكننـــده پوشـــاك نيـــز واگـــذار كـــرده اســـت؛ قطـــرات ریخته شده روي ايــن پارچــههــا بــه راحتی لیز خــورده و از پارچه جدا میشوند؛ بــدين ترتيــب حفاظــت اوليــه در برابــر لكــههــا و آلــودگيهــا ايجــاد مــيشــود. يكــي از كاربردهــاي Nano-Care در شلوارهای مردانــه خاکیرنگ ضد لک اســت (شکل 8). توليدكننــدگان اصــلي پوشــاك كــه از Nano-Care اســتفاده ميكنند، عبارتاند از: Gap، Eddie Bauer، VF Corp’s Lee و Land’s End. [2].
شکل 8: شــلوار مردانــه خــاكي ضد لک با فناوری Nano-Care[13]
شـركت Nano-Tex نـسل دوم فنـاوري دافـع لـكه خـود را نيـز بـا نـام Nano-Care2 عرضه کرده اسـت. ادعـا شـده اسـت كـه ايـن فنـاوري پيـشرفته دافـع لـكه مـيتوانـد در لبـاسهـاي كودكـان یا لباسهای كـار كـه در آنها احتمـال ایجاد لـكههـاي قـوي وجـود دارد، مورداستفاده قـرار گيـرد[13].
5-2-Nano- Pel®
اســـتفاده از فنـــاوري Nano-Pel بر منسوجات امکان دفع لکه را فراهم کرده است. ايــن نــوع تکمیل بــر خــلاف تکمیلهــاي معمــول در برابــر شستــشوهاي خــانگي پايــدار اســت. شــركتDominican Knits از فناوری Nano-Pel براي اولـين بـار در منـسوجات گردباف اسـتفاده كـرد، تـا قابلیت کاربرد ايـن فنـاوري را بـراي بهکارگیری در پارچـههـاي مختلـف نـشان دهـد(شکل 9)[13].
شکل 9: استفاده از فناوري Nano-Pelروي پارچـهها[14]
5-3-Nano- Dry®
Nano-Dryيـك پارچـه تنفس پذیر اسـت كـه رطوبـت را جـذب كـرده و بـه سـرعت خـشك مـيشـود. ايــن لبــاس در برابــر تعــرق مقــاوم بــوده و فــرد را خنــك و خــشك نگــه مــيدارد (شکل 10). شــركتهــاي Hagger،Dockers و Croft & Barrow محــصولاتي از ايــن نــوع شــلوارهاي بــادوام كــه بــا اســتفاده از فنــاوري پارچه Nano-Dry تولیدشدهاند را به بازار عرضه مینمایند[2].
شکل 10: لباس خنککننده و خشککننده (ضد عرق) با استفاده از فناوری Nano-Dry[13]
5-4-Nano- Touch ®
Nano-Touch فنـاوري جديـدی اسـت كـه باعـث مـيشـود، اليـاف مصنوعی احـساسي همچـون اليـاف پنبـهاي ايجـاد نماينـد. بـا اسـتفاده از ايـن فنـاوري جديـد يـك لايـه نـازك، روي هـسته اليـاف مصنوعی ایجاد میشود كـه نرمـي و راحتـي اليـاف پنبـهاي را بـه پارچـه مـيدهـد درحالیکه دوام، اسـتحكام، پايـداري رنگ، و ويژگي ضد چروک الياف مصنوعی را حفظ ميكند[2].
5-5-Nano- Fresh ®
عمليـاتي اسـت كـه روي اليـاف اعمالشده، آن را خـودتميز كننـده و خودتـازهكننــده مـيسـازد. ايـن پارچهها بوهاي نامطبوع را در لباسهاي ورزشي جذب و دور ميكنند[2].
5-6-UPF Protection
شــركت پوشــاك آمريكــايي Eddie Bauer اولــين توليدكننــدهاي بــود كــه از فنــاوري Nano-Texدر شـلوارهاي مردانـه اسـتفاده كـرد. فنـــاوري حفاظــت در برابــر پرتو خورشــيد كــه شــركت Eddie Bauerاســتفاده مــيكنــد، بــر خــلاف روشهــاي ديگــر محــافظتي باعــث ضخیم شدن لبــاس نــشده، درعینحال از فــرد بــه خــوبي محافظــت مـيكنـد. ايـن فنـاوري در لبـاسهـاي مختلفـي از جملـه شـلوارك شـناي مـردان، Trail Pantsبـراي زنـان و پيراهنهاي Waterو Day Hikeمردان مورداستفاده قرار گرفته است[2].
5-7-Selfclear
شــركت ژاپنــي Exlan Co., Ltd اليــاف آكريليكــي فتوكاتاليــستي بــا نــام SelfClear را توســعه داده اسـت؛ ايـن الياف ويژگي خودتميزشـوندگي بـالايي دارنـد كـه در اليـاف فتوكاتاليـستي معمول ديـده نميشــود. از این الیاف در تولید لباسهای ورزشی و یونیفرمهای نظامی استفاده میشود.
نخهای SelfClear ســاختار چند لایهای بــا میکرو حفراتی بــه قطــر چنــد ده نــانومتر در ســطح دارند و ايــن نانو حفرات مــساحت ســطحي بـالايي ايجاد ميكنند. چــون از اكــسيد تيتــانيوم فتوكاتاليــستي نانو مقیاس در اليــافSelfClear اسـتفاده مـيشـود كـه يـك دهـم اكـسيد تيتـانيوم معمـول قطـر دارنـد، در نتيجـه مـساحت سـطحي آن نــسبت بــه انــواع معمــول ده برابــر بيــشتر اســت. شــركت Exlanعــلاوه بــر عملكــرد خودتميزشــوندگي سـعي دارد بـا بهبـود روشهـاي فـراوري، ويژگـيهـاي ضـدبو، ضـدميكروب و ضـد كثيفـي ايـن اليـاف را بهتر سازد[2].
5-8-Ultra-Fresh Silpure
Ultra-Fresh Silpure كه توسـط شركت Thomson Research Association Inc.توليـد ميشود.توليدكننـدگان پوشاک را قـادر مـيسـازد تـا بـا اسـتفاده از نانو ذرات نقـره، مقاومـت بـسيار بـالايي در برابـر بـو و پوسيدگي به محصولات خود ببخشند[2].
5-9- محصولاتNanoShield™ ZN-3012 وNanoShield™ ZN-3010
محــصولات NanoShield™ ZN-3010 و NanoShield™ ZN-3012 اكـــسيد روي ديـــسپرس در آب هـــستند كـــه بـــراي كـــاربرد در پوششهای مورداستفاده در پارچـههـاي بافتهشده يــا بـيبافـت طراحیشدهاند. معمـولاً اكــسيد روي بـراي جـذب UVA و UVB و نيــز اثـرات ضـد قرمـز شـدن و ضد سوختگی پوسـت، فعاليــت ضـدميكروبــي و كنتــرل بــو بــه كــار مــيرود[1].
6- جمعبندی
امروزه تقاضا در تولید پوشاک با ویژگیهای جدید و کارایی بالا در صنعت نساجی افزایش یافته است. پوشاکی که ضدمیکروب باشد و اصلاً بو نگیرد، ضد آب و لک باشد و هرگز کثیف و آلوده نشود، همواره بوی خوش ایجاد کند و در اثر تغییرات دمای محیط بدن را خنک یا گرم کند همواره از آرزوهای مصرفکنندگان پوشاک بوده است. با استفاده از فناوری نانو میتوان ویژگیهای اصلی منسوج و پوشاک از قبیل نرمی، ماندگاری خواص، استحکام، قابلیت جذب رطوبت و غیره را بهبود بخشید و خواص کاربردی جدیدی نظیر ضد میکروبی، ضد آب و لکه، خودتمیزشوندگی، محافظت در برابر پرتو و غیره در منسوجات ایجاد کرد. پیشبینی میشود به مدد فناوری نانو صنعت پوشاک به یک صنعت پردرآمد و پیشرو، با بهرهوری اقتصادی مناسب و عدم تأثیر نامطلوب بر محیطزیست تبدیل شود.
منابع:
[1] كوچكي،ا.، عباسي،ع.، افشاري،ح.، شكي،ح.، هراتي فر،ع.، ميرداماديان, «فناوري نانو در صنعت نساجي و كاربردهاي آن»، دبيرخانه ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، 1391.
[2] عباسی،ع.،«کاربردهای فناوری نانو در صنعت نساجی»، مجموعه گزارشهای رصد فناوری نانو، 1391.
[3]Ashish Kumar, Nano Finishes in Textiles, Novozymes South Asia Pvt Ltd City.
[4]http://edu.nano.ir/index.php?actn=papers_view&id=384&action2=print”,
[5] سلیمی،طاهری،احمدوند,”آشنایی با فناوری نانو (مقیاس نانو، ابزارها، نانو مواد، رویکردهای ساخت)”
[6]Daoud, W.A. and J.H. Xin, Low temperature sol-gel processed photocatalytic titania coating. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 29(1), p. 25-29, 2004.
[7]Liu, Y.Y., et al., Artificial lotus leaf structures from assembling carbonnanotubes and their applications in hydrophobic textiles. Journal of Materials Chemistry, 17(11), p. 1071-1078, 2007.
[8]Mahltig, B., H. Haufe, and H. Bottcher, Functionalisation of textiles by inorganic sol-gel coatings. Journal of Materials Chemistry, 15(41), p. 4385-4398, 2005.
[9]http://edu.nano.ir/index.php?actn=papers_view&id=369&action2=print. City.
[10]Krogman, K.C., et al., Automated process for improved uniformity and versatility of layer-by-layer deposition. Langmuir, 23(6), p. 3137-3141, 2007.
[11] سلیمی،طاهری،احمدوند,«آشنایی با فناوری نانو (کاربردها)».
[12]http://1pezeshk.com/archives/2015/01/thisclothing-acts-like-a-personal-heater-when-temperatures-drop.html.
[13]http://www.textileworld.com/Issues/2003/March/Features/Burlingtons_Future-Virtually_Here
[14]http://edu.nano.ir/index.php?actn=papers_view&id=386&action2=print.
[1]Handle
[2]Conventional Finishing
[3]Chitosan
[4] Supercooling
———————————————————————
تهیه و تنظیم:
- گروه ترویج صنعتی نانو نساجی
بخش ترویج صنعتی ستاد توسعه فناوری های نانو و میکرو
====================================================================================
[جهت دسترسی به گزارش نهایی محصولات و شرکتهای دارای گواهی نانومقیاس ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو به «کتب مرجع محصولات و تجهیزات نانو و صنعت» به نشانی (INDnano.ir/category/book) مراجعه کنید]
[همچنین برای دانلود فایل PDF کلیه گزارشات بهمراه جزئیات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی رسانه تخصصی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید]
====================================================================================
