تولید پارچه‌های تخصصی با استفاده از فناوری نانو
ثابت شده است نانومواد به منظور تولید پوشاک محافظ برای کارگرانی که در خدمات اضطراری فعالیت می‌کنند (مثل پرسنل نظامی، آتش‌نشان‌ها و کارکنان پزشکی) بسیار ارزشمند هستند. روش‌های مختلفی برای تولید منسوجات نانومهندسی شده وجود دارد. به عنوان مثال گاهی اوقات، نانوذرات سنتز شده در الیاف یا منسوجات گنجانده می‌شود.
از نانوذرات به عنوان پوشش بر روی سطح محصول نهایی نیز استفاده می‌شود. همچنین روش‌های پوشش‌دهی متفاوتی مانند سل-ژل، پلیمریزاسیون پلاسما و لایه به لایه (layer-by-layer) وجود دارند که برای اعمال نانوذرات بر روی الیاف پارچه مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش‌ها می‌توانند دوام محصول را افزایش دهند و همچنین قادرند پارچه را نسبت به شرایط شدید آب و هوایی مقاوم نمایند. ترکیب مواد نانوپوشش، مانند سورفکتانت‌ها و محیط حامل می‌تواند بافت سطحی پارچه را تغییر دهد.
نانوالیاف از طریق روش الکتروریسی و فرآیند ریسندگی اسپلیت (split spinning) تولید می‌شوند. الیاف نانو دارای خواص چند منظوره‌ای مانند فیلتراسیون خوب، مساحت سطح زیاد، نفوذپذیری بالا، قطر الیاف کوچک و لایه‌های نازک هستند. این پارچه‌ها قادرند گازهای سمی، عوامل بیماری‌زا (باکتری‌ها، ویروس‌ها) و مواد مضر موجود در هوا را فیلتر کنند.
نانوذرات به طور یکنواخت در ماتریس پلیمر توزیع می‌شوند و موجب سفتی و مقاومت در برابر سایش می‌شوند. نانوالیاف همچنین می‌توانند استحکام کششی الیاف کامپوزیت را افزایش دهند. نانوکامپوزیت از مخلوطی از دو یا چند ماده متفاوت با اندازه نانومتر تشکیل می‌شود. این روش به تولید پارچه‌هایی با خواص الکتریکی، مکانیکی، نوری و بیولوژیکی بهبودیافته کمک می‌کند.
این روش، تولید منسوجات تعاملی، کروماتیک، رسانا، گرم‌کننده و خنک‌کننده، حسگرهای پارچه‌ای و دیجیتال فشن را ممکن می‌سازد. یون‌های فلزی و الکتریسیته ساکن نقش مهمی در انتقال ویژگی‌های ضدعفونی‌کننده به پارچه، ایفا می‌کنند. خاصیت ضد استاتیک الیاف نانو به دفع مواد مختلف جاذب استاتیک مانند پرز، موی سگ و گرد و غبار کمک می‌کند. نانوذرات کربن سیاه (Carbon black) و نانوالیاف کربن، مواد تقویت‌کننده موثری برای الیاف کامپوزیت هستند.
کاربرد پارچه‌های مبتنی بر نانو
مصارف پزشکی: پارچه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توان از آن برای دارورسانی و بهبود زخم استفاده کرد. نانوذرات نقره دارای خواص ضد میکروبی هستند. بنابراین، نانوذرات نقره به طور گسترده در محصولات مربوط به پانسمان سوختگی و تاول مورد استفاده قرار می‌گیرند. از پارچه‌های مهندسی شده با فناوری نانو برای نمایش ضربان قلب، دمای بدن و ریتم تنفس نیز استفاده می‌شود.
مصارف نظامی: تولید پارچه‌هایی که سبک هستند اما مقاومت بالایی در برابر دمای شدید دارند. این پارچه‌ها بادوام هستند و فعالیت آنتی‌باکتریال دارند، استتار بهتری را موجب می‌شوند، در برابر آب مقاوم بوده و به نانوحسگرهای چند منظوره مجهز شده اند. این منسوجات همچنین دارای خاصیت پیشگیرنده شعله ضد بالستیک و محافظت در برابر فرکانس رادیویی هستند. چنین ویژگی‌هایی برای استفاده در صنایع نظامی ایده‌آل است.
مصارف عمومی:
پارچه پنبه‌ای ضد چروک: در پارچه‌های پنبه‌ای، مقاومت در برابر چروک شدن می‌تواند با استفاده از عوامل اتصال عرضی نانو مهندسی شده در طول فرآیند تکمیل (finishing) پارچه ایجاد شود. علاوه بر مقاومت در برابر چروک شدن، چنین فرآیند تکمیلی قادر است ضمن حفظ ویژگی آسایش و راحتی ممتاز پنبه، گازهای سمی را نیز از بین ببرد.
پارچه بدون بو: استفاده از نانوذرات نقره بر روی پارچه، مانع از بوی نامطبوع ناشی از فعالیت میکروبی می‌شود. بسیاری از شرکت‌ها از پارچه‌های پوشش‌دهی شده با نانوذرات نقره برای تهیه لباس‌های بدون بو (مانند جوراب و زیرپوش) استفاده می‌کنند. شرکت هیوسونگ (Hyosung) مستقر در کره، الیاف نایلونی حاوی نانوذرات نقره ایجاد کرده است که ۹۹.۹ درصد رشد باکتری‌های مضر را کاهش می‌دهد.
پارچه مقاوم در برابر آب: نانوذرات سیلیکا، با قرار گرفتن داخل پارچه یا اسپری شدن روی سطح پارچه، یک پوشش مقاوم در برابر آب ایجاد می‌کنند.
پارچه محافظ در برابر فرابنفش: نانوذرات روی اکسید و یا تیتانیوم دی‌اکسید وقتی وارد پارچه شوند، از پوست در برابر آسیب‌های خورشید محافظت می‌کنند. این نانوذرات قابلیت پراکندگی نور فرابنفش موجود در پرتوهای خورشید را دارند و خطر بیماری‌های پوستی ناشی از قرار گرفتن در معرض تابش فرابنفش را کاهش می‌دهند.
آیا استفاده از نانومواد در لباس‌های ما ایمن است؟
ناتالی وون گوتز از مؤسسه فناوری فدرال زوریخ در سوییس، ضمن پرداختن به سؤال متداول راجع به ایمنی نانومواد در لباس‌های افراد، اظهار داشت در شرایط آزمایشگاهی، هیچ نانوذره‌ای در عرق فردی که به صورت آزمایشی، پارچه پوشش داده شده با نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید را به تن داشت، یافت نشده است. این موضوع به عنوان نتیجه‌ای مثبت در نظر گرفته می‌شود و از استفاده از نانوذرات در لباس حمایت می‌کند.
با این حال، ریکارد ارویدسون از دانشگاه فناوری چالمرز در گوتنبرگ سوئد، به مسئله گنجاندن نانوذرات در منسوجات اشاره کرد. او بیان کرد حتی اگر نانوذرات نقره برای انسان سمی نباشد، اما می‌تواند برای آبزیان بسیار سمی باشد.
تحقیقات او نشان داد که استفاده زیاد از نانومواد نقره در لباس می‌تواند منجر به غلظت بالای نقره در لجن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شود که در نهایت می‌تواند اثرات زیانباری برای آبزیان داشته باشد.
برخی شرکت‌های مرتبط با تولید نانوپارچه
شرکت Nano Textile: این شرکت نساجی مبتنی بر نانو در سال ۲۰۱۳ در اسرائیل تاسیس شد. Nano Textile یک روش نانوپوشش‌دهی تک مرحله‌ای ایجاد کرده است که از طریق آن منسوجات را با روی اکسید پوشش می‌دهد، در نتیجه این پوشش، پارچه دارای خاصیت آنتی‌باکتریال دائمی می‌شود. این تکنیک مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط‌زیست است. این روش برای بسیاری از انواع پارچه مانند پارچه مصنوعی، پنبه، ابریشم و غیره توسعه یافته است.
شرکت GoGoNano: این شرکت در زمینه تولید اسپری نانوپوشش‌دهنده برای وسایل الکترونیکی، منسوجات و خودرو فعالیت دارد. GoGoNano فرش، کفش و لباس با خاصیت فوق آب‌گریزی و آنتی‌باکتریال نیز تولید می‌کند.
شرکت Nano-Tex: این شرکت که دفتر مرکزی آن در بلومفیلد میشیگان قرار دارد، با امکانات تولید و تحقیق و توسعه در هنگ کنگ و کینگز ماونتن کارولینای شمالی و همراه با کارمندان پشتیبانی فنی مستقر در چین، هند و ایالات متحده، شرکتی پیشرو در حوزه نساجی مبتنی بر فناوری نانو است. اخیرا Nano-Tex اعلام کرد با دیگر شرکت‌های پیشرو نساجی مانند Designtex، Architex، Arc-Com، Carnegie و Kravet همکاری دارد.