رفتن به مطلب
Mohammad Aref

آشنایی با صنعت نساجی

پست های پیشنهاد شده

قدمت صنعت نساجی به هزاران سال پیش باز می گردد. جایی که از پشم و پوست حیوانات با ساده ترین ابزار نخ ریسیده می شد و با ساده ترین ابزار به پارچه مبدل می گردید. اما امروزه جایگاه منسوجات بسیار دگرگون شده و تنها لباس نیست که از منسوجات ساخته می شود، بلکه نگاه به خیلی چیزها در دنیای پیرامون ما را متوجه استفاده از منسوجات می کند. در صنایع دفاعی، الکترونیک، کشاورزی، معدن، در امور عمرانی، آب، مواد شیمیایی، پوشاک، کالاهای ورزشی، حمل و نقل، خودروسازی و پزشکی، صنایع غذایی، معماری و ساخت و ساز، هوافضا و صنایع کاغذ و .. از منسوجات استفاده می شود.

صنعت نساجی در یک نگاه کلی به چند بخش قابل تفکیک است.

1.jpg

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

تعریف الیاف

الیاف ماده ای است که در عین انعطاف پذیری و ظرافت، طول بلندی نسبت به قطرش دارد. نسبت طول به قطر باید بیش از 1000 باشد تا آن را لیف بنامیم. الیاف از نظر فیزیکی به صورت کوتاه یا بلند(یکسره) هستند. آنها به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. الیاف سلولزی پنبه از الیاف طبیعی به شمار میرود. الیاف مصنوعی را انسان می سازد.

آشنایی با طبیعت ما را به این رهنمون می کند که گستره الیاف طبیعی بسیار بیشتر از الیاف ساخت انسان است. برای مثال تار عنکبوت، ابریشم، الیاف ماهیچه انسان تنها نمونه هایی از این گونه ها هستند. فرض کنید که انواع عنکبوتها نیز خود بسته به محیط زیست و گونه جانور تار مخصوص به خود را دارند. اما الیاف ساخت انسان با تغییر در جنس و شکل سطح مقطع و ظرافت و توخالی یا توپر بودن دچار تحول شده و خواص متنوعی را ایجاد میکنند. در مورد لباس انسان الیافی مناسب است که با کمترین هزینه بیشترین راحتی و آرامش را ایجاد کند. در مورد کاربردهای صنعتی استحکام و نفوذپذیری و هزینه و کارایی اهمیت بیشتری پیدا می کند. الیاف مصنوعی از فرآورده های نفتی به شمار می رود و با توجه به این فرصت در کشور ما نیز، این زمینه قابل تحقیق است.

صنعت پارچه نیز جایگاه ویژه خود را در بین صنایع دارد. اما مهمترین پارچه های امروزی بی بافتها هستند. این از اهمیت سایر پارچه های بافته شده نمی کاهد، اما بی بافتها کاربردهای بسیار بیشتری را نسبت به بقیه پارچه ها دارند.

 

2.jpg

نمونه ای از کاربرد بی بافتها در کشاورزی

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

منسوجات هوشمند

چه لباسی هوشمند است؟ چه وقت به یک لباس لباس هوشمند می گوییم؟ کلمه هوشمند همیشه درست استفاده نمی شود. لباسهای هوشمند، لباسهایی نیستند که برای شما چای درست کنند یا برایتان شعر بگویند. شرکت دوپونت به منسوجات لایکرا و تکتل(اسامی تجاری) خود به خاطر خواص بازگشت پذیری به حالت اولیه هوشمند می گوید، شما می توانید بارها و بارها آن را کشش داده ولی هنوز بتواند خواص اولیه خود را حفظ کند.

منسوجات هوشمند نسل آینده الیاف، پارچه ها و اقلامی هستند که از آنها تولید شده است. می توان گفت منسوجاتی هستند که برای خودشان فکر می کنند نه برای دیگران. این یعنی آنها می توانند در سرما ما را گرم نگه دارند و در سرما خنکمان کنند یا راحتی لازم را برای ما فراهم آورند یا با وسایل الکترونیکی سازگاری داشته باشد یا یک اثر رنگی مشخص داشته باشند. خیلی از منسوجات هوشمند در انواع پوشاک استفاده می-شوند و هدف آنها ایمنی یا بهداشت یا راحتی است. یکی از زمینه های اصلی توسعه منسوجات صنایع نظامی است. لباسهایی که در شرایط زمستانی سخت پوشیده می شود یا لباسهایی که تغییر رنگ می دهند از اصلی ترین پروژه های مطرح نظامی هستند. بسیاری از این موارد فقط با کار تیمی حاصل می شوند.

استفاده از نانوذرات برای دفع لکه

یکی از اولین محصولات تجاری فناوری نانو لباسهایی بود که به شکل عجیب اجازه لکه شدن را نمی داد. شاید کمتر کسی بداند که فناوری نانو با چه شگردی این کار را انجام میدهد. چنانچه به سطح مختلف طبیعی بنگرید، طراوت و تازگی را در همه گیاهان و جانوران می بینید. به طور معمول پوست حیوانات مختلف یا خیلی از گیاهان تمیز است و به سادگی آلوده نمی شود. این خصوصیتی است که در فناوری نانو از آن با نام خود تمیز شوندگی یاد می کنند. ویژگی خود تميز شوندگي از طبیعت الهام گرفته شده است. بر اساس این خصوصیت یک سطح خود تمیزشونده به آسانی آلوده نمی شود، بنابراین همواره با پیشگیری از آلوده شدن به لکه های چسبنده همواره خود را پاک نگه می دارد. اما منشا طبیعی این خصوصیت کجاست. خصـوصیـت خـود تمیزشوندگی برگ نیلوفر آبی به خاطر برجستگی های نانومتری (Nanohumps) روی برآمدگی های میکرونی است که خصوصیت آبگریز به آنها می دهد.

 

 

3.jpg

شکل خـود تمیزشوندگی برگ نیلوفر آبی و کاربرد آن در فناوری نانو

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

لباس دافع

شرکت نانوتکس شرکت پوشاک و نساجي معروفی است که اولین محصولات تجاری را وارد بازار کرد. این شرکت به کمک نانوپوششها شلوارهاي دافع لکه را توليد کرده كه اولين بار در سال 2001 به بازار عرضه شده اند. در فرايند اين محصول از نانومواد استفاده می شود که به طور پايدار به الياف پنبه متصل شده است و به طور موثر اثر دفع آب را بر جاي مي گذارد. هر مايعي که با آن تماس پيدا کند، سريعاً روی پارچه می غلتد و در سطح پارچه مي نشيند و ديگر در آن نفوذ نمي کند. بنابراين هيچ اثر رطوبت يا لکه خيسي ديده نمي شود.

 

 

4.jpg

پارچه های ضد رطوبت

فرایند به این صورت بود که اتم های کربن را يکي يکي کنار هم قرار دادند و نانورشته استوانه اي با ابعاد 10 نانومتر ساختند. قبل از عمليات دوخت، شلوار پنبه اي را درظرفي از آب و بيليون ها عدد از اين نانورشته ها، آب کشيدند. سپس به ظرف حرارت دادند تا آب تبخير شده و بين پنبه و نانورشته ها اتصال شيميايي ایجاد شود و سطح هر ليف پنبه را کاملاً بپوشاند.

جزء اصلی این پارچه ها الياف پنبه است. این الیاف ساختار سلولزی دارند. درجه بالاي جذب آب در اين الياف به خاطر وجود گروههاي زياد آبدوست با بار منفي است. اين گروهها در طول ساختار کربوهيدرات ليف که به طور طبيعي ساخته شده است قرار دارند. الکترونهاي لايه بيروني اتمهاي کربن که نانورشته ها از آنها ساخته شده اند، اتصال های کوالانسي غیر قطبي تشکيل مي دهد و در نتيجه با مولکولهاي قطبي آب سريعاً اتصال نمي يابند. بنابر اين اتصال پايدار نانورشته های کربني به الياف پنبه، خواص فيزيکي آن را از آبدوست به آبگريز تغيير مي دهد. بدین شکل پارچه هایی تولید شد که برزنت نبود، ولی آب را به خوبی دفع می کرد. این محصول، نتیجه تلاش یک شیمیدان باتجربه بود که در یک آزمایشگاه کوچک در خانه اش به آن دست یافته بود.

 

5.jpg

شکل ساختار مولکولي پنبه (سلولز)

 

لباس‌هاي ضدّلک خاصيت خودتمیزشوندگی دارند، ولي ساز وكارشان با پوشش‌هاي فوتوکاتاليستي متفاوت است. در شکل 49-2 شیوه کار لباسهای ضدلک را که بر اساس تغییر کشش سطحی است نشان میدهد. نقش پوشش نانو در پوشاک با استفاده از پوشش هاي دافع آب و ضد لک با ثبات بالا قابل ارزيابي است. پايداري و کارايي اين پوشش ها پس از بارها شستشو هنوز در پارچه مانده است. در شکل مدلي از سطح الياف لباس مشاهده مي شود. نانورشته ها (10 تا 100 نانومتر) در اين شکل به کمک قلابهايي به الیاف پارچه (10 تا 50 هزار نانومتر قطر) اتصال دارند و ظاهر پارچه را تغییر نمی دهند.

6.jpg

شکل نانورشته ها روی الیاف

7.jpg

شکل سطوح خودتمیزشونده

8.jpg

شکل ایجاد قابلیت در پارچه با افزودن عوامل جانبی به پارچه

 

جدا کردن فیزیکی، تنها روش *****ها برای حذف میکروبها در ابعاد میکرومتری نیست، بلکه امکان حذف میکروبها با انهدام آنها نیز وجود دارد. با یک پوشش نانوذرات ضدباکتری میتوان باکتری ها را از سطح ***** تفکیک کرد. این پوشش در تهویه هوای کانال های بیمارستانی متداول است. در *****های معمول، *****اسیون هوای بیمارستان در سطح یا عمق انجام مي گیرد. بعد از مدتي، تجمع باکتري‌ها و ذرات روي پوشش، لايه‌اي از مواد مضر را تشکيل مي‌دهد و چون ***** با سيستم تنفسي بیماران در ارتباط است، ادامه استفاده از آن خطرناک می شود و در نتيجه نياز به تعويض دارد. اين مشکل را پوشش‌هاي نانوذرات نقره حل کرده‌اند. ويژگي اين پوشش ها از بين بردن ميکروب‌ها است. فلزاتي مثل نقره، مس ، جيوه، روي به صورت زئوليت خواص ضد ميكروبي دارند. وقتي كه يون هاي نقره متابوليسم سلولي رادچار خلل مي كنند باعث جلوگيري از رشد باكتري آنها می شوند. اين يون ها وقتي جذب ساختار سلولي باكتري مي شوند. از تنفس آن جلوگيري مي كنند. جلوگيري از رشد باكتريايي با ايجاد اكسيژن فعال در سطح پودر نقره يا محصولي كه از آن استفاده كرده است، امکان پذیر است. در لباس ذرات فلزات ضد ميكروب را وارد لباس مي كنند و به لباس خاصیت ضد باکتری می دهند. مثلا ژاپني ها يون مس را در داخل فوم پلي يورتان در لايه بيروني يك لباس وارد كرده اند و به لباس خواص ضد ميكروبي داده اند. در مقیـاس نـانو نـقره بـهتـرين ضـد مـيكروب است اما استفاده از نقره در موادخوراکی یا تماس مستقیم با پوششهای نانوذرات نقره بدون آسیب نیست و خطر آن اثبات شده است.

نانوذرات نقره مانند فلز نقره خاصیت ضد باکتری دارند، اما این خصوصیت بارها و بارها شدیدتر از خصوصیت ضد باکتری خود نقره است. نقره فلزی است که در گذشته نیز به عنوان یک فلز ضدباکتری استفاده می شد. نقره از مدت ها پيش به عنوان يک ماده تسکين دهنده و ضد عفوني کننده استفاده مي شده است. رومي ها روي زخم ها از نقره براي درمان زودتر استفاده مي کردند و ايراني ها هم در زمان کورش هخامنشي، در قرن پنجم قبل از ميلاد در لشکرکشي هاي طولاني مدت آب را در ظروف نقره اي حمل مي کردند.

امروز نانوذرات نقره بهترين مواد براي از بين بردن باکتري هستند. نانوذرات نقره با کاربردهايشان به درون خانه‌ها نيز راه پيدا کرده اند. در سال‌هاي اخير توليدكنندگان بزرگ يخچال‌، داخل يخچال‌هايشان را با اين نانوذرات پوشش داده‌اند. اين سطح ضد باكتريايي كمك مي‌كند كه محيطي سالم و تميز در داخل يخچال ايجاد شده و محتويات داخل يخچال براي مدت بيشتري تازه بمانند. فعاليت سطحي اين نانوذرات در مقياس نانومترآنقدر افزايش مي يابد که کوچکترين تماس يک باکتري با آن، باکتري را از بين مي برد.

برخی از کاربردهای نانوپوششها در منسوجات شامل پوششهای ضد چروك، ضد آب، ضد روغن، ضد غبار، ضد شعله، ضد باكتري ، ضد ميكروب، ضد بو و عرق، ضد حشره و مالاریا، ضد آب بودن كامل (دفع آب)، رهايش كنترل شده دارو، ضد اشعه ماوراء بنفش، ضد ویروس، ثبات، ضد الکتریسیته ساکن، ضد تشعشع، قابلیت تنفس و آب دوستی، مهار رطوبت، خشک شدن سریع، مراقبت پوستی، رهایش عطر، اشعه گرمایی، یون منفی، کاربردهای نظامی، ضد مواد شیمیایی کشنده، ضد اشعه ماورا بنفش، ضد رادار یا مراقبتهای الکترومغناطیسی، استتار، ماسک های فعال یا غیر فعال،لباس الکترونیکی هستند.

نه فقط ورزشكاران بلكه اكثر مردم از عرق پا رنج مى برند و نمى توانند آن را تحمل كنند. بطور طبيعى هر پا داراى ۲۵۰ هزار غدد عرقى است كه قادرند حدود ۵۰۰ ميلى ليتر عرق در روز توليد كنند.

 

 

9.jpg

جورابهایی که عرق پا را بیرون می کشند

جوراب هايى از جنس پنبه كه توسط شركت سول با نانو ذرات نقره تکمیل شده اند، وارد بازار شده است. اين ذرات از رشد باكترى ها و قارچ ها جلوگيرى كرده و بدين وسيله از چرب شدن و بدبو شدن پا جلوگيرى مى-كنند. نمونه های این جوراب ها در کشور تولید شده است. عوامل باکتریایی تنها عوامل ایجاد بو نیستند. آمونیاک و پروتئین های اشباع نشده هم در ایجاد بو در لباس ها و جوراب ها موثر هستندکه خیلی سـریع با نقـره وارد واکـنش می گردند. چون ذرات نقره در سطح بیرونی لباس قرار می گیرند، به سرعت پروتئین های غیر اشباع و ترکیبات آمونیاک را از درون پـارچه بیـرون کشیده و آنـها را خنثی می کنند و باعـث کاهـش لحظه ای بـو می گردند. بنابراین می توان در داخل کفش ها هم این لایه را به کار برد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

لباس های شنای جادویی

کاهش اغتشاش در کانال های میکرومتری پولک کوسه با خطوط پست و بلند نانومتری(Nanoribs) باعث افزایش سرعت عمل کوسه می شود. لباس های شناگران المپیک با الهام از همین شیارهای نانومتری ساخته شده است. این لباس باعث افزایش کارایی و رکورد شناگران شده است. ساخت چنین لباسی با تلاش محققین ناسا با الهام از طبیعت نشان دهنده شیوه های نوینی در نوآوری در تحقیقات دانشمندان نانو است. نانوشیارهای (Nanogrooves) روی پای آبدزدک باعث حرکت راحت حشره روی آب می شود.

 

10.jpg

خطوط پست و بلند نانومتری در کانال های میکرومتری پولک کوسه

"سفر به فضا دانشمندان را به این فکر انداخته که بالابری بسازند تا بطور مستقیم ارتباط زمین به فضا را برقرار کند. این آسانسور فضایی با کابلی محکم که احتمالاً از نانولوله کربنی ساخته خواهد شد این مسیر طولانی را ایجاد میکند."

شاید طرح فوق هرگز عملی نشود، اما اهمیت رشته های محکم و پولادین الیاف نانولوله انکار نشدنی است.

الياف، رشته هاي بسيار نازك و با قطر كم هستند. نسبت طول به قطر آنها از مقدار معيني كمتر نیست و خواص مشخصي مثل استحكام از خصوصیات اصلی آنها است.

در بین محصولات مختلفی که از نانولوله های کربنی در حال توسعه هستند، نخهای نانولوله که با ریسندگی مکانیکی نانولوله های کربنی تولید می شوند قابل بیان است. ریسندگی، فناوری هزاران ساله باستان است که برای تهیه پارچه از پشم یا پنبه و ابریشم از آن استفاده شده است. ریسندگی سه مرحله اصلی دارد که شامل موازی کردن الیاف در کنار هم، کشش برای کاهش ضخامت و افزایش توازی الیاف و در نهایت اعمال تاب برای ایجاد استحکام و قوت کافی در نخ است. یک طناب مجموعه از چندین رشته محکم نخ است که به هم تابیده شده اند. استحکام طناب الـزاماً بیشتر از هر رشته خواهد بود. اگر نانولوله های کربنی با دقت بسیار و تاب کافی به نخ تبدیل شوند، می توان امید داشت که استحکام و سایر خصوصیات برجسته نانولوله های کربنی را بتوان استفاده کرد. محصول این ریسیدن نخی است که استحکام بسیار بالایی دارد. در آخرین تحقیقات صورت گرفته در زمینه فناوری نانو توانسته اند نخ بسیار مستحکمی از نانولوله های کربنی بریسند، که علاوه بر استحکام، سایر ویژگی های آن نیز قابل توجه است. این نخ مستحکم و منعطف در کاربردهای خاص از جمله صنعت کامپـوزیت، هـوافضا، انـرژی، جلیقه های ضد گلوله، دیواره های مقاوم و جاذب انرژی مورد مصرف خواهد بود. نخ های به دست آمده ضخامت کمی دارند و به آنها لیف اطلاق می شود. این الیاف، نه تنها ده ها هزار محصول را محکم تر، سبکتر، ایمن تر و پر بازده تر خواهد کرد، بلکه باعث به ثمر نشستن فناوری هایی خواهد شد که تا به حال به خاطر محدودیت مواد نتیجه ای نداشته اند.

 

11.jpg

شکل تصویری از مکانیزم جداکردن نانولوله ها و ریسیدن آن

نسبت استحکام و چگالی خصوصیت ویژه ای است که در این محصول افزایش داشته است و به آن استحکام مخصوص اطلاق می شود. استحکام ویژه الیاف نانولوله ای حداقل 3/5 برابر محکمترین الیاف تجاری کربن(T1000) است. کلیدی ترین عامل موفقیت این الیاف استفاده از نانولوله های یک میلیمتری بسیار سبک است. خصوصیت برجسته دیگر جذب انرژی است. بیش از 400 میلیون سال است که این خصوصیت برجسته باعث شده عنکبوت بتواند طعمه های خود را به دام اندازد. قابلیت جذب انرژی تا شکسته شدن، سختی نامیده می شود. این خصوصیت در نسبت یکسان وزن، برای الیاف تار عنکبوت، پنج برابر بیش از فولاد است.

چگالی نخ نانولوله ای بسیار کم، 2/0 (گرم بر سانتیمتر مکعب) با دقت 01/0 است که یک دهم الیاف کربن است و یک چهلم چگالی فولاد است، یعنی حجم یکسان این لیف، 40 برابر از فولاد کمتر است. کار تا حد پارگی این لیف (انرژی لازم برای پاره کردن لیف) در مقایسه با الیاف کربن با 12 ژول بر گرم و الیاف کولار با 33 ژول بر گرم از این مولفه، 975 با دقت 49 ژول برگرم است. از خصوصیات برجسته نخهای نانولوله نسبت سطح به وزن بالا است، که آن را برای کاربردهای ذخیره انرژی مناسب می سازد. ساختاری از پیل سوختی الیاف نانولوله طراحی شده است که دارای نسبت سطح به وزن، 300 متر مربع به ازای هر گرم است. کاربردهای چنین الیافی در صنایع ساخت و ساز، هوافضا، نظامی و انرژی گسترده است. تمام نانولوله ها کربنی نیستند.

12.jpg

استفاده از نانوکپسول ها در لباس برای مبارزه با مالاریا

یکی از روشهای کاربرد نانوذرات برای ایجاد قابلیت ویژه در لباس، استفاده ازنانوذراتی است که با یک لایه واسطه احاطه شده و به طور غیر مستقیم به پارچه وصل می گردد. این لایه با سطح لایه الیاف یا پارچه اتصال کوالانسی ایجاد می کند و قابلیت خاصی را به منسوج می دهد. با این روش، نانوذرات با الیاف، نخ، پارچه و پوشاک پیوند شیمیایی کوالانسی ایجاد می کنند. لایه احاطه کننده، سطحی دارد که شامل اتصالات جانبی برای چسبیدن به الیاف است. این گروهها اتصال محکم ماده فعال به منسوج را تضمین می کند. چنین منسوجاتی پایداری و دوام بالایی از نانوذرات و قابلیت آنها بعد از بارها شستشو نشان می دهند.

 

در اینجاکپسول ها، پلیمرهای شبکه ای شفاف یا روشن هستند و حداقل یک اتصال جانبی فعال با الیاف در سطحشان دارند که آن را به الیاف منسوج اتصال می دهد. شفافیت به ساختار کریستالی این شبکه ها ارتباط دارد. ابعاد آنها نانومتری یا میکرومتری است. لایه پلیمری کپسول ها می تواند تراوا، نیمه تراوا و ناتراوا باشد. لایه های تراوا برای کاربردهای رهایش مدت دار استفاده می شوند. میزان رهایش آنها قابل کنترل است. لایه های کپسول، لایه های پلیمری دو بعدی یا شبکه ای هستند.

نانوذره در حالت کنترل شده و مدت دار رهایش دارد و می تواند با تغییرات فیزیکی نیز رهایش داشته باشد. معماری کپسول پلیمری قابل تغییر و تنظیم است تا رهایش چاشنی ها دقیق باشد.

رهایش قابل تنظیم از میزان صفر (برای رنگ ها، کولئید های انعکاس دهنده و عوامل ضد اشعه ماورای بنفش) تا یک مقدار زمانی خاص (متناسب با نوع دارو، کود، عوامل بیولوژیکی و ضد بیولوژیکی، نرم کننده ها و عطرها) است. این کپسول می تواند با جداسازی چاشنی از پوست، از ایجاد حساسیت آن جلوگیری می کند. بخش کپسول شده با تاثیر از عوامل بیرونی مثل دما، تغییرات نور، pH، مونوکسیدکربن، اسید سولفوریک، خون، فشار، میدان الکتریکی و یا رطوبت روی لایه پلیمری تاثیر گذاشته و می تواند در دوره رهایش یا میزان آن تاثیر گذارد.

با استفاده از انواع گروههای عاملی محدودیتی در نوع ساختار لیفی وجود ندارد. این روش مربوط به حوزه تکمیل پارچه ها یا ساختار های لیفی دیگر است و می تواند در مراحل آماده سازی و مقدمات بافندگی و مراحل دیگر استفاده شود. بر این اساس امکان پوشش دهی انواع منسوجات وجود دارد. در مورد پارچه ها هیچ محدودیتی در نوع بافت منسوج وجود ندارد و منسوج می تواند تاری پودی، حلقوی تاری، حلقوی پودی یا بی-بافت باشد. این پوشش در مورد انواع الیاف و نخ های طبیعی و مصنوعی نیز قابل استفاده است.

پارچه های فوق جاذب پاها را خشک نگه می دارد

باران ببارد یا نه بچه ها دوست دارند بیرون خانه بازی کنند. اما این شادی به سرعت تمام می شود. آبی که به داخل کفش میرود ناراحت کننده است. چکمه های بارانی رطوبت را دور نگه میدارند. اما به زودی مثل سونا برای پا ناراحت کننده است.

چطور کفش می تواند هم رطوبت را بیرون نگه دارد و هم هوای داخل کفش را تهویه کند. به کمک بی بافتها این کار امکان پذیر است. در بین محصولات نساجی ساختاری از الیاف به نام بی بافت وجود دارد که همانطور که از نامش پیداست دارای بافت نیست بلکه الیاف به روش دیگری در هم تنیده شده اند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

بی بافتها

پارچه های بافته شده از گذشته های دور توسط بشر ساخته شده اند. ساده ترین روشها برای تولید لباس غیر از استفاده از پوست، تولید نخ و بافتن نخ است. پارچه های بافته شده برای همه ما شناخته شده اند، اما پارچه های بی بافت نسل جدیدی از پارچه ها هستند که مستقیماً از الیاف تولید می شوند. چون مرحله تولید نخ و آماده سازی نخ برای بافت مراحل طولانی و پر هزینه ای هستند، مهمترین برتری بی بافتها قیمت ارزان تر برخی از آنها است.

حالا چطور یک بی بافت این کار را انجام می دهد. بی بافت جزیی است که به صورت یک لایه در کفش قرار می گیرد. بی بافتی که استفاده شده یک بی بافت فوق جاذب است. این بی بافت نه تنها هوا را عبور می دهد بلکه بسته به آب و هوا مثل پارچه پنبه ای ممکن است رطوبت را عبور بدهد یا جلوی عبور آن را بگیرد. وقتی آب در مجاورت این پوشش قرار گیرد، ذرات دانه دانه ای که بطور پایدار با یک فرایند خاص به بی بافت چسبیده اند تا 400 برابر وزنشان آب را جذب کرده و بر عکس خالی می کنند. جاذبیت فوق العاده این مواد به ساختار مولکولی آنها است که ماده اصلی اسید آکریلیک را دارد. تعداد بی شماری از این دانه ها در محلهای مختلف به ساختار بی بافت چسبیده شده است. نتیجه ساختمان نرمی است که آب را مانند یک مولکول اسفنجی جذب می کند. آنچه که خصوصیت جذب آب را در این ساختار خیلی بیشتر کرده است بار یونی بسیار بالا است. این بار یک فشار اسمزی ایجاد می کند که آب محیط را به داخل شبکه پلیمری می کشد. این عامل از همین آب استفاده کرده و با آن جلوی نفوذ بیشتر آب را می گیرد.

13.jpg

بر عکس در هوای گرم این لایه به هوا اجازه می دهد که به راحتی از کفش عبور کند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

نانوالیاف

"نانوالیاف" اصطلاحی عمومی است که به الیافی با قطر کمتر از یک میکرون اطلاق می شود. همچنین اصطلاح نانوالیاف به رشته های نسبتاً کوتاهی با قطر کمتر از 500 نانومتر نیز اطلاق می شود و مانند نانوسیم ها از انواع ساختارهای تک بعدی می باشند.

 

 

14.jpg

نانوالیاف

نانوالیاف به روش نه چندان پیچیده ای تولید می شوند. الیاف پلیمری نانو از داخل یک روزنه باریک خارج شده و تحت یک میدان الکتریکی بسیار بالا، تا ابعاد نانومتری کاهش قطر می دهند. تا به حال از این الیاف در پانسمان، مجاری خون، *****ها و غشاها استفاده شده است.

گزارشها حاکی از آن است که دسته زیادی از مجروحان بیمارستانی را بیماران سوانح سوختگی تشکیل میدهند. برای مثال سالیانه 45000 نفر در آمریکا دچار سوختگی می شوند. محققان نساجی در تلاشند با بهره گیری از قدرت فناوری نانو منسوجات تازه ای مثل پوست مصنوعی بسازند. نمونه ای از این بافت با استفاده از نانوالیاف تولید شده است. پوست مصنوعی ساخته شده یک نمونه مصنوعی از بافت اتصالی بدن است که سلولها را احاطه کرده و از آنها حفاظت می کند. پوست نانوالیاف مصنوعی امکان رشد مجدد سلولهای سوخته شده یا آسیب دیده را فراهم می کند. این پوست یک ساختار متخلخل حمایت کننده سلولهاست که سلولها به آن متصل می شوند و قادر است مواد غذایی را به داخل سلول سیر دهد و به مواد زاید اجازه عبور ندهد.

 

15.jpg

پوست مصنوعی

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

مواد جدید

مواد جدید از همان مواد قبلی ساخته می شوند ولی ترکیبات جدیدی از آنها هستند که محققان با اعمال فشار و حرارت از آنها خواص تازه ای را می خواهند. اینکه مواد جدید چه خواصی باید داشته باشند به محل استفاده آنها بستگی دارد. موادی که در بدن انسان استفاده می شود نباید سمی باشد و نباید در معرض خون یا سیالات دیگر بدن تخریب شود. مواد جدیدی که برای بسته بندی استفاده می شوند باید زیست تخریب پذیر، ارزان و قابل بازیافت باشند. موادی که برای منسوجات استفاده می شوند باید ارزان بوده و به بدن آسیبی نرسانند و در بیشتر کاربردها از استحکام لازم برخوردار باشند. یکی از مواد جدید الیاف کربنی است.

چرا الیاف کربنی اینقدر محکم است؟

راکتها و دوچرخه های ورزشی ساخته شده از الیاف کربنی مثل چوب سبک هستند اما سختی فولاد را دارند. الماس از سخت ترین مواد است. اتصالهای بین اتمهای کربن بسیار محکم است چون در یک ساختار سه بعدی کندویی شکل دارند. الیاف کربن رشته هایی از اتمهای کربن هستند که اتصال بین اتمها استحکام و سختی زیادی به الیاف می دهد.

مواد هوشمند

لباسهایی که مانند یک آفتاب پرست خود را با شرایط محیطی وفق می دهند دسته ای از مواد هوشمند را استفاده می کنند. لباس هوشمند میتواند دمای بدن را کنترل کند، در تاریکی نور ایجاد کند و همیشه تمیز بماند.

استتار

تصویری روی لباس این زن آنچه را که پشت او اتفاق افتاده نشان می دهد. لباس با ذرات انعکاس دهنده کوچکی پوشش داده شده است. یک تصویر تلویزیونی از صحنه پشت روی ذرات انعکاس داده شده است تا افراد، وسایل و ساختمان ها را استتار کند.

16.jpg

لباسهای فوق پیشرفته

زمانی که میزان عبوردهی حرارتی لباس مطرح می شود، فعالیت فیزیکی و شرایط محیط برای تامین راحتی به اندازه ای که دما و رطوبت نسبی اهمیت دارند، مهم است. مقدار گرمای بدن انسان به فعالیت فیزیکی مرتبط است و از 100 وات در استراحت تا 1000 وات در هنگام حداکثر فعالیت فیزیکی تغییر می کند. عایقی مناسب است که اطمینان دهد دمای بدن در حالت استراحت ، به ویژه در زمان سرما (دمای صفر درجه سانتیگراد) به اندازه کافی بماند. در دمای بالا و فعالیت ورزشی شدید مثل ورزشهای زمستانی دمای بدن بیشتر می شود. برای نگه داشتن دما در یک محدوده مشخص، بدن عرق می کند تا انرژی بدن را با تعریق بیرون کشیده شود. اگر که میزان عایق بودن لباس با فعالیت بیشتر کم شود، بخشی از گرمای تولید شده را با هدایت می توان از بدن انتقال داد و شخص کمتر عرق می کند. پارچه کورتکس(CORE-TEX®) در برابر باد و سرما نفوذ ناپذیر است ولی همچنان عبوردهی دارد. وقتی اجازه عبور عرق از لباس داده شود شخص دیگر عرق نمی کند.

مقدار عایق بودن لباس در برابر گرما و سرما تحت تاثیر ضخامت و تراکم قسمت پارچه ای آن است. ضخامت بالا و تراکم کم عایق بودن را بهتر می کند. در خیلی جاها مقدار عایق بودن با فضای محتوی هوا بین لایه های لباس مشخص می شود. هر چه دما حادتر باشد، خیلی کمتر یا خیلی بیشتر، عایق کم اثرتر می شود. بنابراین لباس برای حفاظت در مقابل گرما یا سرمای مشخصی که لباس در آن پوشیده می شود طراحی می شود. چنانچه پارچه ضخیم باشد و سنگین تر پوشیدن لباس سخت تر است و آزادی حرکت پوشنده لباس کم می-شود. اگر لباس از مواد هوشمندی تشکیل شده باشد که رفتارشان بر اساس محیط بیرونی باشد این امکان وجود دارد که خصوصیات عایق مناسبی را در لباس ایجاد کرد. موادی مانند مواد حافظه دار و مواد تغییر فاز دهنده می توانند مستعد چنین کاربردی باشند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

مواد تغییر فاز دهنده

هر ماده ای طی فرایند گرمایی گرما جذب می کند بطوری که دمای آن به شکل ثابت زیاد می شود. در یک فرایند معکوس خنک شدن، گرما از جسم آزاد شده و به محیط باز می گردد. در فرایند سرد شدن دمای ماده بطور مداوم کم می شود. یک منسوج معمولی حدود 1 ژول بر گرم جذب می کند تا دمای آن یک درجه سلسیوس افزایش یابد.

جذب گرمایی در فرایند مذاب شدن یک ماده تغییر فاز دهنده (phase change material) با یک فرایند گرمایی معمول آن این تفاوت را دارد که مقدار گرمای بسیار بیشتری در حالت مذاب جذب می شود. یک PCM پارافینی تحت فرایند ذوب شدن 200 ژول بر گرم جذب می کند. مقدار گرمای جذب بسیار بالا توسط پارافین در فرایند مذاب در هنگام سرد شدن به محیط می گیرند. بعد از مقایسه ظرفیت ذخیره حرارتی منسوجات و PCM میتوان دریافت استفاده از PCMهای پارافینی در منسوجات می تواند باعث ارتقای ظرفیت حرارتی منسوجات شود. در فرایند کامل ذوب شدن دمای PCM مانند محیط پیرامونش ثابت می ماند و دمای نامطلوب ایجاد نمی شود. این فرایند در هنگام سرد شدن هم تکرار می شود. به این ترتیب میتوان لباسی را انتظار داشت که در تابستان خنک و در زمستان گرم باشد. پارافین هم حالت جامد و حالت مایع دارد. برای جلوگیری از جریان مایع پارافین به محیط بیرون منسوج، پارفین در داخل کپسول قرار می گیرد. کره های محتوی PCM میکروکپسول نامیده می شوند. این میکروکپسولها در داخل لباسهای اکریلیکی قفل می شوند و در سطح یک ساختار منسوج می مانند.

17.jpg

مواد تغییر فاز دهنده همراه با منسوجات

 

منبع: آموزش نانو

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...