ساخت الیاف هوشمند به کمک نانوکامپوزیت‌ها در دانشگاه یزد

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، تولید الیاف و لایه‌های ظریف از حساس‌ترین و مشکل‌ترین فرایندهای شکل‌دهی پلیمرهاست. خواص ساختاری و فیزیکی الیاف مصنوعی در حین فرایند تولید شکل می‌گیرد و این ویژگی‌های بنیادی، خواص کاربردی آنها را شدیداً تحت تأثیر قرار می‌دهد. با توجه به حساسیت این فرایند، افزودن مواد مختلف به پلیمر و یا هرگونه تغییر در شرایط تولید در ویژگی‌های نهایی لیف نیز پدیدار می‌شود.

این پژوهش به بررسی برخی خواص نهایی الیاف پلی‌پروپیلن در اثر افزودن نانوکامپوزیت ضدمیکروب نقره/ روی در حین فرایند تولید پرداخته است.

به گفته‌ دکتر رویا دستجردی، ضعف خواص رنگ پذیری، خواص تراوایی رطوبت و خواص سایشی از مشکلات مطرح در مورد الیاف پلی پروپیلن است. از این رو، در این کار بر تأثیر نانوساختارهای معدنی و فلزی بر این خواص نخ‌های نانوکامپوزیتی ضدمیکروب تمرکز شده و تأثیر آنها در برطرف کردن این مشکلات مورد ارزیابی قرار گرفته است.

وی در ادامه افزود: «با توجه به نقش کلیدی توزیع نانوساختارها در خواص نهایی نانوکامپوزیت، تعمیم نتایج از شرایط آزمایشگاهی تولید الیاف با سرعت پایین، به شرایط صنعتی با سرعت بالا چندان قابل اطمینان نخواهد بود. بنابراین تولید الیاف نانوکامپوزیت در مقیاس نیمه صنعتی و فرایند آنها تا مرحله تولید پارچه از ارزش زیادی برخوردار است. از این رو الیاف نانوکامپوزیتی در مقیاس نیمه صنعتی تولید شده و در این پژوهش، ویژگی رنگ‌پذیری و بهبود تراوایی رطوبت و مقاومت سایشی آن مورد بررسی قرار گرفته است».

نتایج نشان داده که توانایی رنگ‌پذیری الیاف نانوکامپوزیت با رنگ‌های اسیدی بیش از الیاف خالص پلی پروپیلن است. از طرفی مطالعه

خواص تراوایی رطوبت حاکی از این بوده که این خاصیت در دمای بالای 25 درجه سانتی‌گراد افزایش و در دمای پایین‌تر از آن کاهش می‌یابد. به عبارتی پارچه حاصل از این نانوالیاف با تغییرات دمای محیط، به صورت هوشمندانه خود را با نیازمندی‌های بدن مطابقت می‌دهد.

دستجردی در توضیح دقیق‌تر این ویژگی عنوان کرد: «با بررسی تغییرات تراوایی رطوبت نسبت به دما، مشاهده شد که در دمای 22 درجه سانتی‌گراد، تراوایی نمونه بهینه نانوکامپوزیت حدود 11/2 درصد از نمونه خالص کمتر است که به حفظ حرارت بدن در دمای پایین و افزایش راحتی پوشاک در دمای سرد کمک می‌کند. اما با افزایش دما تا 35 درجه، تراوایی همه نمونه‌ها افزایش می‌یابد. این افزایش تراوایی برای نمونه خالص حدود 21 درصد است، در حالی که نمونه نانوکامپوزیت، 122 درصد افزایش تراوایی را نشان می‌دهد. بنابراین، با افزایش دما، تراوایی این نمونه نسبت به نمونه شاهد به شدت افزایش می‌یابد. افزایش تراوایی در دمای بالا از طریق تسهیل انتقال حرارت و دفع تعرق بدن، به بهبود راحتی پوشاک در دمای بالا نیز کمک می‌کند».

علاوه‌بر این، در نمونه‌های نانوکامپوزیت در حالت بهینه، 133 درصد افزایش در نقطه پارگی مشاهده شده است.

این محقق در پایان عنوان کرد: «با توجه به گستره وسیع استفاده از این الیاف ضدمیکروب در کاربردهای مختلف از جاذب‌های مورد استفاده در صنایع بسته بندی مواد غذایی گرفته تا محصولات پزشکی یکبار مصرف، پوشاک و منسوجات خانگی و حتی منسوجات صنعتی نظیر پوشش داخلی خودروها (مخصوصاً پوشش سقف خودروها) می‌توان دامنه بسیار وسیعی را برای کاربرد آنها در نظر گرفت».

نتایج این کار حاصل تلاش دکتر رویا دستجردی، عضو هیئت علمی دانشگاه یزد است.