پارچه‌های آب گریز

به گفته مهندس ایرج بازرگان دانش‌‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، از دیگر مجریان طرح تحقیقاتی تولید صنعتی نانو ذرات، تیتانیا ماده‌ای است که به مقدار فراوان به صورت نمکی در پوسته زمین یافت می‌شود.

این ماده در ابعاد نانو متری به دو صورت آمورف (بی‌شکل)‌ و کریستالی تولید می‌شود که در صنایع پتروشیمی، کاشی و سرامیک، دندانسازی، رنگ‌سازی و ... برای افزایش خواص مکانیکی و ایجاد استحکام بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همچنین محققان در یافته‌اند که می‌توان از این ماده در صنایع نساجی، شیشه و سرامیک به عنوان یک ماده آب گریز و ضد لک یا خود تمیز شونده استفاده کرد.

استفاده از این ویژگی‌ در صنعت نساجی و تکمیل چرخه دفع آب با بهره‌گیری از نانو ذرات دی‌اکسید تیتانیوم و سیلیکا برگرفته از طبیعت است و در طبیعت نیز چنین فرایند مشابهی را می‌‌توان در گیاه نیلوفر آبی مشاهده کرد.

زبری سطح موجب کاهش شدید کشش سطحی و دفع آن می‌شود و از سوی دیگر سطح صاف این ذرات سبب ایجاد اثر مضاعف و تشدید این ویژگی در الیاف می‌شود که استفاده از این ویژگی در تولید پارچه‌های فاستونی و پنبه‌ای امکان‌پذیر است.

در گذشته از پلیمرهایی مانند فنیل فرمالوئید، ملامین فرمالوئید و پلی اورتان‌ها در تولید الیاف و منسوجات استفاده که سبب می‌شد این نوع پارچه‌ قابلیت پوشیدن نداشته باشد. همچنین در نتیجه ایجاد پوشش پلیمری روی پارچه، لباس قابلیت تنفس را از دست می‌داد و در نهایت احساس راحتی از پوشیدن آن سلب می‌شد.

وجه تمایز استفاده از ذرات نانو در مقایسه با مکمل‌های ضد آب دیگر این است که پارچه تولید شده به این روش می‌تواند کاملا قابل تنفس باشد.

از مهم‌ترین ویژگی‌های تکمیل و تولید پارچه‌های پنبه‌ای، پلی‌استر و پشمی به کمک نانو ذرات سیلیکا می‌توان به عدم ایجاد حساسیت بر روی پوست، قابلیت تنفس و ثبات رنگ اشاره کرد: نانو ذرات سیلیکا بر روی پارچه‌های مورد نظر قرار می‌گیرند تا خاصیت آب‌گریزی را در پارچه‌ها به وجود آورند.

یکی از نکات مهم در کاربرد این طرح در تولید منسوجات این است که اعمال این روش‌ها به نصب و خریداری تجهیزات جدید در کارخانه‌های نساجی نیاز ندارد و می‌تواند بدون هیچ‌ محدودیتی در خط تولید، اجرا شود.

به گفته رضا‌زاده، از آنجایی که کلوئیدسیلیکا از ابعاد میکرومتری به ابعاد نانومتری کاهش یافته است، این روش علاوه بر جلوگیری از تغییر رنگ پارچه‌ها، سبب افزایش درخشندگی پارچه خواهد شد.

کاهش میزان استفاده از مواد مکمل، سادگی و در دسترس بودن روش استفاده، عدم خشکی و ایجاد تغییر در پارچه پس از مصرف مداوم، درخشندگی البسه، شستشوی آسان به کمک یک سطح فعال و همچنین ثبات بالای پارچه از مزیت‌های تولید این نوع پارچه‌ها است.

همچنین با توجه به رهایش بسیار پایین فرمالوئیدها در طبیعت، این روش آسیب‌های زیست‌محیطی دیگر روش‌ها را در بر نداشته و به عنوان یک روش دوستدار طبیعت شناخته شده است.

لباس‌های خود تمیز شونده‌

به گفته رضا زاده، یکی از دیگر کاربردهای ذرات نانو سیلیکا در صنعت نساجی، تولید لباس‌های خود تمیز شونده است. این ذرات نوعی فوتوکاتالیست هستند که در آنها با جذب امواج فرابنفش، الکترون از باند والانس به باند کانواکتیو (رسانا)‌ مهاجرت می‌کند و این فعال شدن سبب تخریب مواد آلی می‌شود و این ویژگی‌ موجب می‌شود پارچه‌های حاوی نانو ذرات سیلیکا از ویژگی خود تمیز شوندگی برخوردار باشند.

پژوهشگران کشور با توجه به اهمیت این ماده یعنی سیلیکا در تولید پارچه‌هایی با ویژگی‌های منحصر به فرد، موفق به تولید این ماده در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی شده‌اند، اما به دلیل گران بودن مواد اولیه مانند الکوکسیدهای فلزی و ناتوانی رقابت با محصولات خارجی، مسیر حرکت در دستیابی به این فناوری، تغییر کرده و مطالعات لازم برای کاهش هزینه فرآیند تولید انجام شده است.

در نتیجه، محققان توانسته‌اند این ماده را در مقیاس صنعتی با هزینه بسیار کمتر از نمونه‌های خارجی تولید کنند که از مهم‌ترین کاربردهای آن می‌توان به افزایش خواص مکانیکی و ایجاد استحکام بیشتر در تولیدات صنایع مختلف مانند پتروشیمی، کاشی، سرامیک، دندانسازی و رنگ‌سازی اشاره کرد.

علاوه بر این ، از این ماده در صنایع نساجی، شیشه و سرامیک به عنوان یک ماده ضد لک و‌ آب گریز استفاده می‌شود.

سیلیکا، ماده‌ای است که در صنعت حفاری نفت برای بالا بردن گل حفاری کاربرد وسیعی خواهد داشت که با توجه به اهمیت این موضوع، دستیابی محققان به فناوری تولید داخلی این ماده می‌تواند در بی‌نیاز شدن کشور از واردات این ماده نقش موثری داشته باشد.