تن‌پوش‌هايي از جنس نانو

امروزه يافته‌هاي محققان در عرصه نانوفناوري بسياري از ابعاد زندگي ما انسان‌ها را تحت تاثير خود قرار داده است. اگرچه نانو يا نانومتر تنها يك مقياس اندازه‌گيري و برابر با يك ميلياردم متر است، اما آنچه سبب وجه تمايز مواد مختلف در عرصه فناوري شده و زمينه مناسبي را براي تحقيقات بيشتر روي مواد توسط محققان به وجود آورده است، خواص و عملكرد شگفت‌انگيز مواد در اين مقياس است كه تنها برخاسته از افزايش واكنش‌پذيري و سطح تماس آنها خواهد بود. محققان در اين عرصه با استفاده از آزمايش‌هاي ساده، موفق به كشف ويژگي‌هايي از مواد در مقياس نانو شده‌اند كه كاربردي ساختن آنها نقش بسيار مهمي در بهبود زندگي ما انسان‌ها خواهد داشت. با توجه به افزايش تقاضا براي استفاده از نانوذرات در صنايع مختلف، نانوذرات مختلفي نظير نقره، مس، تيتانيا، سيليكا و آلومينا براي نخستين بار در كشور در صنعت توليد شده و مورد استفاده قرار گرفته است.
نقره از جمله موادي است كه از مدت‌ها پيش به عنوان يك باكتري‌كش قوي شناخته شده است. آزمايش‌هاي انجام شده در بخش ميكروبي دانشگاه علوم پزشكي ايران نيز نشان داده‌است كه اين ماده در غلظت‌هاي بسيار پايين توانايي از بين بردن بيش از يك ميليون باكتري را دارد. اين در حالي است كه با كاهش قطر ذرات از 75 نانومتر به 3 نانومتر، قدرت باكتري‌كشي كلوئيد بشدت افزايش خواهد يافت كه اين مكانيزم عمل ناشي از تركيب و واكنش نقره با گروه سولفيد هيدروژن باكتري‌هاست. يون‌هاي نقره بر مولكول‌هاي DNA كه فعاليت آنها تضعيف شده، از تاثيرگذاري بيشتري برخوردار است. در نتيجه واكنش يون نقره با گروه‌هاي تيول در پروتئين، باكتري غيرفعال مي‌شود. بنابراين نقره به صورت تجاري به عنوان آنتي‌باكتريال مورد استفاده قرار مي‌گيرد. جالب است بدانيد علي‌رغم اين‌كه اين ماده بر بيش از 650 نوع باكتري مختلف از خاصيت ضدباكتريايي برخوردار است، بر سلول زنده تاثيري نخواهد گذاشت. بنابراين، اين ماده مي‌تواند در بسياري از صنايع از جمله نساجي، پليمر، كاشي و سراميك، شوينده، شيشه و ... مورد استفاده قرار گيرد. در سال‌هاي اخير به علت افزايش شيوع بيماري‌ها در جوامع مختلف، ميزان تقاضا براي پارچه‌هاي آنتي باكتريال در بازارهاي داخلي و خارجي به نحو چشمگيري افزايش يافته است و به همين علت محققان كشورمان در دانشگاه علوم پزشكي ايران براي بررسي تاثير يون‌هاي نقره بر روي باكتري‌هاي گرم مثبت و گرم منفي، با استفاده از آزمايش‌هاي متعدد در محيط آزمايشگاهي و همچنين روي موجودات زنده، كمترين غلظت اين ماده براي جلوگيري از رشد باكتري و همچنين كمترين غلظت براي از بين بردن باكتري‌هاي مولد بيماري را مورد بررسي و مطالعه قرار داده‌اند.
باكتري‌هاي مورد مطالعه در اين طرح تحقيقاتي از عمده باكتري‌هاي بيماري‌زا بيمارستاني هستند كه در ابتلا به 80 درصد بيماري‌هايي كه فرد در بستر بيماري به آنها دچار مي‌شود، تاثيرگذار بوده‌اند كه از ميان آنها باكتري‌هاي مولد اسهال، التهاب روده، خونريزي، مننژيت نوزادان، بيماري‌هاي گوارشي، عفونت سيستم ادراري و در خانم‌ها عفونت ريوي از شايع‌ترين عوامل بيماري‌زاي پنومني هستند.
به گفته مهندس يزدان‌‌رضازاده، كارشناس ارشد نانو و مجري اين طرح تحقيقاتي، آزمايش‌هاي لازم در مورد پتو و منسوجات فاقد بافت نيز انجام و تاييديه‌هاي لازم براي توليد اين نوع منسوجات در مقياس صنعتي گرفته شده است. با توجه به اين‌كه استفاده از نانو ذرات نقره در صنعت نساجي و توليد انواع پارچه‌ها علاوه بر داشتن خاصيت ضد ميكروبي از قابليت بوزدايي نيز برخوردار است، مي‌توان از اين پارچه‌ها در توليد ملحفه‌هاي بيمارستاني، پتو، لحاف، منسوجات نبافته اتاق عمل، ماسك و ديگر البسته پزشكي نيز استفاده كرد. علاوه بر اين، چندين آزمايش حساسيت‌جلدي كه مورد تاييد مراكز درماني و بهداشتي است، روي پارچه‌هاي آنتي‌باكتريال انجام شده است كه نتايج آنها نشان مي‌دهد استفاده از نانو ذرات نقره در صنايع نساجي هيچ‌گونه اثر سوئي را براي موجودات زنده به همراه نخواهد داشت.
پارچه‌هاي آب گريز
به گفته مهندس ايرج بازرگان دانش‌‌آموخته كارشناسي ارشد مهندسي شيمي، از ديگر مجريان طرح تحقيقاتي توليد صنعتي نانو ذرات، تيتانيا ماده‌اي است كه به مقدار فراوان به صورت نمكي در پوسته زمين يافت مي‌شود. اين ماده در ابعاد نانو متري به دو صورت آمورف (بي‌شكل)‌ و كريستالي توليد مي‌شود كه در صنايع پتروشيمي، كاشي و سراميك، دندانسازي، رنگ‌سازي و ... براي افزايش خواص مكانيكي و ايجاد استحكام بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. همچنين محققان در يافته‌اند كه مي‌توان از اين ماده در صنايع نساجي، شيشه و سراميك به عنوان يك ماده آب گريز و ضد لك يا خود تميز شونده استفاده كرد. استفاده از اين ويژگي‌ در صنعت نساجي و تكميل چرخه دفع آب با بهره‌گيري از نانو ذرات دي‌اكسيد تيتانيوم و سيليكا برگرفته از طبيعت است و در طبيعت نيز چنين فرايند مشابهي را مي‌‌توان در گياه نيلوفر آبي مشاهده كرد. زبري سطح موجب كاهش شديد كشش سطحي و دفع آن مي‌شود و از سوي ديگر سطح صاف اين ذرات سبب ايجاد اثر مضاعف و تشديد اين ويژگي در الياف مي‌شود كه استفاده از اين ويژگي در توليد پارچه‌هاي فاستوني و پنبه‌اي امكان‌پذير است. در گذشته از پليمرهايي مانند فنيل فرمالوئيد، ملامين فرمالوئيد و پلي اورتان‌ها در توليد الياف و منسوجات استفاده كه سبب مي‌شد اين نوع پارچه‌ قابليت پوشيدن نداشته باشد. همچنين در نتيجه ايجاد پوشش پليمري روي پارچه، لباس قابليت تنفس را از دست مي‌داد و در نهايت احساس راحتي از پوشيدن آن سلب مي‌شد. وجه تمايز استفاده از ذرات نانو در مقايسه با مكمل‌هاي ضد آب ديگر اين است كه پارچه توليد شده به اين روش مي‌تواند كاملا قابل تنفس باشد. از مهم‌ترين ويژگي‌هاي تكميل و توليد پارچه‌هاي پنبه‌اي، پلي‌استر و پشمي به كمك نانو ذرات سيليكا مي‌توان به عدم ايجاد حساسيت بر روي پوست، قابليت تنفس و ثبات رنگ اشاره كرد: نانو ذرات سيليكا بر روي پارچه‌هاي مورد نظر قرار مي‌گيرند تا خاصيت آب‌گريزي را در پارچه‌ها به وجود آورند. يكي از نكات مهم در كاربرد اين طرح در توليد منسوجات اين است كه اعمال اين روش‌ها به نصب و خريداري تجهيزات جديد در كارخانه‌هاي نساجي نياز ندارد و مي‌تواند بدون هيچ‌ محدوديتي در خط توليد، اجرا شود. به گفته رضا‌زاده، از آنجايي كه كلوئيدسيليكا از ابعاد ميكرومتري به ابعاد نانومتري كاهش يافته است، اين روش علاوه بر جلوگيري از تغيير رنگ پارچه‌ها، سبب افزايش درخشندگي پارچه خواهد شد. كاهش ميزان استفاده از مواد مكمل، سادگي و در دسترس بودن روش استفاده، عدم خشكي و ايجاد تغيير در پارچه پس از مصرف مداوم، درخشندگي البسه، شستشوي آسان به كمك يك سطح فعال و همچنين ثبات بالاي پارچه از مزيت‌هاي توليد اين نوع پارچه‌ها است. همچنين با توجه به رهايش بسيار پايين فرمالوئيدها در طبيعت، اين روش آسيب‌هاي زيست‌محيطي ديگر روش‌ها را در بر نداشته و به عنوان يك روش دوستدار طبيعت شناخته شده است.
لباس‌هاي خود تميز شونده‌
به گفته رضا زاده، يكي از ديگر كاربردهاي ذرات نانو سيليكا در صنعت نساجي، توليد لباس‌هاي خود تميز شونده است. اين ذرات نوعي فوتوكاتاليست هستند كه در آنها با جذب امواج فرابنفش، الكترون از باند والانس به باند كانواكتيو (رسانا)‌ مهاجرت مي‌كند و اين فعال شدن سبب تخريب مواد آلي مي‌شود و اين ويژگي‌ موجب مي‌شود پارچه‌هاي حاوي نانو ذرات سيليكا از ويژگي خود تميز شوندگي برخوردار باشند. پژوهشگران كشور با توجه به اهميت اين ماده يعني سيليكا در توليد پارچه‌هايي با ويژگي‌هاي منحصر به فرد، موفق به توليد اين ماده در مقياس آزمايشگاهي و نيمه صنعتي شده‌اند، اما به دليل گران بودن مواد اوليه مانند الكوكسيدهاي فلزي و ناتواني رقابت با محصولات خارجي، مسير حركت در دستيابي به اين فناوري، تغيير كرده و مطالعات لازم براي كاهش هزينه فرآيند توليد انجام شده است. در نتيجه، محققان توانسته‌اند اين ماده را در مقياس صنعتي با هزينه بسيار كمتر از نمونه‌هاي خارجي توليد كنند كه از مهم‌ترين كاربردهاي آن مي‌توان به افزايش خواص مكانيكي و ايجاد استحكام بيشتر در توليدات صنايع مختلف مانند پتروشيمي، كاشي، سراميك، دندانسازي و رنگ‌سازي اشاره كرد. علاوه بر اين، از اين ماده در صنايع نساجي، شيشه و سراميك به عنوان يك ماده ضد لك و‌ آب گريز استفاده مي‌شود. سيليكا، ماده‌اي است كه در صنعت حفاري نفت براي بالا بردن گل حفاري كاربرد وسيعي خواهد داشت كه با توجه به اهميت اين موضوع، دستيابي محققان به فناوري توليد داخلي اين ماده مي‌تواند در بي‌نياز شدن كشور از واردات اين ماده نقش موثري داشته باشد.
پارچه‌هاي ضدامواج الكترومغناطيس‌
به گفته بازرگان، افزايش و توسعه تجهيزات الكترونيكي و سيستم‌هاي بي‌سيم در چند دهه اخير، پتانسيل آسيب‌‌پذيري را به واسطه تداخل امواج الكترومغناطيسي ايجاد كرده است. استفاده از ابزارهاي الكترونيكي در زمينه ارتباطات، محاسبه و اتوماسيون نيز با توجه به قابليت‌هاي آن در حال افزايش است و به همين دليل فركانس عملياتي و تجمع امواج نيز صدمات جبران‌ناپذيري در زندگي ما انسان‌ها به همراه خواهد داشت. امواج الكترومغناطيس مي‌تواند به دو دسته تابش يوني و غيريوني تقسيم شود كه مي‌تواند اتم‌ها را يونيزه و پيوندهاي شيميايي را بشكند. امواج ماوراء بنفش و امواج با فركانس‌هاي بالاتر مانند اشعه ايكس يا گامايونيزه هستند. اين ويژگي مي‌تواند خطرات بسيار زيادي را به همراه داشته باشد. تشعشع امواج تلفن همراه و مشكلات زيستي ناشي از آن به دليل افزايش استفاده از تلفن‌هاي همراه در سراسر جهان با رشد چشمگيري مواجه بوده است كه اين موضوع سبب افزايش نگراني‌ها نسبت به اثرات سيستم‌هاي بي‌سيم مانند شبكه‌هاي ارتباطي تلفن همراه بر روي سلامتي افراد شده است. محققان سازمان بهداشت جهاني نيز نسبت به صدمات ناشي از استفاده از تلفن همراه در ابتلا به بيماري‌هايي مانند سرطان هشدار داده‌اند. همچنين نتايج تحقيقات محققان حاكي از آن است كه امواج الكترومغناطيسي مي‌تواند بر سلول‌هاي بدن، مغز و همچنين سيستم‌ايمني بدن تاثيرگذار باشد خطر ابتلا به طيف وسيعي از بيماري‌ها مانند آلزايمر را نيز افزايش دهد. امواج راديويي تلفن همراه باعث ايجاد تغييرات در DNA انسان و سلول‌هاي حيواني مي‌شود كه جهش‌هاي ناشي از آن زمينه‌ساز ابتلا به بيماري‌هاي سرطاني است. اغلب افراد بعد از مكالمه با تلفن همراه دچار سردرد و خستگي مي‌شوند. گرمايش دي‌الكتريك يكي از مهم‌ترين پيامدهاي ناشي از تابش امواج است. در نتيجه چرخش مولكلول‌هاي قطبي تحت تاثير القاي ميدان الكتريكي، مواد عايق مانند بافت زنده‌ گرم مي‌شوند كه در كاربران تلفن همراه اين اثر حرارتي اغلب در سطح سر فرد ديده مي‌شود. چرخش خون در مغز قادر است حرارت اضافه را با افزايش جريان خون در آن ناحيه كاهش دهد. اما قرنيه چشم فاقد اين مكانيسم تنظيم دمايي است و به همين علت بيشتر افرادي كه در معرض امواج راديويي با توان بالا در همان فركانس هستند به آب مرواريد زودهنگام مبتلا مي‌شوند. با توجه به اين كه بخش‌هايي از سر انسان مانند رشته‌هاي عصبي نسبت به افزايش‌ دما بسيار حساس هستند، استفاده مداوم از تلفن همراه سبب تورم عصب شنوايي خواهد شد.
تحقيقات دانشمندان يوناني، وجود ارتباط مستقيم بين تشعشع امواج تلفن همراه و تخريب DNA را مورد تاييد قرار داده است. اين تغييرات موجب تخريب كروموزوم‌ها و دگرگوني فعاليت ژن‌ها و همچنين افزايش تقسيم سلولي مي‌شود. اغلب كاربران تلفن همراه، چنين علائم مشابهي را هنگام استفاده از تلفن همراه يا پس از پايان مكالمه به صورت احساس سوزش در پوست سر، اختلال در خواب، خستگي، سرگيجه، عدم تمركز و كاهش قدرت حافظه تجربه مي‌كنند.
اما توليد پارچه‌هاي ضدامواج الكترومغناطيس با استفاده از نانوذرات آهن باعث كاهش شدت اين امواج مي‌شود. مواد پارامغناطيس مانند آهن و سرب نقش بسيار مهمي در خنثي كردن اثر امواج الكترومغناطيسي دارند. محققان كشورمان اميدوارند با توليد پارچه‌هاي ضدامواج الكترومغناطيس در مقياس صنعتي كه آزمايش‌هاي استاندارد لازم براي تعيين و بررسي تاثير آن در دانشگاه صنعتي شريف انجام شده و تاييديه‌‌هاي مربوط به آن گرفته شده است ميزان ابتلا به بيماري‌هاي ناشي از امواج الكترومغناطيسي را در انسان‌ها كاهش دهند.

فرانك فراهاني‌جم

مقالات مقالات مقالات مقالات مقالات مقالات مقالات آموزشگاه رایانه اخبار ایران و جهاناخبار ایران و جهاناخبار ایران و جهانبانک سوال و جوابجوان امروزدانلود نرم افزار