حالة تطبيق تقنية النانو في صناعة النسيج
Sep 02, 2019
الألياف التي يتراوح قطرها بين 100 و 500 نانومتر تعتبر عمومًا ألياف نانوية. بالمعنى الدقيق للكلمة ، والألياف الدقيقة هي الأقمشة غير المنسوجة من الألياف دون ميكرون. وفقًا للاستخدام النهائي ، بما في ذلك البوليمرات القابلة للتحلل ، يمكن استخدام الألياف الإلكترونية لصنع شبكة ألياف متناهية الصغر. نظرًا لمزايا المساحة الكبيرة المحددة للسطح ، والمرونة ، ونفاذية الغاز ، والهيكل الصغير ، والوزن الخفيف ، وطريقة يونغ العالية والوظائف الجيدة ، فقد تم تطبيق منتجات الألياف النانوية بنجاح على دفعات. مثل المرشحات ، وطبقات البطانة للأقمشة المقاومة كيميائيا ، والسقالات الأنسجة وبعض التطبيقات الهندسية المتطورة.
يتعاون مركز Natick العسكري في الولايات المتحدة مع الحكومة والصناعة والجامعات لاستكشاف التطبيقات العملية للألياف النانوية ومواد الجسيمات النانوية في الملابس الواقية ، مثل الأقمشة electrospun من البولي يوريثان المرن بالحرارة ، والتي تتمتع بأداء جيد ؛ لمزيد من المعالجة أو المعالجة ، تكون القوة أعلى. وتركز التجارب والتطورات الحالية على ذوبان وظيفي وتدعيم كهربائي ؛ خلط مواد الألومنيوم والتيتانيوم النانوية الحجم في مواد شبكية ، وطرق أخرى ، إضافة مركبات تفاعلية للنسيج للحصول على أداء التطهير الذاتي.
تعمل شركة Donaldson في الولايات المتحدة الأمريكية في مجال الأبحاث التطبيقية في مجال الطب الحيوي على شبكة الإنترنت nanofiber لأكثر من 20 عامًا. في عام 1981 ، تم تصنيع معدات فلترة UltraWeb nanofiber وتوسيع نطاقها لتشمل تطبيقات جديدة ، مثل مواد زراعة خلايا nanofiber والملابس الدخانية العازلة. في عام 2002 ، أنشأ دونالدسون فريقًا جديدًا لتطوير وسيط استزراع ثلاثي الأبعاد يحاكي المصفوفة النانوية القابلة للتحلل الحيوي في الجسم الحي (ECM) ، والتي يمكن استخدامها كسقالة نسيجية لأنها تشبه المصفوفة خارج الخلية. هذه السقالات تقرب الخلايا من بعضها البعض وتنمو لتصبح منظمة ثلاثية الأبعاد. العوامل الرئيسية هي الاستقرار الميكانيكي والتنسيق الحيوي وانتشار الخلايا والتفاعل مع الخلايا.
في الآونة الأخيرة ، كان هناك اهتمام كبير بالألياف تنصهر النانو. لقد نجحت شركة Hills في إنتاج ألياف مجهرية متناهية الصغر من نوع الجزيرة ذوات الغزل المتجانس بقطر 250 نانومتر ، واستخدمت بنجاح طريقة قولبة بحر الجزيرة لتصنيع أنابيب نانوية قطرها 300 نانومتر. بسماكة 50-100 نانومتر ، يمكن استخدام ألياف أنبوب Hills للدفاع ضد الأسلحة الكيميائية ، وإطلاق الأدوية ، وترشيح ميكرون ، والهيدروليكيات على نطاق ميكرون (الهيدروليكية).
نجح مختبر Sumio Ijima التابع لشركة الطاقة اليابانية (NEC) في تطوير الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الطبقات في عام 1991 ، والتي تتميز بالوزن الخفيف والقوة العالية والخصائص الكهربائية ومقاومة الحرارة. تعاون العلماء في معهد NanoTech بجامعة تكساس في دالاس (UTD) مع منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) في أستراليا لإضافة أنابيب الكربون النانوية متعددة الطبقات إلى عملية الدوران من أجل القوة العالية والمتانة والنعومة القصوى والكهرباء التوصيل. يمكن تحويل غزل نقل الحرارة إلى ملابس "ذكية" ، وتخزين الطاقة الكهربائية ، ومقاوم للرصاص ، والتحكم في درجة الحرارة ، ومسامية ، ومريح جدًا للارتداء.
