الیاف پنبه دارای خواص خوبی از قبیل جذب رطوبت، استحکام و نرمی می‌باشد، از محدودیت‌های این الیاف می‌توان به چروک‌پذیری، لکه‌پذیری و قابل اشتعال بودن آنها اشاره کرد. محصولات ساخته شده توسط الیاف مصنوعی با اینکه به‌طور معمول در برابر چروک مقاوم هستند و استحکام بالائی نیز دارند، اما فاقد خصوصیات مناسب منسوجات پنبه‌ای می‌باشد. با پیشرفت‌های انجام شده در زمینه نانوتکنولوژی امکان توسعه و پیشرفت در نسل آینده الیاف پنبه‌ای به‌وجود آمده که تکمیل کننده مزایای الیاف پنبه‌ای و مصنوعی است. در این مقاله سعی شده خلاصه مزایای بدست آمده در زمینه نانوتکنولوژی و کاربردهای قبلی آن در منسوجات پنبه‌ای همراه با ایده‌هائی در مورد مسیر تحقیقات آینده را ارائه شود.

نانو تکنولوژی علمی است که با مقایس تقریبی ۱ تا ۱۰۰ نانومتر کار می‌کند (۱ متر = ۱ بیلیون نانومتر). در حال حاضر در تولیدات صنعت نساجی ۱۰۰ نانومتر ابعاد کاربردی می‌باشد. فناوری نانوتکنولوژی می‌تواند در ویژگی‌‌های مطلوب صنعت نساجی از قبیل نرمی پارچه، پایداری، استحکام، قابلیت جذب رطوبت ، ضد حریق، آنتی میکروب و غیره در الیاف، نخ‌ها و پارچه‌ها کاربردهای زیادی داشته باشد، بنابراین پیش‌بینی می‌شود با ارتقاء مواد نساجی به‌وسیله علم نانو این صنعت به یک صنعت تریلیون دلاری با نتایج اقتصادی و زیست محیطی مطلوب تبدیل گردد.

تگرچه صنعت نساجی یک قسمت کوچک از تحقیقات جهانی در نمایان کردن حوزه نانو تکنولوژی است، اما در سال ۲۰۰۳ با این ارزیابی تأمین بودجه جهانی برای تحقیقات و گسترش در زمینه نانو تکنولوژی سالیانه ۳ بیلیون دلار افزایش یافت.

● نانو تکنولوژی در نساجی

▪ الیاف و نخ‌های جدید

▪ توسعه الیاف یک یا چند جداره نانو از قبیل نانو کامپوزیت لوله‌های کربنی (CNT)؛

▪ تولید الیاف نانو با استفاده از الکتروریسی؛

▪ افزایش خصوصیات مکانیکی، شیمیائی عملیاتی الیاف و نخ؛

▪ اصلا تکمیل پارچه

▪ نانو تکنولوژی می‌تواند خصوصیات ظاهری پارچه‌های پنبه‌ای را بهبود بخشد.

▪ توسعه و تنوعی در تکمیل‌های شیمیائی ایجاد کرده است.

در این مقاله به توضیح خلاصه‌ای از پیشرفت‌های ساخت در این فن‌آوری و کاربردهایش در منسوجات می‌پردازیم که به دو سرفصل اصلی زیر تقسیم‌ شده‌اند:

▪ کاربردهای نانو تکنولوژی در تولید الیاف و نخ؛

▪ کاربردهای آن در تکمیل پارچه.

واضح است که پارچه‌های ساخته شده از الیاف طبیعی پنبه‌ای و مصنوعی دارای مزایا و محدودیت‌های متفاوتی خواهند بود همان‌طور که قبلاً اشاره شد پارچه‌های پنبه‌ای خصوصیات مناسبی از قبیل جذب آب و نرمی دارند. هرچند کاربردهای آنها به‌خاطر استحکام کم، چروک‌پذیری، لکه‌پذیری و قابلیت اشتعال بالا محدود شده است. از طرفی الیاف مصنوعی فاقد خواص مطلوب پارچه‌های پنبه‌ای می‌باشد. هدفاین بحث، نشان دادن اهمیت فناوری نانو و لزوم گسترش آن می‌باشد، که منجر به پیشرفت در منسوجات پنبه‌ای و مصنوعی می‌گردد. به‌علاوه، برخی کاربردهای فناوری نانو در صنعت نساجی و ایده‌های تازه برای استفاده در تحقیقات آتی، به‌طور خلاصه بیان شده‌اند.

● پیشرفت‌ها در گسترش‌های لیف/نخ نانو:

کشف نانو لوله‌های کربنی (CNT) توسط ایجیما در سال ۱۹۹۱ راهی جهت اکتشافات الیاف محکم و قویتر برای استفاده‌های کاربردی شد. اخیراً نخ‌هائی با عملکرد بالا به‌وسیله چیدمان و آرایشی خاص از نانو لوله‌های کربن بدست آمده است. این قبیل نخ‌ها شامل خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای از قبیل ضریب یانگ، مقاومت کششی در حدود ۲۰۰Gpa، و کرنش کشسانی در حدود ۲۰% می‌باشد.

آن دسته از الیاف نانو که با فرایند الکتروریسی بدست آمده به‌طور قابل ملاحظه‌ای مقاومت و قابلیت هدایت گرمای پارچه را بعد از عملیات حرارتی مناسب بالا می‌برد. از این رو این نانو الیاف و نخ‌ها در سوپرخازن‌ها در قطعات منسوج الکترونیکی استفاده می‌شوند.

ضمناً می‌توان به‌طور همزمان با کاهش قطر و افزایش تاب لیف، نخ‌های نانوئی را ریسید که به آن نانو لوله‌های کربنی چند لایه (MWCNT) گفته می‌شود و از چند لوله کربنی نانو (CNT) به‌طور متحدالمرکز تشکیل یافته است این نخ‌ها خواص مکانیکی مخصوصی از قبیل استحکام، دوام و غیره دارا می‌باشدو در ساخت منسوجات الکترونیکی برای استفاده‌های گوناگون از قبیل ذخیره انرژی، جذب امواج رادیو یا موج‌های کوچک، و پشتیبانی دشارژ شدن الکتریسته ساکن استفاده می‌شوند.

تازه‌ترین تکنولوژی بدست آمده در این زمینه نشان می‌دهد که از ترکیب الیاف نانو و الیاف مقاوم می‌توان منسوجات بی‌بافت خاصی نیز تهیه کرد. با استفاده از فرایند ذوب ریسی، الیاف مرکب پلی‌پروپیلن/ نانو کربن ریسیده می‌شود که به صورت قابل ملاحظه‌ای توانائی بهبود مدول‌ها استحکام فشاری و خواص انتشار (پراکندگی) پلیمرها را دارا می‌باشد.

● پیشرفت در تکمیل پارچه

از پیشرفت‌های اخیر بدست آمده در این بخش می‌توان به استفاده از علم نانو تکنولوژی در پارچه‌های تکمیل شده اشاره کرد. از شرکت‌های مهم و پیشگام در این زمینه شرکت نانوتکس می‌باشد. پیشرفت‌های متعددی که این شرکت در زمینه تولید منسوجات خاص داشته می‌توان ایجاد خواص ذیل را اشاره نمود:

۱) خاصیت ضد الکتریسیته ساکن؛

۲) عملیات ضد چروک با استفاده از فناوری چروک رطوبتی؛

۳) مقاومت لکه‌پذیری و عملیات دفع روغن؛

۴) نانو دانه‌ها، برای حمل عامل‌های بیواکتیو یا آنتی‌بیولوژی، داروها، مواد داروئی، مواد محافظ در برابر اشعه خورشید و حتی رنگ‌های نساجی، با توسعه فناوری‌های نوین نانو تکنولوژی؛

از دیگر تکنولوژی‌های برجسته بدست آمده در این زمینه فرایند رسوب‌گیری اکسیداسیون شیمیائی است. این روش با رسوب‌گیری پلیمرهای الکتروفعال کار کرده و در نتیجه آن منسوجاتی با قابلیت کششی بالا و پایداری خوب تولید می‌شوند. علاوه بر این فرایند پلیمری شدن سطحی پلیمرهای الکتروفعال هدایتی قابلیت رسانش را تا ۱۰ برابر حالت اولیه، با کاهش مقاومت الکتریکی در الیاف پلیمری شامل می‌گردند. این قبیل مواد مرکب پلیمری در تضعیف موج‌های کوتاه، حفاظت کردن EMI تأثیر داشته بنابراین می‌تواند در کاربردهای نظامی و تکنولوژی‌های امنیتی و حفاظتی مورد استفاده قرار گیرد.

● کاربردهای نانو در صنعت نساجی

در پی پیشرفت‌های نانوتکنولوژی و استفاده این علم در کارخانه‌ها و صنعت نساجی پیشرفت زیادی در تکمیل پارچه‌ها بدست آمد که از بین آنها به موارد زیر می‌توان اشاره داشت:

▪ مقاومت در مقابل تهدیدهای شیمیائی و بیولوژیکی؛

▪ توسعه نانو کامپوزیت‌ها برای عملکردهای بهتر؛

▪ استفاده در منسوجات پزشکی و نظامی؛

▪ برطرف کردن خاصیت چروک‌پذیری، لکه و به‌طور کلی بالا بردن مقاومت ایستائی پارچه‌ها؛ پارچه‌های محافظ در برابر اشعه UV؛

● کاربردهای نانو تکنولوژی در پارچه‌ها:

با توجه به توضیحات داده شده در این زمینه می‌توان گفت نانوتکنولوژی فرایندی جهت توسعه پارچه‌های تکمیل شده می‌باشد و می‌تواند خواص مناسبی از قبیل مقاومت در برابر چروک و لکه، خاصیت ضد الکتریسته ساکن، خاصیت حفاظتی در برابر اشعه UV و... در پارچه‌ها ایجاد نماید. اخیراً شولر تکنولوژی جدیدی جهت کنترل شرایط آب و هوائی ایجاد کرده که به پوشش حلزونی معروف می‌باشد و کاملاً در برابر هوا، آب و باد مقاوم هستند.

● نتیجه‌گیری و مسیر آینده

با توجه به توضیحات ارائه شده می‌توان گفت که نانوتکنولوژی از پتانسیل‌های بالائی برای سودآور کردن صنعت نساجی و سایر صنایع برخوردار می‌باشد. در حقیقت این علم در بالاتر بردن ساخت ماشین‌آلات و فرایندهای نساجی نقش مهمی را داراست. برای مشتری گرا شدن بیشتر محصولات در آینده استفاده از تکنولوژی نانو توصیه می‌گردد. تحقیقاتی آتی باید براساس توسعه و بهبود مقاومت پارچه‌ها، از بین بردن چین و چروک و سایر خواص توضیح داده شده برنامه‌ریزی گردد.