تن‌پوش‌هایی از جنس نانو

نقره از جمله موادی است که از مدت‌ها پیش به عنوان یک باکتری‌کش قوی شناخته شده است. آزمایش‌های انجام شده در بخش میکروبی دانشگاه علوم پزشکی ایران نیز نشان داده‌است که این ماده در غلظت‌های بسیار پایین توانایی از بین بردن بیش از یک میلیون باکتری را دارد. این در حالی است که با کاهش قطر ذرات از 75 نانومتر به 3 نانومتر، قدرت باکتری‌کشی کلوئید بشدت افزایش خواهد یافت که این مکانیزم عمل ناشی از ترکیب و واکنش نقره با گروه سولفید هیدروژن باکتری‌هاست. یون‌های نقره بر مولکول‌های DNA که فعالیت آنها تضعیف شده، از تاثیرگذاری بیشتری برخوردار است. در نتیجه واکنش یون نقره با گروه‌های تیول در پروتئین، باکتری غیرفعال می‌شود. بنابراین نقره به صورت تجاری به عنوان آنتی‌باکتریال مورد استفاده قرار می‌گیرد. جالب است بدانید علی‌رغم این‌که این ماده بر بیش از 650 نوع باکتری مختلف از خاصیت ضدباکتریایی برخوردار است، بر سلول زنده تاثیری نخواهد گذاشت. بنابراین، این ماده می‌تواند در بسیاری از صنایع از جمله نساجی، پلیمر، کاشی و سرامیک، شوینده، شیشه و ... مورد استفاده قرار گیرد. در سال‌های اخیر به علت افزایش شیوع بیماری‌ها در جوامع مختلف، میزان تقاضا برای پارچه‌های آنتی باکتریال در بازارهای داخلی و خارجی به نحو چشمگیری افزایش یافته است و به همین علت محققان کشورمان در دانشگاه علوم پزشکی ایران برای بررسی تاثیر یون‌های نقره بر روی باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی، با استفاده از آزمایش‌های متعدد در محیط آزمایشگاهی و همچنین روی موجودات زنده، کمترین غلظت این ماده برای جلوگیری از رشد باکتری و همچنین کمترین غلظت برای از بین بردن باکتری‌های مولد بیماری را مورد بررسی و مطالعه قرار داده‌اند.

باکتری‌های مورد مطالعه در این طرح تحقیقاتی از عمده باکتری‌های بیماری‌زا بیمارستانی هستند که در ابتلا به 80 درصد بیماری‌هایی که فرد در بستر بیماری به آنها دچار می‌شود، تاثیرگذار بوده‌اند که از میان آنها باکتری‌های مولد اسهال، التهاب روده، خونریزی، مننژیت نوزادان، بیماری‌های گوارشی، عفونت سیستم ادراری و در خانم‌ها عفونت ریوی از شایع‌ترین عوامل بیماری‌زای پنومنی هستند.

به گفته مهندس یزدان‌‌رضازاده، کارشناس ارشد نانو و مجری این طرح تحقیقاتی، آزمایش‌های لازم در مورد پتو و منسوجات فاقد بافت نیز انجام و تاییدیه‌های لازم برای تولید این نوع منسوجات در مقیاس صنعتی گرفته شده است. با توجه به این‌که استفاده از نانو ذرات نقره در صنعت نساجی و تولید انواع پارچه‌ها علاوه بر داشتن خاصیت ضد میکروبی از قابلیت بوزدایی نیز برخوردار است، می‌توان از این پارچه‌ها در تولید ملحفه‌های بیمارستانی، پتو، لحاف، منسوجات نبافته اتاق عمل، ماسک و دیگر البسته پزشکی نیز استفاده کرد. علاوه بر این، چندین آزمایش حساسیت‌جلدی که مورد تایید مراکز درمانی و بهداشتی است، روی پارچه‌های آنتی‌باکتریال انجام شده است که نتایج آنها نشان می‌دهد استفاده از نانو ذرات نقره در صنایع نساجی هیچ‌گونه اثر سوئی را برای موجودات زنده به همراه نخواهد داشت.

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.

پارچه‌های ضدامواج الکترومغناطیس‌

به گفته بازرگان، افزایش و توسعه تجهیزات الکترونیکی و سیستم‌های بی‌سیم در چند دهه اخیر، پتانسیل آسیب‌‌پذیری را به واسطه تداخل امواج الکترومغناطیسی ایجاد کرده است. استفاده از ابزارهای الکترونیکی در زمینه ارتباطات، محاسبه و اتوماسیون نیز با توجه به قابلیت‌های آن در حال افزایش است و به همین دلیل فرکانس عملیاتی و تجمع امواج نیز صدمات جبران‌ناپذیری در زندگی ما انسان‌ها به همراه خواهد داشت. امواج الکترومغناطیس می‌تواند به دو دسته تابش یونی و غیریونی تقسیم شود که می‌تواند اتم‌ها را یونیزه و پیوندهای شیمیایی را بشکند. امواج ماوراء بنفش و امواج با فرکانس‌های بالاتر مانند اشعه ایکس یا گامایونیزه هستند. این ویژگی می‌تواند خطرات بسیار زیادی را به همراه داشته باشد. تشعشع امواج تلفن همراه و مشکلات زیستی ناشی از آن به دلیل افزایش استفاده از تلفن‌های همراه در سراسر جهان با رشد چشمگیری مواجه بوده است که این موضوع سبب افزایش نگرانی‌ها نسبت به اثرات سیستم‌های بی‌سیم مانند شبکه‌های ارتباطی تلفن همراه بر روی سلامتی افراد شده است. محققان سازمان بهداشت جهانی نیز نسبت به صدمات ناشی از استفاده از تلفن همراه در ابتلا به بیماری‌هایی مانند سرطان هشدار داده‌اند. همچنین نتایج تحقیقات محققان حاکی از آن است که امواج الکترومغناطیسی می‌تواند بر سلول‌های بدن، مغز و همچنین سیستم‌ایمنی بدن تاثیرگذار باشد خطر ابتلا به طیف وسیعی از بیماری‌ها مانند آلزایمر را نیز افزایش دهد. امواج رادیویی تلفن همراه باعث ایجاد تغییرات در DNA انسان و سلول‌های حیوانی می‌شود که جهش‌های ناشی از آن زمینه‌ساز ابتلا به بیماری‌های سرطانی است. اغلب افراد بعد از مکالمه با تلفن همراه دچار سردرد و خستگی می‌شوند. گرمایش دی‌الکتریک یکی از مهم‌ترین پیامدهای ناشی از تابش امواج است. در نتیجه چرخش مولکلول‌های قطبی تحت تاثیر القای میدان الکتریکی، مواد عایق مانند بافت زنده‌ گرم می‌شوند که در کاربران تلفن همراه این اثر حرارتی اغلب در سطح سر فرد دیده می‌شود. چرخش خون در مغز قادر است حرارت اضافه را با افزایش جریان خون در آن ناحیه کاهش دهد. اما قرنیه چشم فاقد این مکانیسم تنظیم دمایی است و به همین علت بیشتر افرادی که در معرض امواج رادیویی با توان بالا در همان فرکانس هستند به آب مروارید زودهنگام مبتلا می‌شوند. با توجه به این که بخش‌هایی از سر انسان مانند رشته‌های عصبی نسبت به افزایش‌ دما بسیار حساس هستند، استفاده مداوم از تلفن همراه سبب تورم عصب شنوایی خواهد شد.

تحقیقات دانشمندان یونانی، وجود ارتباط مستقیم بین تشعشع امواج تلفن همراه و تخریب DNA را مورد تایید قرار داده است. این تغییرات موجب تخریب کروموزوم‌ها و دگرگونی فعالیت ژن‌ها و همچنین افزایش تقسیم سلولی می‌شود. اغلب کاربران تلفن همراه، چنین علائم مشابهی را هنگام استفاده از تلفن همراه یا پس از پایان مکالمه به صورت احساس سوزش در پوست سر، اختلال در خواب، خستگی، سرگیجه، عدم تمرکز و کاهش قدرت حافظه تجربه می‌کنند.

اما تولید پارچه‌های ضدامواج الکترومغناطیس با استفاده از نانوذرات آهن باعث کاهش شدت این امواج می‌شود. مواد پارامغناطیس مانند آهن و سرب نقش بسیار مهمی در خنثی کردن اثر امواج الکترومغناطیسی دارند. محققان کشورمان امیدوارند با تولید پارچه‌های ضدامواج الکترومغناطیس در مقیاس صنعتی  که آزمایش‌های استاندارد لازم برای تعیین و بررسی تاثیر آن در دانشگاه صنعتی شریف انجام شده و تاییدیه‌‌های مربوط به آن گرفته شده است  میزان ابتلا به بیماری‌های ناشی از امواج الکترومغناطیسی را در انسان‌ها کاهش دهند.

فرانک فراهانی‌جم