منسوجات خود تمیز شونده را بهتر بشناسیم

0
1
منسوجات خود تمیز شونده
منسوجات خود تمیز شونده

منسوجات خود تمیز شونده (self-cleaning)  از جمله محصولات جدید صنعت نساجی است. در سال های اخیر استقبال محققان و تولیدکنندگان از این منسوجات زیاد شده است. از این پارچه ها برای تهیه لباس کار، روکش مبلمان شهری و خانگی، فرش و پرده، چادر مسافرتی و… استفاده می شود. محققان برای تولید پارچه خود تمیز شونده از گیاهان الهام گرفته اند. در حال حاضر دو روش متفاوت برای تولید منسوجات خودتمیزشونده به صورت عمومی وجود دارد. در ادامه توضیحات بیشتری در مورد این منسوجات ارائه میدهیم.

"<yoastmark

ایجاد سطح آب گریز در بافت پارچه

یکی از روش ها ایجاد یک سطح آب گریز برای پارچه است. این خاصیت با اصلاح شیمیایی و هندسی سطح منسوجات به دست می آید. ایده ایجاد چنین محصولی از ساختار طبیعی برگ گل نیلوفر آبی الهام گرفته شده. بعد از شناخت خصوصیت های این گل، سطوح متنوعی با فلس های نانومقیاس توسط بشر ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت.

با وجود اینکه گل نیلوفر در مرداد رشد می کند به دلیل برآمدگی های میکرومتری سطحی هیچگاه کثیف نمی شود. واکس موجود روی برگ های این گیاه به خاصیت خود تمیز شوندگی آن کمک می کند. در منسوجات خودتمیزشونده ، ایجاد ناهمواری های نانو و میکرومتری با استفاده از یک پوشش آب گریز، سبب می شود آلودگی های سطح منسوج به راحتی در حضور آب از روی منسوج آب گریز لیز خورده و جدا شود و به این ترتیب سطح منسوج تمیز باقی بماند. گیاه برنج نیز یک نمونه دیگر موجود در طبیعت برای الهام گیری است. در برگ گیاه برنج پرزهای سطحی فقط در جهت موازی با لبه برگ آرایش یافته اند. به دلیل نحوه آرایش مندی خاص پرزها، قطره آب در راستای پرزها با زاویه تماس ۴ درجه به راحتی لیز می خورد، بنابراین در راستای عمود بر پرزها، به دشواری و با زاویه ۱۲ درجه لیز می خورد و به همین دلیل این برگ از خاصیت ابر آب گریزی جهت-دار یا غیر همه سو یکسان برخوردار است.

ایجاد سطوح فتوکاتالیست

در روش دوم برای تهیه منسوجات خود تمیزشونده، از نانوذراتی نظیر دی-اکسید تیتانیوم به عنوان یک پوشش نانومتری بر روی منسوجات استفاده می شود، که این نانوذرات در حضور آب، اکسیژن و پرتو نور خورشید، باعث تجزیه لکه های ایجاد شده می شوند.

در این روش، از موادی چون دی اکسید تیتانیوم و اثر فتو کاتالیستی آنها استفاده می شود. فوتوکاتالیست ماده ای حساس به نور بوده که در حضور نور به شدت اکسید می شود. خاصیت خودتمیزشوندگی را می توان با پوشش دهی سطح با اکسید فوتوکاتالیست یک فلز واسطه به وجود آورد.

دی اکسید تیتانیوم علاوه بر خواص فوتوکاتالیستی قابل قبول، به دلیل قیمت نسبتاً ارزان، پایداری شیمیایی مناسب، زیست سازگاری و غیر سمی بودن، یکی از بهترین مواد برای ایجاد سطح ضد لک در منسوجات خود تمیز شونده به شمار می رود.

خاصیت فوتوکاتالیستی ذرات تیتانیوم، ناشی از نیازمندی به انرژی متوسط برای انتقال یک الکترون از مدار ظرفیت به مدار هدایت می باشد. در حالت تهییج نشده و پایه، الکترون های ماده فوتوکاتالیست در مدار ظرفیت (VB) قرار دارند. هنگامی که سطح در معرض تابش نور قرار می گیرد، الکترون ها انرژی جذب کرده و به مدار هدایت بالاتر منتقل می شوند. در این واکنش رادیکال های هیدروکسیل با قابلیت اکسایش زیاد تولید می شود. رادیکال های تهییج شده قادر به انجام واکنش های فوتوالکتروشیمیایی برای تجزیه ترکیبات آلی نظیر مواد آلاینده، لکه ها، میکروب ها و سایر ترکیبات به دی اکسیدکربن و آب می باشند.

پارچه های ضد لک نمونه ای از منسوجات خود تمیز شونده تولید شده
پارچه های ضد لک

فعالیت فتو کاتالیستی TiO2 در حضور نور خورشید

در بررسی رویکرد دیگر خاصیت خود تمیز شوندگی تیتانیوم میتوان گفت، اگر این ماده با درصد مشخصی از دی اکسید سیلیسیم ترکیب شود، در معرض تابش نور خاصیت ابر آب دوستی ایجاد می شود. در این حالت، الکترون ها سبب احیا شدن و تغییر ظرفیت کاتیون تیتانیوم شده و حفره ها آنیون های O-2 را اکسید می نمایند. در اثر این پدیده برخی از اتم های اکسیژن از سطح خارج شده و مکان های عاری از اکسیژن بر سطح ایجاد می شود. از آنجایی که مولکول های آب می توانند در این مکان های خالی قرار گیرند، بنابراین سطح آب دوست می باشد. در نتیجه سطح پوشیده شده با آب، سبب شسته شدن مواد آلاینده و تمیز شده سطح می گردد.

اثر فوتوکاتالیستی می تواند منجر به تخریب ترکیبات آلی موجود در دیواره سلولی باکتری و مولکول های ترکیبات ایجاد کننده بو شود؛ بنابراین در اثر تکمیل با فوتوکاتالیست ها، علاوه بر خاصیت خود تمیزشوندگی، خواصی همچون ضد میکروبی و ضدبو نیز در سطوح ایجاد می شود. چنانچه سطوح تکمیل شده با دی اکسید تیتانیوم در معرض تابش نور قرار گیرند از زردشدگی در اثر نور و تجزیه نوری سطح نیز جلوگیری می شود.

برطرف کردن انواع بوهای نامطبوع مثل بوی تعریق، کفش، دود وسایل نقلیه و سیگار و لکه های حاصل از انواع مایعات، روغن و آلاینده های محیطی در منسوجات در بیشتر مواقع به شستشوی معمولی یا خشک شویی نیازمند است کــه سبب صرف هزینه، استفاده از آب  و مواد شوینده می شود. همینطور الیاف طبیعی نظیر پشم و ابریشم اغلب در معرض حمله میکروارگانیسم ها قرار می گیرند. با این حال، استفاده از TiO2 برای تجزیه عوامل آلاینده منجر به نابودی آنها می شود.

از پارچه ها و منسوجات خودتمیزشونده در موارد متعددی از جمله لباس کار و یونیفرم های نظامی، مبلمان خانگی و شهری، فرش، پرده، چادرمسافرتی، منسوجات کشاورزی، فیلترها استفاده می شود.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید