گام جدید محققان ایرانی در تولید البسه پنبه‌ای ضد آب و باکتری با الهام از نیلوفر آبی

پژوهشگران ایرانی موفق به ایجاد خواص ابرآبگریزی و ضد باکتری در پارچه پنبه‌ای شدند.

امیرحسین برنج‌چی، دانشجوی دکتری شیمی نساجی و علوم الیاف دانشگاه آزاد اسلامی واحدعلوم و تحقیقات و محقق طرح اظهار کرد: هدف از این پژوهش بهره‌گیری از فرایند سل – ژل (تولید نانوذرات سیلیکا) و افزودن ترکیب فلزی مس به آن در جهت ایجاد خواص ابرآبگریزی و ضد باکتری بر روی پارچه پنبه‌ای بوده است.

وی افزود: با ایجاد کمپلکس‌های مابین نانوذرات سیلیکا و نانوذرات مس، مورفولوژی به خصوصی مشابه با خوشه‌های انگور به دست می‌آید که به دلیل ساختار متخلخل و محبوس شدن هوا در داخل آن، خاصیت نیلوفر آبی بر روی پارچه ایجاد می‌شود. از طرفی به دلیل فعالیت ضد باکتری نانوذرات مس، پارچه در برابر باکتری‌های گرم منفی و گرم مثبت از خود فعالیت ضد باکتری نشان می‌دهد.

به نوشته سایت نانو، محقق طرح تصریح کرد: در این تحقیقات با استفاده از فناوری نانو، بر روی پارچه‌های پنبه‌ای اثر نیلوفر آبی (یا Lotus effect) ایجاد شده است. این نام در رابطه با سطوح خود تمیز شونده‌ای به کار می‌رود که می‌توان در طبیعت مشاهده کرد که معروفترین آن‌ها برگ گیاه نیلوفر آبی است.

برنج‌چی تصریح کرد: برگ‌های نیلوفرآبی با توجه به محیط رشد که مرداب است، در اثر شبنم صبحگاهی و یا بارش باران و سرازیر شدن قطرات آب بر روی آن همواره تمیز است و در برخی مذاهب گیاه مقدسی به شمار می‌رود (تقریباً هر نوع آلودگی که بر روی برگ گل نیلوفر آبی قرار گرفته است، به وسیله حرکت قطرات آب بر روی سطح برگ برطرف می‌شود، به عبارتی قطره آب در مسیر عبور خود تمامی آلودگی‌ها را از روی سطح برگ جدا می‌کند).

وی گفت: توجیه مکانیزم خود تمیزشوندگی گل نیلوفر آبی در دهه ۹۰ و به‌ وسیله‌ی دو دانشمند آلمانی به نام‌های بارت‌لوت و ناین‌هویز یافت شد. آن‌ها با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) مشاهده کردند که سطح برگ‌های این گیاه دارای ساختاری ناهموار بوده و در عین حال به دلیل وجود ترکیبات واکس مانند کریستالی بر روی ناهمواری‌ها دارای کشش سطحی پایینی است. چنین ساختاری که در دو مقیاس ناهموار است، «Hierarchical» نامیده می‌شود.

محقق طرح اظهار کرد: در این تحقیق ساختار ناهموار «Hierarchical» با استفاده از تجمعات نانوذرات سیلیکا و مس بر روی سطح پارچه پنبه‌ای ایجاد شد (نانوذرات سیلیکا دارای اندازه‌ای در حدود ۸۰ نانومتر و نانوذرات مس ابعادی در حدود ۴۰ نانومتر را داشتند، بنابراین با قرارگیری نانوذرات مس بر روی نانوذرات سیلیکا ساختاری ناهموار در دو مقیاس ایجاد می‌شود).

وی یاد‌آور شد: جهت کاهش کشش سطحی از ترکیبات آلکیل سیلانی استفاده شد و در نهایت اثر نیلوفرآبی بر روی سطح پارچه پنبه‌ای ایجاد شد.

برنج‌چی در مورد این محصول افزود: با استفاده از فرایندهای مرسوم در زمینه ضد آب کردن الیاف نساجی و پوشش دهی آن‌ها با رزین‌ها و ترکیبات دافع آب به دلیل مسدود شدن تمام منافذ پارچه در صورت استفاده از آن به عنوان لباس، رطوبت به طور کامل از بیرون به داخل لباس و بالعکس تبادل نمی‌یابد و بنابراین احساس راحتی به مصرف‌کننده دست نمی‌دهد.

وی خاطرنشان کرد: با استفاده از پوشش نانوساختاری ذکر شده مشکل تبادل رطوبت به وجود نیامده و احساس راحتی پارچه به هیچ عنوان تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد. همچنین علاوه‌بر ضد آب شدن پارچه، فعالیت ضد باکتری آن نیز افزایش می‌یابد که از نظر مسائل بهداشتی حائز اهمیت است.

برنج‌چی با اشاره به اینکه تا کنون از این طرح دو ثبت اختراع به شماره‌های ۰۲۴۲۷۶ و ۰۲۴۲۷۵ صورت گرفته است، در مورد ادامه این کار تحقیقاتی افزود: در آینده تأثیر فلزات مختلف بر روی مورفولوژی ایجاد شده و امکان ایجاد اثر گلبرگی (Petal effect) بر روی منسوج پنبه‌ای مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

نتایج این کار تحقیقاتی به‌ وسیله‌ی امیرحسین برنج‌چی و همکارانش در مجله Nanoscale Research Letters منتشر شده است.