نانو الیاف و ویژگی‌های منـحصـر بـه فـرد آن(قسمت اول)
دکتر مژگان رزاق پور دکتری شیمی نساجی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر:
چکیده
در سـال‌های اخیر فنـاوری نانـو به عنـوان رویکردی نـوین در تمـامی علـوم توجهـات بسیـاری را در کلیـه عرصـه‌های پژوهشـی و صنعتی بـه خود معطـوف ساختـه و منشاء دستیابی بشر به تحولات و فرآوری‌های شگرف و بدیعی شده است. خواص مواد در بعد نانو نسبت به سایر ابعاد متفاوت است. هنگامی که اندازه یک ماده شروع به کوچک شدن می کند، در ابتدا تغییری در خواص آن مشـاهده نمـی‌شود ولـی به مـرور تغییـرات ایجـاد می‌شونـد، تا جـایی که در ابعـاد نانـو شـاهد تغییـرات شگـرفـی در خـواص مـاده خواهیم بود. به عبارت دیگر در بُعد نانو، اثرات به اصطلاح کوانتومی غالب خواهند بود.
کاهش ابعاد مواد به بُعد نانو، تغییرات چشمگیر خواص آن‌ها را در مقایسه با مواد مشابه در بعد میکرو، به دنبال خواهد داشت. نانوالیاف به عنوان محصولی از فنـاوری نوین نانو از جایگاه ویژه ای به عنوان مرز مشترک میان صنعت نساجی و سایر صنایع برخوردار شـده است بـه طوری که ایـن ساختارهـا در حـوزه‌هـای متفـاوتـی همچـون پـزشکـی، داروسازی، فیلتراسیون، صنایع الکترورنیک، صنـایـع بـستـه بـنـدی مـوادغـذایـی و… به‌طـور گسترده مـورد استفاده قـرار گرفتـه است.
مقدمه واژه نانوالیاف رابه دو قسمت تقسیم می‌کنیـم که عبارتند از دو کلمه “نانو” و “الیاف” است. در تاریخ واژه لیف را با دراز بودن و نازک بودن و محکـم بودن در حدی که در یک بـافت به کار رود، معرفی نموده‌اند که از نظر هندسی، یک ساختـار لاغر و کشیـده و رشته مانند، تعریف کرده اند.
واژه “نـانو” یکـی از پیشوندهایی است کـه در سیستم بین المللـی یکاها به کار می‌رفته و از زبان غیر از انگلیسی اقتباس شده است. ریشه واژه “نانو” کلمه یونانی “nanos” به معنای کوتوله است. به طور کلی لفظ نانوالیاف به آن دسته از الیافی اطلاق می شود دارای قطری به اندازه 100 نانومتر یا کمتر هستند.
الیاف الکتروریسی شده به طور قابل توجهی نازکتر از موی انسان هستند. بر همین اساس گستره وسیعی از کاربردهای متفاوت را پوشش می دهند. از جملـه: فیلتـراسیون، لباس‌هـای محـافظ شیمیایی و بیولوژیکی (عوامل تاول زا، عوامل حصاب، عوامل خونی، عوامل جنگی بیولوژیکی، جـت محافظت در بـرابـر عوامـل شیـمیـایی و بیـولوژیکی) در غشـاهای جذبـی و بـازیابـی یـون‌های فلـزی، داربست‌های مهنـدسی بافت .
(ماهیچـه‌ها، استخـوان‌ها، غضـروف‌ها، پوست، رگ‌های خـونی، بافت‌های عصبـی)، بهبود زخم، کنترل رهایش دارو، حامل های کاتالیست، آنـزیم (برای واکنـش‌های شیمیـایی، فعالیت-های بیولوژیکـی)، حسگـرها، ذخیره و تبدیل انرژی (باتری‌ها، باتری‌های فتورلتائیک، ذخیره هیدروژن) به عنـوان تقویت کننـده، به عنـوان جاذب صدا نیز می‌باشد. این الیاف را می توان به عنوان داربست مهندسی بافت استفاده کرد. عکس پایین: تصویـر میکروسکوپ الکترونـی الیاف الکتروریسی شده کلاژن.
در میان روش‌های متفاوتـی که تاکنـون جهت تولید الیاف فوق ظریف مورد استفاده قرار گرفته است (مانند تکنیک‌های کششـی،تولید الیاف تـوسـط قـالـب،تفـکیک فـاز، خـودآرایـی، ملت بلاون، الکتروریسی و…) روش الکتـروریسی به دلیل سهـولت فرآیند، امکان کاربرد برای اکثر پلیمرها، سرامیک‌ها و فـلـزات، همـچنیـن علاوه بـر کاربـردهـا در فعالیت های آزمایشگاهی امکان تولید نانوالیاف در صنعت را نیز فراهم می‌آورد. لذا این روش بیشتر از سایرتکنیک های مذکور مورد توجه و استفاده بوده است.
