کاربردهای فن آوری نانو در صنعت نساجی

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه ای بر کاربردهای نانو تکنولوژی
مقدمه    7
تاریخچه    8
استفاده تایلند از نانو تکنولوژی برای بهبود کیفیت ابریشم    11
لباسهای بی نیاز از شستشو و پارچه های ضد چروک و لکه    12
نانو جوراب    13
نانو فیلتراسیون    14
لوله های انتقال گاز نانوژل    16
الکتروریسی    19
فصل دوم: تولید نانو الیاف با تکنولوژی الکتروریسی
الکترو ریسی الیاف نانو کولاژن    24
   روشها    27
الکتروریسی مداوم نانو الیاف پلیمر خطی روی یک درام جمع کننده سیمی    35
بررسی اثر حلال روی الکتروریسی توسط شبیه سازی کامپیوتری     40
   مورفولوژی الیاف الکتروریسیده شده      41
   شبیه سازی جریان برشی    42
الکتروریسی ترپلیمر نایلون   6 ، ۶ ۶ ، ۱۰۱۰     46
   خصوصیات کششی: ۴۸
   دست آوردها و مباحث    48
ساخت مکانهای مشخص مولکولی در الکتروریسی پلیمر نانوالیاف از طریق جانشینی مولکولی    59
   جانشینی مولکولی    61
نانو الیاف پلیمری الکتروریسیده استحکام بالای ساخته شده از BPDA-PDA    64
   تهیه PI از پیش ماده BP-PAA    66
   الکتروریسی و تهیه ورقه نانو لیف PI 66
نانوساختار الیاف  بافته شده با و  الکتروریسی فرکانس بالا    73
تهیه نانو الیاف   ابر آبدوست با خصوصیات مغناطیسی قابل تغییر    82
   جزئیات آزمایش    83

فصل سوم: کاربرد نانو الیاف در کامپوزیتها
تهیه نانوتیوب تک دیواره کربنی تقویت شده با نانوالیاف و غشاهای پلی استایرن و پلی یورتان با الکتروریسی    92
نانو الیاف کامپوزیت:مورفولوژی،خواص نوری و ترانزیستورهای اثر میدان    104
خصوصیات مکانیکی و فیزیکی کامپوزیتهای اپوکسی تقویت شده با نانو الیاف کربن    116
   فرآورش ورقه های نانو کامپوزیت    117
   خواص مکانیکی    119
نتیجه گیری کلی    125
منابع و ماخذ

چکیده کلی:

نانو تکنولوژی در حقیقت علم ذرات و مواد در مقیاس   متر است.
فن آوری نانو بعنوان علم روز کاربردهای زیادی در صنعت نساجی داشته است که این مورد به بررسی و تولید مواد در مقیاس نانو پرداخته و امکان بهینه سازی خصوصیات مواد مورد استفاده که اغلب پلیمرها می باشند را به مهندسین می دهد. برای تولید مواد در این مقیاس دو روش کلی وجود دارد، یکی روش تولید از بالا به پایین و دیگری تولید از پایین به بالاست.بهترین،سریعترین و اقتصادی ترین روش تولید از بالا به پایین برای الیاف روش الکتروریسی است.این روش بر گرفته از روشهای سنتی و تولید الیاف (ذوب ریسی و محلول ریسی) می باشد.با این تفاوت که روشهای سنتی بر مبنای کشش می باشد.این روش برای اکثر پلیمرها مورد استفاده قرار می گیرد و روال کار به این صورت است که ابتدا محلول یا مذاب پلیمر تهیه شده و به داخل سرنگی مجهز به پمپ سرنگ با تزریق کاملاً یکنواخت منتقل می شود،جریان برقی با ولتاژ بالا بین سر سوزن سرنگ و صفحه جمع کننده که می تواند چرخان نیز باشد،برقرار ی شود که باعث ایجاد یک جت الکتریکی و در نتیجه انتقال محلول یا مذاب پلیمر باردار شده به روی جمع کننده می شودبعلت پیوستگی بار الکتریکی در اثر انتقال پلیمر به جمع کننده قطع شدگی صورت نمی گیرد.پارامترهای زیادی در کیفیت و یکنواختی الیاف تولید شده دخیل هستند،مانند ویسکوزیته محلول،سرعت دوران جمع کننده،سرعت تزریق،ولتاژ اعمال شده بین سر سوزن  جمع کننده و …
کامپوزیتها که بعنوان ساده ترین کامپوزیت می توان به کاه گل اشاره کرد، امروزه به منظور استفاده در صنایع بسیار حساس تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه نانو کامپوزیتها در حال جایگزینی با فلزات سنگین هستند که با توجه به کارامد بودن آنها که در بیشتر موارد شامل خواص بهتر و وزن بسیار پایین تر می باشند می رود که جای خود را بعنوان ماده جایگزین در بدنه و موتور ماشینها، هواپیماها، موشکها و شاتلهای فضایی و موارد بسیار زیاد دیگر باز کند.
بعلت ابعاد کوچک الیاف در مقیاس نانو می توان از آنها برای تولید فیلترها استفاده کرد. که امروزه امکان تولید فیلترهای با کارایی بسیار بالا با این فن آوری فراهم شده است. در مورد کارایی بسیار بالا نانو فیلترها می توان به فیلترهایی اشاره کرد که عمل فیلتراسیون قارچها، باکتریها و حتی ویروسها را با راندمان مطلوب را انجام می دهند. نانو فیلترها علاوه بر کارایی بالا در زمینه ی فیلتر کردن مواد بسیار ریز، دارای سرعت بسیار بالاتری نسبت به فیلترهای معمولی بوده ضمن اینکه احیای آنها نیز بسیار راحت تر انجام می شود.

مقدمه:

ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی در همایش جامعه فیزیک آمریکا در سال  1959 در مؤسسه تکنولوژی کالیفرنیا که بعد در آنجا استاد فیزیک شد، ایده‌هایی بنیادی در زمینه کوچک‌سازی نوشته جات ، مدارها و ماشینها ایراد کرد: “آنچه من می‌خواهم به شما بگویم، مسئله دستکاری و کنترل اشیاء در مقیاس کوچک است. تردیدی وجود ندارد که در نوک یک سوزن آنقدر جا هست که بتوان تمام دایره ‌‌المعارف بریتانیکا را جا داد.” فاینمن برای به تفکر واداشتن محققین و تأکید نمودن بر عقیده‌اش مبنی بر امکان فیزیکی چنین معجزه‌ای ، جایزه‌هایی  1000  دلاری برای اولین افرادی که به اهداف مشخص شده‌ای در کوچک‌ سازی کتابها و موتورهای الکتریکی دست یابند تعیین کرد.
فاینمن تآکید کرد: “من در حال خلق ضد جاذبه نیستم که به فرض روزی اگر قوانین (فیزیک) آنچه ما می‌پنداریم، نبودند عملی شود. من صحبت از چیزی می‌کنم که اگر قوانین آنچه ما می‌پنداریم باشند، عملی خواهد بود. ما به آن دست پیدا نکرده‌ایم چون خیلی ساده هنوز در صدد انجام آن نبوده‌ایم.” جمله معروف ریچارد فاینمن فیزیکدان برجسته در این زمینه که می‌فرماید: فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد، بیانگر این مدعاست. هر کشوری در پی آن است که فرصتها را کشف کند تا بتواند پیشرفت کند.
تاریخ کشورهایی که امروزه ما آنها را کشورهای پیشرفته و ثروتمند می‌دانیم هم حاکی از همین مسئله است، کشورهایی که به انقلاب صنعتی روی خوش نشان دادند، کشورهایی که با فناوری دیجیتال همگام شدند، کشورهایی که از همان ابتدا کامپیوتر و جهان پس از آن آنرا باور کردند و… .
 این فرصتها هر چندین سال یک بار اتفاق می‌افتند و هر کشوری که گوش به زنگ باشد می‌تواند از آثار مثبت آنها برخوردار شود. اکنون نانو تکنولوژی هم یک فرصت است، فرصتی که اگر به آن بها داده شود می‌تواند یک جهش علمی و اقتصادی در پی داشته باشد بخصوص برای کشور ما. ما باید علوم و فناوریهای جدید را با آغوش باز بپزیریم و برای آن هزینه کنیم.
اما متأسفانه به نظر نمی‌رسد که در کشور ما توجه خاصی به این مسئله شده باشد، اما حقیقتا درصد بسیار کمی از این حرفها راهی بسوی عملی شدن پیدا می کنند. هر کشوری در پی آن است که فرصتها را کشف کند تا بتواند پیشرفت کند. در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم، که باعث پیشرفتهای عظیم اقتصادی در کشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین کشورهای جهان شد.
متأسفانه در کشور ما بدلیل فقدان جرأت علمی و عدم تصمیم گیری به موقع ، به این فرصتها پس از گذشت سالیان طلائی آن بها داده می‌شد که البته سودی هم برای ما به ارمغان نمی‌آورد، همچون فنآوری الکترونیک و کامپیوتر در دو سه دهه گذشته که امروزه علیرغم توانایی دانشگاهی و داشتن تجهیزات آن ، هیچگونه حضور تجاری در بازارهای چند صد میلیاردی آن نداریم. فناوری نانو جدیدترین این فرصتهاست، که کشور ما باید برای حضور یا عدم حضور در آن خیلی سریع تصمیم خود را اتخاذ کند.[۱]