علم و تکنولوژی نانو، مطالعه و استفاده از ذرات بسیار کوچکی هستند که می توانند در تمام علوم مثل شیمی، زیست، فیزیک، و علم مهندسی مواد بکار میروند.
نانو تکنولوژی به محدودیتهای بکار رفته در روشهای مرسوم غلبه کرده و ویژگیهای خاصی را در مواد نساجی ایجاد میکند. شکی نیست در چند سال آینده تکنولوژی نانو در تمام سطوح صنعت نساجی نفوذ میکند.
Nanotextile (منسوجات نانویی) الیافی در مقیاس نانو هستند که میتوانند با آرایش و نظم وسیعی از ویژگیهای جدید عامل دار شوند ، شامل فعالیت ضد میکروبی، خود تمیز شوندگی و توانایی افزایش سرعت واکنش به وسیله افزایش سطح واکنشگرهای بالقوه.
این مواد نه تنها به عنوان پارچه، بلکه به عنوان مواد فیلتری برای باندهای درمان زخم و عوامل بسته بندی غذا در صنعت غذا استفاده می شوند.
در سالهای اخیر مشخص شده است که نانو تکنولوژی میتواند به منظور بهبود ویژگیهای پارچه مثل نرمی، دوام و قابلیت تنفس، دفع آب ، بازدارندگی از آتش و ویژگیهای ضد میکروبی در الیاف و نخ استفاده شود، گسترش منسوجات نانو هوشمند، توانایی ایجاد تغییرات اساسی در الیاف و پارچه های بافت دار و بی بافت و قابلیت بهبود دادن لباسهای ما و تمام محصولات و کاربردهای نساجی را دارد.
نانو تکنولوژی به عنوان امید بخش ترین تکنولوژی قرن 21 مطرح شده است، امروزه گفته میشود که اگر در حال حاضر پیشرفت و خیز در فناوری IT است در آینده این پیشرفت مربوط به نانوتکنولوژی است.
لغت نانو از کلمة یونانی (nanos) به معنی کوتوله می آید که در سیستم اندازه گیری به عنوان یک پیشوند برای یک میلیارد بکار میرود. ذراتی با قطر یک نانومتر در واقع یک میلیاردم متر می باشند. (10-9=10-6 mm)
تاریخچة تکنولوژی نانو به طورکلی از دسامبر سال 1959 شروع شد، هنگامیکه فیزیکدان ریچارد فایمن طی یک سخنرانی در نشست انجمن فیزیک آمریکا در موسسه فناوری کالیفرنیا ،پتانسیل نانو تکنولوژی را معرفی کرد.فایمن گفت که برای تولید اشیا با دقت اتمی ، ماشینهایی به اندازة کافی کوچک مورد نیاز است.
در سال 1974 "ناریو تانیگومی" برای اولین بار لغت نانوتکنولوژی را استفاده کرد ، دربارة یک ماشین پرتاب کنندة یون، با اشاره به تکنولوژی تولید برای بدست آوردن ابعاد ریز و دقیق، یعنی دقت و ظرافت بر حسب یک نانومتر.
در سال 1980 "اریک درکسلر" نویسندة کتاب برجسته ای در نانوتکنولوژی (موتورهای ایجاد) را نگاشت که در آن مفهوم تولید مولکولی به عموم معرفی شده است.
امروزه عده زیادی فکر می کنند که انقلاب صنعتی بعدی به علت نانو تکنولوژی به زودی اتفاق می افتد، آنها فکر میکنند که در اوایل قرن 21 نانو تکنولوژی جهان و مردم را از ریشه متحول میسازد و توانایی تغییر ماهیت هر چیزی که توسط انسان ساخته می شود را دارد. نانو تکنولوژی تاثیر زیادی در علوم شیمی، پزشکی، فیزیک و همچنین انفورماتیک و مواد دارد.
تعاریف:
چندین تعریف برای نانو تکنولوژی و محصولات نانو تکنولوژی وجود دارد، اکثرا برای اهداف خاصی تولید شده اند، نانو تکنولوژی لغتی است که به حوزه هایی از علم و مهندسی که در آن پدیده هایی در ابعادی در مقیاس نانومتری که جهت طراحی، توصیف، تولید و کاربرد مواد و ساختارها و سیستمها استفاده می شوند، رخ میدهد.
در فرهنگ لغت نانو ذرات موسسه استاندارد بریتانیا (2005) تعاریف زیر ارائه شده است:
نانو تکنولوژی : طراحی، توصیف، تولید و کاربرد ساختارها و سیستمها و دستگاهها به وسیله کنترل اندازه و شکل در مقیاس نانویی.
نانو مواد: موادی با یک یا چند بُعد ظاهری یا یک ساختار داخلی که می تواند ویژگیهای جدیدی را در مقایسه با مادة مشابه ، بدون ابعاد نانومتری نشان دهد.
نانو تکنولوژی ملی ایالات متحده آمریکا (NNI) تعاریف زیر را ارائه می دهد:
نانو تکنولوژی: علم و مهندسی و تکنولوژی انجام شده در مقیاس نانو است که در حدود 1 تا 100 نانومتر است.
علم و فناوری نانو: مطالعه وکاربرد چیزهای بسیارکوچک است و میتواند در تمام زمینه های علوم شیمی، زیست، فیزیک، علوم مواد و مهندسی استفاده شود.
نانو تکنولوژی : فهم وکنترل مواد در ابعادی تقریباً بین 1 تا 100 نانومتر است جائیکه در آن پدیده های منحصر بفرد، کاربردهای جدیدی را ایجاد میکند.در برگیرندة علم نانو مقیاس، مهندسی، تکنولوژی، نانوتکنولوژی شامل تصویرسازی-اندازه گیری- مدلسازی و دستکاری ماده در مقیاس طول می باشد.
یک نانومتر یک میلیاردم متر است . یک ورق در حدود 100.000 نانومتر ضخامت دارد ، یک اتم در حدود یک سوم نانومتر قطر دارد. ابعاد بین 1 و 100 به عنوان مقیاس نانویی شناخته می شنود. دانشمندان به اتفاق آراء تعریف دقیقی از مواد نانویی ندارند اما موافقند که آنها تا حدودی بوسیلة اندازة کوچکشان در مقیاس نانویی شناخته می شوند.
یک نانومتر یک میلیونیوم میلیمتر است و تقریباً 100.000 برابر از قطر موی انسان کوچکتر است، موادیکه به چنین مقیاس کوچکی مهندسی می شوند تحت عنوان نانو مواد مهندسی شده نامیده می شوند که می توانند ویژگی های نوری، مغناطیسی، الکتریکی و سایر ویژگی ها را بدست آورند. این ویژگیهای بدست آمده توانیی ایجاد تاثیرات زیادی در الکترونیک، پزشکی و دیگر زمینه ها را دارند.
منسوجات نانویی الیافی در مقیاس نانو هستند که می توانند با آرایشی از ویژگی های جدید، عاملدار شوند ، شامل ویژگی های ضد میکروبی، خود تمیز شوندگی و توانایی افزایش سرعت واکنش بوسیلة افزایش سطح واکنشگرهای بالقوه . این مواد نه تنها برای پارچه ها بلکه برای مواد فیلتری ، باندهای بهبود زخم ، و عوامل ضد میکروبی بسته بندی غذا در صنعت غذا هم بکار می روند.
مواد نانویی:
اساساً نانو مواد احتیاجاتی مانند تجهیزات استفاده شده در برنامه های فضایی یا در دستگاه های تصویر برداری را تامین می کنند.امروزه استفاده از آنها به عنوان ضرورت در بسیاری از کاربردها مثل ریز پردازنده ها با سرعت زیاد مرسوم است، سیلیکا، اکسید روی، اکسید تیتانیوم، اکسید آهن و رسها و فلزاتی مثل طلا و نقره و انواع دیگر نانو مقیاس های مرسوم ، امروزه در نقاشی و لوازم آرایش و محصولات پوششی ساختمانی، تجهیزات الکترونیکی، قطعات موتور خودرو، کاربردهای مراقبت بهداشتی و دارویی یافت می شوند. همچنین فرصتهای قابل توجهی برای توسعه بازار در بسیاری از بازارهای کوچک مثل هوافضا، دفاع، بسته بندی، محصولات مراقبت بهداشت شخصی و تجهیزات ورزشی وجود خواهد داشت.
انتظار می رود تقاضای جهانی برای نانو مواد از 37 میلیارد دلار در سال 2008 به 90 میلیارد دلار در سال 2020 افزایش بیاید. پیش بینی می شود که تا سال 2011 تقاضا برای مواد نانویی به 4.2 میلیارد دلار برسد.
در دراز مدت پیش بینی شده است که بازار جهانی یه تورمی حدود 100 میلیارد داشته باشد. تقاضای جهانی برای نانو مواد به بیش از 2.5 برابر تا حدود 5.5 میلیارد دلار در سال 2016 خواهد رسید ئکه این امر ناشی از افزایش ورود نانو مواد به مواد رایج و توسعه مواد و کاربردهای جدید می باشد.
این اظهارات در مطالعات ( نانو مواد جهانی) - ویرایش شده در سالهای 2007، 2010، 2012 - توسط شرکت تحقیقات بازار صنعتی، گروه Freedonia وCleveland ، اوهایو، ایالات متحده آمریکا نشان داده شده است.
طبق تحلیل دکتر Harrop از Idtechex در سال 2025 بیش از 25 میلیارد دلار صرف تهیه فرمولاسیون و مواد نمورد نیاز برای تکنولوژی پوشاک خواهد شد.
ایالات متحده آمریکا بزرگترین بازار نانو مواد موجود بوده و خواهد بود ، ژاپن بازار نانو مواد کوچکتری را در مقایسه با آمریکا داراست اما به طور قابل توجهی بزرگتر از هر کشور دیگری است. از اروپا : آلمان، فرانسه و انگلیس بازارهای ملی را در منطقه دارا هستند. کشورهای در حال توسعه بخصوص چین و هند تبدیل به بازارهای مهمی در نانو مواد خواهند شد.
پیش بینی می شود که تا سال 2025 چین از ژاپن به عنوان دومین بازار بزرگ جهانی در نانو ، سبقت بگیرد و بعد از ایالات متحده قرار بگیرد، و 12 % تقاضای جهانی را پوشش خواهد داد.
مطالعات Freedonia نشان داد که هزینه ، مانع مهمی در پیشرفت نانو مواد به خصوص در مناطق با توسعه کمتر خواهد بود. عامل نگران کنندة دیگر ئر بسیاری از بازارها ، نگرانی در مورد اثرات محیطی و سمیت نانو مواد می باشد.
تکنولوژی نانو در صنعت نساجی
تهیه پارچه با ذرات نانو ویژگیهای مطلوبی را در پارچه ایجاد میکند ، بدون افزایش زیاد در وزن و ضخامت و نرمی، مانند روشهای مورد استفاده قبلی.
تکنیکهای تکمیل نانویی شامل: ویژگیهای محافظت کنندة Uv ، ضد میکروبی،ضد قارچی، و ضد باکتریایی، بازدارنده از شعله، مقاوم به چروکیدگی، آنتی استاتیک، دافع آب و حشرات و خود تمیز شوندگی می باشد.
تکمیل پارچه های ساخته شده از الیاف طبیعی و مصنوعی برای به دست آوردن ویژگیهای مطلوب عملکردی، رنگ، بافت سطح و احساس حسی و ویژگیهای زیبا شناسی خاص تمرکز اصلی در صنعت نساجی بوده است.
Nanotex یک شرکت رهبر در نوآوری تهیه پارچه های بر پایه تکنولوژی نانو ، سبب پیشرفت بازارهای داخلی، تجاری، محلی پوشاک شده، مثلاً محصول Aquapel آنها نسل بعدی محصولات دافع آب است که سازگار با محیط زیست، ایجاد کننده حفاظت زیاد در برابر باران، تگرگ، برف و نشتی است که با استفاده از تکنولوژی هیدروکربن اختصاصی بدون تغییر ماهیت حسی و تنفسی پارچه ، آن را در سطح مولکولی به وسیلة اتصال دائم ویسکرهای آبگریز به الیاف تکی اصلاح میکند.
دیگر استفاده اصلی از نانو ذرات پارجه ها استفاده از نانو ذرات نقره برای تاثیر ضد میکروبی و ضد باکتریایی آن است که در نتیجه بوها را از پارچه ها حذف میکند. نانو ذرات نقره رایجترین فرم استفاده شده در نانو تکنولوژی میباشد. نانو تکنولوژی نقره را هوشمند تر ساخته است.
