برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۸/۱۹ تا ۱۳۹۷/۰۸/۲۵

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۱۶,۰۰۸
  • بازدید این ماه ۳۸
  • بازدید امروز ۰
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۱۲۴
  • قبول شدگان ۹۲
  • شرکت کنندگان یکتا ۵۹
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۶۹
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

پیشرفته 1

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

کاربرد فناوری نانو در منسوجات خودرو

یکی از مهمترین قطعات موجود داخلی خودرو پوششهای پارچه ای می باشد. پارچه های مورد مصرف درخودروها علاوه بر اینکه به عنوان یک قطعه تزئینی باعث جذب مشتری در نگاه اول می شود با اطلاع و به کارگیری از توانمندیهایی که نانو در پارچه های مورد مصرف در خودرو می تواند داشته باشد باعث افزایش رضایت مندی مشتری در طول استفاده از خودرو خواهد شد. که البته هرکدام از این ها در یک مرحله می باشند که یکی از این موارد که وارد بازار هم شده است منسوجات خود تمیز شونده می باشد که در زیر کاربردهای نانو در منسوجات خودرو آورده شده است .
به کار گیری منسوجات نانویی در صنعت خودرو
منسوجات مورد استفاده در یک خودرو بخش هایی از داشبورد ، سقف کابین ، پوشش و بالشتک صندلی ها، پانل های داخلی برای درها و ستون ها ،کمربند ایمنی ، کیسه هوا ، فیلتراسیون هوا ، طناب تایر ، روکش طاقچه عقب ، پوشش یا موکت کف و بخش های تزیینی را شامل می شود . از جمله عوامل مؤثر در ایجاد فرسایش این قطعات تزئینی می توان به گرد و غبار، آلاینده های هوا ، چربیها ، عرق دست ، مایعات و غیره اشاره کرد . از طرفی رشد و نمو باکتریها در اثر استفاده روزمره باعث بروز و شیوع بعضی از بیماریها می شود که از میان آنها می توان باکتریهای مولد اسهال ، التهاب روده ، بیماریهای گوارشی ، عفونت سیستم ادراری و عفونتهای ریوی را نام برد. به کمک فناوری نانو ، منسوجات خودرو دارای خواص منحصر به فردی می شود که در ادامه به طور خلاصه آورده شده است.
منسوجات نانویی در کاهش وزن ، جذب سروصدا وعایق کردن بسیار موثر خواهد بود. همان طور که می دانیم ویژگیهای اصلی مورد نیاز برای افزایش ایمنی زیبایی و راحتی داخل خودرو عبارتند از:
مدیریت خوب انتقال گرما و بخار آب ، ضدلک بودن و قابلیت تمیزکردن ساده ، ضد حساسیت پیرایش ، مقاومت در برابر اشتعال ، جذب رطوبت ، دافع ذرات خاک ، تصفیه وفیلتراسیون هوا ، خواص ضد میکروبی وضد باکتری ، ضد بو ، ایمن در مقابل امواج ، خواص آنتی استاتیک ، کاهش نویز ، مقاومت در برابر پارگی وسایش ، بهبود کارایی صوتی و مقاومت دربرابرUV .
به علاوه استفاده از منسوجات ، به‌ خصوص مواد طبیعی به دلیل قابلیت بازیافتشان بسیار مطلوب‌ است ، منجر به کاهش وزن خودرو با جایگزین کردن بسیاری از ساختارهای دارای سطح سخت متعارف می‌شود . سهم منسوجات در خودروهایی با وزن متوسط در حال حاضر حدود 25 کیلوگرم است و انتظار می‌رود تا سال 2020 به 35 کیلوگرم افزایش یابد که با در نظر گرفتن کاهش وزن در مجموع حداکثر 30 کیلوگرم از وزن خودرو را در بر دارد . پارچه‌های سنتی مورد استفاده برای فضای داخلی خودرو با چندین چالش عمده مانند حفاظت از گرد و غبار و خاک، تهویه، دوام و سایش و مقاومت در برابر آتش مواجه هستند که همه آن موارد، پارچه‌های جدید با فناوری بالا و ارائه پیشرفته و یا ویژگی‌های جدید را می‌طلبد. توسعه‌های حاصل از فناوری نانو ممکن است راه‌حل‌های نوینی پیشنهاد کند و ملزومات با کارائی چندگانه را ارائه کند.

1- خاصیت خودتمیزشوندگی:
فناوری نانو در پارچه با نانو ذرات دی اکسید تیتانیم خاصیت خود تمیز شوندگی را ایجاد کرده است. پارچه های خود تمیزشونده با الهام گیری از برگ لوتوس یا نیلوفر آبی در طبیعت آغاز شد این گیاه در آب گل آلود می روید اما برگهای آن پس از بیرون آمدن چند متر بالاتر از سطح آب قرار می گیرد قطرات آبی که بر روی یک نیلوفر آبی قرار می گیرند تلالو عجیبی دارند و آب باران آلودگی ها را به سادگی از سطح گیاه می زداید ویلیام بارتلات کاشف اثر نیلوفر آبی از دانشگاه بن آلمان می باشد ویژگی قابل توجه برگ نیلوفر آبی برای تمیز ماندن ، الگویی برای توسعه مواد خود تمیز شونده به شمار می رود اثر خود تمیز شوندگی نیلوفر آبی از آبگریزی شدید سطح این گیاه نشات می گیرد آبگریز بودن و آبدوست بودن یک ماده به وسیله زاویه تماس بین ماده مذکور و سطح آب تعیین می گردد به عقیده بارتلات این اثر از تر کیب دو خصوصیت در سطح برگ این گیاه مومسانی و برآمدگی های میکروسکوپی سطح آن ایجاد می شود وی دریافت که تنها ویژگی مومسانی این برگها باعث آب گریز بودن آنها می گردد در این برگها قطرات آب به شکلی قرار می گیرند که کمترین سطح تماس را با سطح برگ داشته باشند آب بر روی یک ماده آب دوست تر بر روی سطح برگ پخش می شود تا سطح تماس بیشینه شود برای یک سطح آب دوست زاویه تماس کوچکتر از 30 درجه است در حالی که زاویه تماس یک سطح آب گریز ، بزرگتر از 90 درجه است علاوه بر این وی کشف کرد که برآمدگی های بی شماری این مساله را تشدید می کند و موجب می شود که سطح نیلوفر آب گریز باشد قطرات آب بر روی چنین سطحی به صورت قطرات کوچک تقریبا کروی در می آیند که سطح تماس بسیار کوچکی دارند و به سهولت بر روی سطح می غلتند آب همانند شخصی که بر روی بستری از میخ دراز کشیده باشد بر روی نوک بر آمدگیها می نشیند هوای گیر افتاده بین آب و سطح برگ در فضاهای اطراف برآمدگی ها زاویه تماس را افزایش می دهد و ایجاد یک سطح آب گریز بر روی آن می کند به همین علت برگ گیاه نیلوفر آبی، پوست سوسک و بال حشرات همیشه تمیز باقی می مانند زیرا ناهمواریهای بی نهایت کوچک روی سطوح آنها مانع از چسبیدن ذرات گرد و خاک به این سطوح شده و کوچکترین بارشی سطح آنها را پا کیزه می کند.

filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820
شکل 1 - منسوجات فعال نانویی، از طریق حذف خاک با آب دارای قابلیت خودتمیزکنندگی هستند (اثر لوتوس)

تکنیک های نانویی جدید ، با استفاده از نانومواد، نظیر نانو پلیمرهای فلوئوروکربن متصل به سطح پارچه شده ، به وسیله ی فرایند خشک یا مرطوب (فرآوری پلاسما )، از طریق ممانعت از اتصال آلودگی، آب و روغن به پارچه، به تمیز نگه داشتن پارچه کمک می کند. استفاده از فرایند خشک مزایای افزوده ای چون مصرف انرژی کمتر و سازگاری زیست محیطی بیشتری را نسبت به فرایند مرطوب شامل می شود.

عنوان : کاربرد نانوفناوری درتولید منسوجات خودتمیزشونده برای خودرو

توضیحات : نانوفناوری بعنوان یک حوزه کلیدی، با ورود به نساجی ضعیف شده می تواند باعث ایجاد رقابت شدید در این صنعت گردد. با کمک نانوفناوری این امکان وجود دارد تا پارچه های با خاصیت فوق آبگریزی که باعث دفع آب و خودتمیزشوندگی می شوند، ساخته شود.قابلیت خیس شوندگی در اثر آبگریز بودن سطح، کاهش می یابد. این خاصیت براساس زبری سطح است که در اثر اختلاف ساختار نانو و میکرو ایجاد می گردد. زبری سطح، سطح تماس ذرات آلوده کننده را کم می کند.

نمایش توضیحات فیلم


چندرسانه ای 1 : کاربرد نانوفناوری درتولید منسوجات خودتمیزکننده برای خودرو

2- خاصیت خود اطفائی یا ضد آتش:
بر اساس استاندارد ضد آتش کردن الیاف به معنای شعله ور نشدن در هنگام آتش سوزی است، به عبارت دیگر الیاف ضد آتش در هنگام آتش سوزی بدون شعله ور شدن جمع شده، به صورت پودر درآمده و فرو می ریزد.
در مقایسه با نانو کامپوزیت های ترکیبات هالوژن – آنتیموان و فسفر – برم ، که علاوه بر داشتن محدودیت عملکرد دارای پیامدهای زیست محیطی ، نانو کامپوزیت های حاوی رس اصلاح شده آلی (montrillonite) توزیع شده در ماتریس پلیمری انتخابی توجه فراوانی به خود جلب کرده اند . آن ها هم چنین در غلظت کم (w/w5 درصد یا کم تر) هم موثرند . با وجود این کارشناسان بیان می کنند که در حال حاضرکلوئیدال پنتاکسید آنتیموان ، خاک رس و کربن نانولوله ها بسیار گرانتر از رو شهای سنتی هستند و به میزان قابل توجهی ویژگی بالاتر از حفاظت را ارائه نمی کنند. بنابراین، حتی اگر آنها سازگارتر با محیط زیست هستند، استفاده از آنها در حال حاضر مختل است. بهبود عملکرد بیشتر و یا کاهش هزینه ها (یا هر دو) به احتمال زیاد این وضعیت را تغییر می دهد.

3- خاصیت مقاومت در برابر نفوذ آب:
تار و پود این پارچه ها از فیبرهای پلی استری آغشته شده به میلیونها رشته سیلیکونی ساخته شده است علت اینکه قطرات آب بر روی این پارچه می ماند این است که لایه ای از نانو رشته های سیلیکونی که به لحاظ شیمیایی بسیار هیدروفوبیک هستند وجود دارد ساختار میخ مانند این رشته تارهای 40 نانومتری موجب شده که قدرت غشاء ممانعت کننده از ورود آب ، بیشتر شود بنابراین ترکیب سطح هیدروفوبیکی و ساختار نانویی غشاء سیلیکونی زمینه ساز قدرت خارق العاده این پارچه ها در دفع قطرات آب شده است همچنین در تولید این پارچه ها دانشمندان از ساختار بدن برخی از حشرات همچون عنکبوتها که می توانند بدون خیس شدن روی سطح آب قرار گیرند الهام گرفته اند و لایه هایی از هوا در بین نانو رشته های سیلیکونی قرار داده اند که این لایه ها " پلاسترون" نامیده شده و در تقویت خاصیت ضد آبی پارچه نقش به سزایی دارد.

4- خاصیت رسانایی:
با استفاده از نانو ذرات نقره ، پارچه های رسانایی تولید شده است که قادر است از دمای بدن الکتریسیته تولید کند و آنرا به صورت سیگنالهای قلب علائم حیاتی انسان را ثبت کند ، این خاصیت در پارچه تولید شده کاربردهایی چون محافظت در برابر سرما و گرمازایی را نیز دارد.

5- خاصیت ضد عفونی کنندگی / ضد میکروبی / ضد باکتری:
نانو نقره نیز یکی از موثرترین محصولات نانو تکنولوژی است که به داشتن خصوصیات آنتی باکتریالی مشهور بوده و به عنوان یک کاتالیست قادر است بیش از 650 گونه باکتری ، ویروس و قارچ را از بین ببرد نانو نقره در عین دارا بودن چنین خصوصیاتی در تماس با پوست انسان ایجاد حساسیت نمی کند با استفاده از نانو نقره می توان خصوصیات منحصر به فردی را به منسوجات بخشید ذرات یون نقره در مقیاس نانو خواص ضد عفونی کننده یا آنتی باکتریال دارند خواص ضد عفونی کنندگی نقره از گذشته نیز شناخته شده بود مثلاً قرار دادن ظروف نقره ای بر روی جراحات زخمیان جنگ ها ، نگه داری شیر و لبنیات در ظروف نقره ای از نمونه های خواص آنتی باکتریال نقره است. اما کوچک شدن ذرات یون نقره موجب افزایش سطح نقره و افزایش واکنش پذیری آن می شود یعنی با کاهش قطر ذرات از 75 نانومتر به 3 نانومتر قدرت باکتری کشی آن به شدت افزایش خواهد یافت ، پوشش دادن الیاف پارچه ها با نانو ذرات نقره موجب ایجاد خواص ضد عفونی کنندگی در پارچه ها می شود بدین ترتیب باکتریها و قارچها امکان رشد و تکثیر نمی یابند و از به وجود آمدن قارچ پوستی و رشد آنها جلوگیری می کنند این ویژگی در مورد لباسها و پوششهایی که بیشتر در معرض عرق کردن هستند مانند جوراب و کفش موجب می شود که این لباس ها و پوشش ها علیرغم عرق کردن بو نگیرند همچنین چون در تولید آن از هیچ گونه ماده شیمیایی استفاده نشده است برای پوست انسان عوارضی ندارد و حساسیت نمی دهد.

عنوان : کاربرد نانوفناوری درتولید منسوجات آنتی باکتریال برای خودرو

توضیحات : یکی از کاربردهای آماده عرضه فناوری نانو در نساجی، تولید منسوجات آنتی باکتریال، ضد بو و ضدمیکروب است که کمپلکس زئولیت/کتان نمونه ای از این پارچه های میکروبیوتیک می باشد. این کمپلکس علاوه بر جذب بوهای نامطبوع، غیرفعال کردن ویروس ها و مقاومت در برابر عفونت یا آلودگی، می تواند با گنجاندن نانوذرات نقره درون الیاف پارچه از اثرآنتی باکتریالی نقره برای تولید منسوجات آنتی باکتریال استفاده کند.

نمایش توضیحات فیلم


چندرسانه ای 2 : کاربرد نانوفناوری درتولید منسوجات آنتی باکتریال برای خودرو

6- خاصیت محافظت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش:
پوشش هایی که با یک لایه نازک از نانوذرات اکسید روی پوشیده شده اند بیشترین حفاظت را درمقابل پرتوهای ماوراء بنفش از خود نشان می دهند افزایش و توسعه تجهیزات الکترونیکی و سیستمهای بی سیم در چند دهه اخیر آسیب پذیری را به واسطه تداخل امواج الکترومغناطیسی ایجاد کرده است . استفاده از ابزارهای الکترونیکی در زمینه ارتباطات در حال افزایش است و به همین دلیل فرکانس عملیاتی و تجمع امواج نیز صدمات جبران ناپذیری در زندگی ما انسان ها به همراه خواهد داشت پارچه های ضد امواج الکترومغناطیس با استفاده از نانوذرات آهن باعث کاهش شدت این امواج می شود مواد پارامغناطیس مانند آهن و سرب نقش بسیار مهمی در خنثی کردن اثر امواج الکترومغناطیسی دارند. محققان امیدوارند با تولید پارچه های ضدامواج الکترومغناطیس میزان ابتلا به بیماریهای ناشی از امواج الکترومغناطیسی را در انسان ها کاهش دهند ضمن آنکه منسوجات تولید شده در تولید کیف موبایل ضد امواج و کیف کارت بانکهای اعتباری نیز قابل استفاده است.
پوشش پارچه ای فعال شده با نانوآلومینا ، سیلیکا و اکسید روی به وسیله صنعت خودرو برای حفاظت پارچه از صدمات ماوراء بنفش آزمایش شده اند . باز هم باید روش کپسوله کردن نانوذرات، برای تضمین اینکه پوشش در بازه عمر خودرو پایدار بماند ، پیدا شود .

عنوان : کاربرد فناوری نانو در محافظت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش

توضیحات : افزایش و توسعه تجهیزات الکترونیکی و سیستمهای بی سیم در دهه های اخیر آسیب های زیادی را به واسطه تداخل امواج الکترومغناطیسی ایجاد کرده است. یکی از کاربردهای نانوفناوری، محافظت در برابر امواج الکترومغناطیس مانند اشعه ماوراء بنفش می باشد. در میان نانوپودرهای جذب کننده اشعه ماوراء بنفش، اکسید روی(ZnO) بیشترین حفاظت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش را از خود نشان می دهد که از جمله کاربردهای آن، کرم های ضد آفتاب و تولید منسوجات ضد امواج فرا بنفش در صنایع خودرو و ارتباطات می باشد.

نمایش توضیحات فیلم


چندرسانه ای 3 : کاربرد فناوری نانو در محافظت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش

7- جذب رطوبت :
پارچه هایی با خواص جذب رطوبت و تعرق به ویژه برای رانندگی راحت با ارزش هستند . نتایج موفقی به وسیله ی پوشش پارچه با پوشش آبدوست نانوذرات TiO2 یا به وسیله ی فرآوری پلاسمای پارچه های نبافته با ارائه سطح مورد نظر با عملکرد مناسب، به دست آمده است . این کاربرد هنوز در نساجی صنعت خودرو استفاده نشده است اگرچه احتمالاً در مراحل تحقیقاتی است.3

8- تصفیه و فیلتراسیون هوا :
کیفیت هوای درون ماشین برای راحتی و رفاه راننده و مسافران مهم است . فیلترها باید موادی نظیر گرده ها ، هاگ ها ، مواد مضر و گرد و غبار ، که می تواند منبع بیماری و آلرژی باشند را حذف کنند . فیلترهای جدید با استفاده از نانو الیاف در مقایسه با محصولات معمولی ، پتانسیل ارائه قابلیت های برتری را مانند مساحت سطح بزرگ دارند درحالی که تخلخل را برای حذف مواد مضر و تا حد زیادی بهبود کیفیت هوا و ایمنی حفظ کنند. با این حال ، در حال حاضر نانو الیاف هزینه های سنگین برای چنین کاربردهایی دارد.

filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636

شکل 2 – روند ورود منسوجات نانویی به بازار

9- مقاومت در برابر پارگی و سایش :
نانو ذرات اکسید روی ، آلومینا ، سیلیکا و نانولوله کربنی برای بهبود مقاومت پارگی و سایشی هستند . آنها می توانند با بسیاری از پیش ماده های پلیمرهای الیاف مانند پلی استایرن ، پل یپروپیلن ، و یا پی وینیل الکل قبل از ریسندگی یا متناوبا مخلوط شوند .

این ویژگی ها می توانند با هم ترکیب شده و منسوجاتی با ویژگی های متعدد و مزایایی از نظر هزینه و یا سادگی فرآیند فراهم آورند . بخش عمده ای از این فعالیت در سطح توسعه و تحقیق باقی مانده است اما برخی از منسوجات فعال نانویی به بازار رسیده اند .

منابـــع و مراجــــع

1. منسوجات نانویی در صنعت خودرو ، فناوری نانو و صنعت خودرو (4) ، سایت تبیان

2. مجله پوشش های سطحی ، شماره 37 ، پاییز 1390 ، انقلاب نانو در منسوجات مورد مصرف در خودرو ، حسین ملازینلی

3. ماهنامه فناوری نانو ، سال یازدهم ، فروردین 91 ، شماره 174 ، صفحات 17-14