به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران، محققان نساجی کشورمان در راستای بهبود کیفیت پارچه‌های پنبه‌ای، اقدام به بررسی تآثر استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در این زمینه نمودند. این نانوکامپوزیت سبب ایجاد ویژگی‌های برجسته‌ای در پارچه‌ها از جمله خودتمیزشوندگی و ضدمیکروبی و همچنین رسانایی الکتریکی شده است.

 

پارچه‌ی تولید شده از الیاف پنبه‌ای دارای ویژگی‌های مطلوبی همچون قابلیت جذب بالا، تنفس پذیری، راحتی و نرمی برای پوشاک است. اما خواص مکانیکی پایین الیاف، قابلیت اشتعال بالا، رشد آسان میکروارگانیسم‌ها به سبب جذب رطوبت بالاو کثیف شدن آسان، باعث محدودیت کاربرد آن در صنایع مختلف شده است. به همین دلیل انجام فرایندهای تکمیلی ویژه جهت بهبود خواص پارچه پنبه‌ای، مانند افزایش خود تمیز شوندگی، پایداری حرارتی، فعالیت ضد میکروبی و رفتارهای مکانیکی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق برای اولین بار تأثیرکاربرد نانو کامپوزیت گرافن/دی اکسید تیتانیوم در بهبود ویژگی‌های پارچه پنبه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است.

 

کریمی محقق ارشد این طرح گفت: پوشش‌دهی پارچه پنبه‌ای با نانوکامپوزیت گرافن/دی اکسید تیتانیوم، باعث شده است که پارچه‌ای با خصوصیت عالی فتوکاتالیستی تحت تابش نور فرا بنفش و مرئی تولید شود. این پارچه‌ها دارای رسانایی الکتریکی و خاصیت ضد میکروبی عالی بوده و عدم سمیت آن تأیید شده است. نکته‌ی جالب این است که پارچه‌ی تولید شده در این طرح، چند منظوره (multifunction) بوده و می‌تواند در صنایع مختلف مورد بهره‌وری قرار گیرد.

 

کریمی در ادامه افزود: چنانچه پنبه با کاتالیست‌های نیمه هادی چون تیتانیا پوشش داده شود، لکه‌ها و میکروارگانیسم‌ها در اثر فعالیت فتوکاتالیستی بالای تیتانیا تجزیه و تخریب شده و منسوجاتی با ویژگی خود تمیزشوندگی بالا حاصل می‌شود. با این حال برخی از معایب تیتانیا کاربرد آن را در صنایع مختلف محدود می‌کند. به عنوان مثال برای فعال شدن فعالیت فتوکاتالیستی این ماده، تابش نور ماوراء بنفش نیاز است. نور خورشید شامل درصد کمی، حدود 5%، نور ماوراء بنفش است که در مقایسه با نور مرئی، که 45% نور خورشید را شامل می‌شود، بسیار کم است.

 

در این تحقیق برای حل این مشکل و تولید فتوکاتالیست با کارایی بالا، از گرافن به عنوان جزء دوم کامپوزیت (در کنار تیتانیا) استفاده شده است. این نانوکامپوزیت دارای قدرت جذب بالای رنگ و مواد آلی، ناحیه‌ی جذب نور گسترده و قابلیت انتقال الکترونی بالااست. بازده بالاتر و فعال بودن تحت تابش نور مرئی، باعث برتری این نانوکامپوزیت در مقایسه با دی اکسید تیتانیوم به تنهایی می‌شود.

 

فرآیند نانو فتوکاتالیستی با استفاده از نیمه هادی‌های نانوساختار، مانند نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، به عنوان گزینه‌ای مؤثر در تجزیه و معدنی شدن ترکیباتی آلی، همانند پساب مربوط به رنگزاها، شناخته شده است. از مزایای این روش نسبت به سایر روش‌ها می‌توان به معدنی شدن کامل ترکیبات آلی، نداشتن معضل پسماند و انجام فرآیند در دما و فشار ملایم اشاره نمود.

 

در ساخت و بررسی خواص پارچه، ابتدا نانوصفحات اکسید گرافن تولید شد. در ادامه فرایند تکمیل پارچه‌ی پنبه‌ای با اکسید گرافن صورت گرفت. برای این منظور کالای پنبه‌ای به مدت 45 دقیقه در حمام اکسید گرافن غوطه‌ور شد و سپس جهت تثبیت نانوصفحات اکسید گرافن روی کالا، به مدت 30 دقیقه در آون با دمای 80 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد. در پایان نیز جهت سنتز نانو کامپوزیت گرافن/ دی اکسید تیتانیوم، سنتز در محل دی اکسید تیتانیوم و احیای شیمیایی اکسید گرافن بصورت همزمان با استفاده از محلول تری کلرید تیتانیوم انجام شد.