طراحی پارچه نانویی برای حفاظت الکترومغناطیسی و کاربرد‌های پزشکی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، فناوران دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به تولید پارچه‌ای سبک و انعطاف‌پذیر از جنس پلی‌آمید فلزی شده‌اند که علاوه‌بر خاصیت محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، توانایی گرمایش الکتریکی و نوری و نیز ویژگی ضدباکتریایی دارد. این دستاورد می‌تواند در صنایع نساجی، پزشکی و الکترونیک به کار گرفته شود.

در دنیای امروز، گسترش تجهیزات الکترونیکی و بی‌سیم علاوه‌بر مزایای گسترده، چالش‌های تازه‌ای نیز پدید آورده است. یکی از مهم‌ترین این چالش‌ها، مسئله «تداخل الکترومغناطیسی» است که می‌تواند عملکرد دستگاه‌ها را مختل کند، کیفیت ارتباطات را کاهش دهد و حتی بر سلامت انسان تأثیر بگذارد. 

 پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شده‌اند منسوجات نانویی نوینی از جنس پلی‌آمید فلزی‌شده (نایلون) تولید کنند که ترکیبی منحصر‌به‌فرد از ویژگی‌های محافظتی، گرمایی و زیستی را در خود جای داده است. این پارچه سبک و انعطاف‌پذیر با بهره‌گیری از روش «الکترولس نیکل–فسفر» فلزی‌سازی شده و توانسته عملکردی قابل‌توجه در حوزه‌های مختلف به نمایش بگذارد.

فرایند ساخت به‌گونه‌ای طراحی شده است که در مدت‌زمان‌های متفاوتی، لایه‌های نیکل–فسفر بر سطح الیاف پلی‌آمیدی رسوب داده شوند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در بازه‌های زمانی کوتاه‌تر، پوشش فلزی کمتر و ناهمگون است، اما در شرایط بهینه یعنی پس از هشت دقیقه رسوب‌دهی، سطح پارچه یکنواخت‌ترین و پایدارترین ساختار فلزی را به دست می‌آورد. همین نمونه بهینه توانسته است به کارایی چشمگیری در حفاظت الکترومغناطیسی برسد؛ به‌گونه‌ای که میزان شیلدینگ آن برابر با ۵۵.۴ دسی‌بل گزارش شده و در عین حال چگالی حجمی بسیار پایین ۰.۱۱۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب دارد. چنین عددی به معنای دستیابی به پارچه‌ای بسیار سبک و در عین حال قدرتمند در برابر امواج است.

پژوهشگران در ادامه کارایی حرارتی این منسوج را نیز آزمایش کردند. نتایج نشان داد که این نمونه بهینه در کاربرد الکتروحرارتی، با اعمال ولتاژ ۵ ولت، می‌تواند دمایی تا ۱۳۳.۵ درجه سانتی‌گراد ایجاد کند؛ عددی که آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای لباس‌های گرمایشی سبک در شرایط سرد بدل می‌سازد. علاوه بر این، در آزمون فتوحرارتی نیز این پارچه با دریافت تابش نوری با شدت ۸۰۰ میلی‌وات بر سانتی‌متر مربع، دمایی در حدود ۷۷.۹ درجه سانتی‌گراد تولید کرد. این قابلیت می‌تواند در طراحی لباس‌ها و تجهیزات پوشیدنی که نیازمند تولید گرما بدون منبع انرژی مستقیم هستند، بسیار ارزشمند باشد.

یکی دیگر از ویژگی‌های برجسته این پارچه، خاصیت ضدباکتریایی آن است. بررسی‌ها روی دو گونه باکتری رایج یعنی اشریشیا کلی (E. coli) و استافیلوکوکوس اورئوس (S. aureus) نشان داد که نمونه بهینه در معرض تابش نور توانسته است به ترتیب ۶۲.۷ درصد و ۸۸.۳ درصد از رشد این باکتری‌ها را مهار کند. این یافته، کاربرد‌های گسترده‌ای در حوزه بهداشت و پزشکی برای این منسوج، از لباس‌های بیمارستانی و ماسک‌های محافظ گرفته تا پوشاک ورزشی، را فراهم می‌کند.

دوام و ماندگاری از دیگر معیار‌های کلیدی در ارزیابی این‌گونه منسوجات است. آزمایش‌های انجام‌شده نشان داد که پارچه فلزی‌سازی‌شده در فرآیند بهینه، پس از ۶۰ دقیقه شست‌وشو تنها ۲.۱۶ درصد از وزن خود را از دست داده است. این نتیجه بیانگر پایداری بالای پوشش نیکل-فسفر روی الیاف و امکان استفاده طولانی‌مدت از این محصول در شرایط واقعی است.

به گفته پژوهشگران، این پارچه نانویی با ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد خود می‌تواند در صنایع گوناگونی به کار رود؛ از جمله صنعت الکترونیک برای حفاظت از تجهیزات حساس در برابر تداخل امواج، صنعت پوشاک برای تولید لباس‌های گرمایشی و محافظتی، صنایع پزشکی برای ساخت تجهیزات ضدعفونی‌شونده که به مواد سبک، مقاوم و چندمنظوره نیاز دارند.