به نقل از «آنا»

ابداع نانوفیبر غیرسمی و سازگار با محیط زیست

تاریخ انتشار: ۱ آبان ۱۳۹۶ | کد خبر: ۱۵۱۹۹۶۷۹

مهندسان دانشگاه آمهرست ماساچوست آمریکا موفق به تولید نانوفیبری (نانو الیاف) شدند که کاملا با محیط زیست سازگار و غیرسمی است و کاربردهای وسیعی خواهد داشت.

به گزارش گروه رسانه‌های دیگر آنا، مهندسان شیمی دانشگاه آمهرست ماساچوست به نام‌های جسیکا شیفمن و سارا پری، نانو الیاف سازگار با محیط زیست و غیر سمی ساختند که کاربردهای وسیعی در زمینه‌های پزشکی، بهداشت و سلامت، محیط زیست و بسته‌بندی مواد غذایی خواهد داشت.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این تحقیق با کمک سه ساله و 338 هزار دلاری بنیاد ملی علوم آمریکا انجام گرفت. این بنیاد از تحقیقات بنیادی برای توسعه و استفاده از این مواد پارچه جدید نانوفیبری سازگار با محیط زیست حمایت می‌کند.

شیفمن و پری می‌گویند که رمز موفقیتشان نگاه متفاوت به پلیمرها است. در حالی که روش‌های سنتی ساخت الیاف مبتنی بر پلیمر نیاز به استفاده از حلال‌های آلی سمی دارد، این روش جدید از پلیمرهایی استفاده می‌کند که برای ساخت الیاف از محلول آب و نمک استفاده می‌کنند.

الیاف حاصل از آن بسیار پایدار هستند، حتی اگر در معرض دمای بالا باشند و یا در حلال‌های آلی غوطه‌ور شوند.

روش موجود برای ساخت نانوفیبرها بر اساس یک فرایند شناخته شده به عنوان الکترواسپینینگ صورت می‌گیرد؛ جایی که یک نیروی الکتریکی برای رسم کردن یا کشیدن رشته‌های پلیمری از الیاف جامد با مقیاس نانو استفاده می‌شود تا پارچه‌ای نرم و انعطاف پذیر را تشکیل دهند. این روش معروف در تشکیل الیاف از بیش از 100 پلیمر مختلف به کار گرفته شده است.

با این حال، استفاده از چنین پارچه‌های نانوفیبری به دلیل حاوی حلال‌های سمی بودن و یا مواد شیمیایی در محصول نهایی به شدت محدود است.

پری و شیفمن می‌گویند با استفاده از این روش جدید غیر سمی و سازگار با محیط زیست، به طور گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه آن استفاده می‌کنند و آنها را گسترش می‌دهند.

شیفمن می‌گوید: «این یک تغییر بنیادی است».

پری اضافه می‌کند: «روش جدید ایجاد نانو، زمینه‌های کاملا جدیدی در تحقیق و برنامه‌های کاربردی نانوفیبرها باز می‌کند».

استفاده‌های جدید برای مواد بافتی کاغذگونه می‌تواند پیشرفت فناوری‌های بهبود زخم را در پی داشته باشد چراکه الیاف می‌توانند به طور همزمان دارو رسانی و عفونت زدایی را انجام دهند.

پری و شیفمن می‌گویند که آنها همچنین می‌توانند برای تصفیه آب و در صنایع غذایی مورد استفاده قرار بگیرند تا زمانی که غذا خراب بشود یا دارای باکتری‌های مضر یا سایر تهدیدات بهداشتی باشند را تشخیص دهند.

استفاده‌های دیگر ممکن است شامل تمیز کردن مواد شیمیایی، تهیه زیست‌کش دفع آفات، دستمال مرطوب صورت و بسته بندی مواد غذایی باشد.

به‌ طور کلی الیاف به سه دسته الیاف معمولی، الیاف میکرونی و نانوالیاف طبقه‌بندی می‌شوند. طبق تعریف، الیاف دسته‌ای از مواد هستند که به‌صورت فیلامنت‌های مداوم بوده یا در طول‌های مشخصی بریده شده‌اند.

خاصیت اصلی الیاف نسبت طول به قطر بسیار بالا است. الیاف میکرونی الیافی هستند که در آنها رشته‌ها کمتر از یک دنیر است. در حقیقت دنیر واحد اندازه‌گیری دانسیته جرمی الیاف است که به‌صورت جرم در واحد گرم بر 9000 متر تعریف می‌شود.

الیاف با قطر کمتر از یک میکرومتر را نانوالیاف می‌نامند. این الیاف با طول‌های نسبتا کوتاه چند میکرونی و با قطر کمتر از 500 نانومتر مانند نانو سیم‌ها از انواع ساختارهای تک بعدی هستند.

به طور کلی چندین روش برای تولید نانوالیاف وجود دارد که برخی از آنها شامل روش کشش، جداسازی الیاف چندجزئی، روش قالب، دمش، جدایش فازی، خودآرایی ماکرومولکول‌ها، الکتروریسی و غیره است.

ریسندگی الکتریکی (الکتروریسی)، روشی برای تولید الیاف پلیمری با قطر زیر نانومتری است که ایده آن اولین بار توسط زلنی مطرح شد. در این روش هم از محلول مذاب و هم محلول پلیمری می‌توان استفاده کرد.

در این میان نتایج تحقیقات صورت گرفته توسط محققان فعال در حوزه فناوری تولید نانوالیاف، حاکی از برتری فرایند الکتروریسی نسبت به سایر روش‌ها است.

فرایند الکتروریسی از لحاظ سرعت تولید، تنوع، پیوستگی، سادگی، هزینه و تجاری‌سازی بر سایر روش‌ها ارجح‌تر است. تاکنون بیش از 100 نوع ماده پلیمری، کوپلیمری و مواد کامپوزیتی توسط این فرایند با موفقیت به نانوالیاف تبدیل شده‌است.

قطر الیاف نانو به پارامترهای مختلفی مانند غلظت پلیمر، ولتاژ الکتریکی اعمال شده، فاصله، دما، رطوبت محیط، ویسکوزیته، قطر سوزن و نوع جمع‌کننده بستگی دارد.

لایه‌ای که توسط نانوالیاف تولید می‌شود دارای خواص متمایز نسبت به سایر بی‌بافت‌ها است، زیرا با کمترین جرم بیشترین میزان لایه و سطح تولید می‌شود، به طوری که تنها با یک گرم پلیمر می‌توان 32 هزار کیلومتر الیاف 100 نانومتری تولید کرد.

بنابراین به‌راحتی می‌توان به اهمیت استفاده از نانوالیاف در کاربردهایی نظیر فیلتراسیون، لباس‌های محافظ، غشاها، پایه‌های کاتالیست و نیز داربست‌های مهندسی بافت پی برد.

نانو الیاف معدنی در زیست فیلتراسیون برای آلودگی‌زدایی به کار می‌رود. علاوه بر این از آنجایی که در فرایندهای الکتروریسی امکان اضافه کردن بسیاری از مواد به محلول الکتروریسی وجود دارد، بنابراین می‌توان انواع نانوالیاف عامل‌دار را جهت کاربردهای ویژه طراحی کرد.

منبع: ایسنا

منبع: آنا

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۱۵۱۹۹۶۷۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

معضلات از دست دادن اکوسیستم خاک/ حفاظت از خاک را باید جدی بگیریم

حسینی گفت: آمار‌ها حاکی از آن است که وقتی فرسایش خاک داریم معضلات بسیار زیاد را با از دست دادن اکوسیستم خاک به دست می‌آوریم.

به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری دانشجو، حلیا سادات حسینی، در چهارمین روز از هفته زمین پاک و در مراسم پیاده روی خانوادگی و پاکسازی، در تفرجگاه نرجس خاتون در منطقه ۱۵ در جمع فعالین محیط زیست به اهمیت و مشارکت مردم در قبال کاهش پلاستیک و نجات زمین و حفظ آن برای نسل‌های آینده اشاره کرد.

وی به معضلات محیط زیستی که منجر به عدم داشتن زمینی پاک می‌شود اشاره کرد و افزود: عواملی، چون توسعه شهرها، افزایش جمعیت، توسعه نامتقارن و عدم رعایت عدالت محوری در توسعه شهرها، منجر به بروز معضلات متفاوت و گریبان گیر زمین می‌شود.

حسینی در ادامه گفت: آمار‌ها حاکی از آن است که وقتی فرسایش خاک داریم معضلات بسیار زیاد را با از دست دادن اکوسیستم خاک به دست می‌آوریم؛ لذا می‌بایست حفاظت از خاک را به معنای واقعی جدی بگیریم و به مواردی، چون نقاط انفصال فاضلاب‌ها، استفاده از گیاهان بومی، مصرف آب‌های زیرزمینی، کاشت گیاهان همسو و هم جهت با شرایط اقلیمی توجه ویژه‌ای داشته باشیم تا بتوانیم خاک حاصلخیز و پویا را حفظ کنیم.

مدیرکل محیط زیست و توسعه پایدار شهرداری تهران در ادامه به پاکسازی طبیعت اشاره کرد و گفت: در هفته زمین پاک و با همکاری سازمان حفاظت محیط زیست، قصد داریم با انجام کار‌های نمادین این هفته را مهم جلوه بدهیم و حساسیت را در بدنه شهروندان ایجاد کنیم تا نسبت به محیط زیست پیرامون خود و حفظ زمین پاک، دغدغه‌مند شوند.

وی در پایان به موضوع فرهنگ سازی و توانمند سازی شهروندان اشاره کرد و افزود: آمار‌ها نشان می‌دهد که ۶ درصد از آلایندگی کره زمین مربوط به استفاده از صنایع شیمیایی و پلیمری است که منجر به تولید پلاستیک می‌شود. امیدواریم در آینده با فرهنگ سازی و دغدغه‌مند کردن شهروندان نسبت به کاهش مصرف پلاستیک و حفظ محیط زیست، شاهد هیچ نوع آلایندگی که حیات خاک را به خطر می‌اندازد نباشیم.