วันพฤหัสบดีที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554

เสื้อนาโน

  เสื้อนาโน
 

 
 เสื้อนาโน คือ เสื้อที่ได้ประยุกต์เอาเทคโนโลยีในระดับนาโนเมตร ไปช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเนื้อผ้าธรรมดาให้กลายเป็นเสื้อผ้าพิเศษที่มีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้น
คุณสมบัติดังกล่าว ได้แก่
  • กันน้ำ
  • กันรังสียูวี
  • กันเชื้อแบคทีเรีย
  • กันไฟฟ้าสถิตย์
  • กันยับ
คุณสมบัติแต่ละตัวที่กล่าวมาข้างต้นล้วนตอบสนองต่อความต้องการของเราในยุคปัจจุบัน เรามาทำความเข้าใจกันมากขึ้นกับเสื้อที่มีคุณสมบัตินาโนกันเลยดีกว่า
"เสื้อกันน้ำ"
 
      
ปัจจุบันมีการนำสิ่งทอกันน้ำมาตัดเย็บเป็นเสื้อแจ๊คเก็ต เนคไท ผ้าพันคอ กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งจะทำให้เสื้อผ้าสิ่งทอเหล่านั้นสามารถป้องกันน้ำชา กาแฟ อาหาร ที่อาจหกเลอะเทอะบนเสื้อผ้าของเราได้ ทั้งนี้คุณสมบัติกันน้ำดังกล่าวคล้ายกับปรากฎการณ์ธรรมชาติ ที่เรียกว่า "น้ำกลิ้งบนใบบัว" ซึ่งเกิดจากความขรุขระบนพื้นผิว และการเคลือบของสารคล้ายขี้ผึ้งบนผิวใบบัวอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่ผิวสัมผัสของน้ำกับพื้นผิวใบบัว น้ำจึงกลิ้งบนใบบัวได้ ดังนั้นจึงสังเกตได้ว่าใบบัวจะ "สะอาด" ตลอดเวลา และแม้จะเปื้อนผุ่นหรือโคลน แต่เมื่อฝนตก น้ำฝนก็จะสามารถชะล้างฝุ่นและสิ่งสกปรกออกไปได้เป็นอย่างดี
       จากความรู้ดังกล่าวผสมผสานกับนาโนเทคโนโลยีจึงทำให้เราสามารถจำลองการทำงานของปรากฎการณ์ "น้ำกลิ้งบนใบบัว" ขึ้นได้ โดยการทำให้พื้นผิวของเสื้อผ้าที่สวมใส่มีลักษณะขรุขระ และเคลือบด้วยสารที่ไม่ชอบน้ำซึ่งจะทำให้น้ำ หรือ คราบ ชา กาแฟ ไม่สามารถหกเลอะเทอะบนเสื้อผ้าของเราได้เช่นกัน
“เสื้อกันรังสียูวี”
ปัจจุบันมีสารที่นิยมใช้ในการป้องกันรังสียูวี 2 ชนิด ได้แก่ ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) และไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ซึ่งสารเหล่านี้เมื่ออนุภาคมีขนาดเล็กลงจนถึงในระดับนาโนเมตร จะสามารถสะท้อนแสงและรังสียุวีได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากสารในระดับนาโนเมตรมีพื้นที่ผิวเพิ่มมากขึ้นนั่นเอง อีกทั้งยังโปร่งแสง มีลักษณะใส แต่สามารถป้องกันได้ทั้ง UVA และ UVB (ซึ่งมีขนาดความยาวคลื่นระหว่าง 280-400 นาโนเมตร) จึงมักนิยมใช้ผสมในครีมกันแดด และเมื่อนำสารดังกล่าวมาเคลือบบนเส้นใยหรือผ้าผืน เราก็จะสามารถผลิตเวื้อกันรังสียูวีได้

เกร็ดความรู้เรื่อง ยูวี
ทำไมจึงต้องป้องกันรังสียูวี นั่นก็เพราะว่าแสงยูวี เป็นสาเหตุหลัก ที่ทำให้ผิวเกิดมีริ้วรอย และอาจก่อให้เกิดมะเร้งผิวหนังได้ อีกทั้งยังทำให้เสื้อผ้าที่เราสวมใส่มีสีซีดอีกด้วย แสงยูวีแบ่งย่อยได้ 3 ชนิด คือ
ยูวีเอ (UVA)
มีความยาวคลื่น 320-400 นาโนเมตร เป็นช่วงคลื่นยูวีที่เป็นสาเหตุของการเกิดริ้วรอยและความเหี่ยวย่นของผิวหนังก่อนวัย ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างช้า
ยูวีบี (UVB)
มีความยาวคลื่น 280-300 นาโนเมตร เป็นช่วงคลื่นยูวีที่ทำให้เกิดการแดงและไหม้ของผิวหนัง เมื่อสัมผัสแดดนานๆ
ยูวีซี (UVC)
มีความยาวคลื่น 100-280 นาโนเมตร เป็นช่วงคลื่นยูวีที่มีพลังงานสูงสุด แต่ถูกดูดซับโดยโอโซนในชั้นบรรยากาศของโลก


เสื้อกันแบคทีเรีย
เสื้อกันแบคทีเรีย จัดว่าเป็นเสื้อเพื่อสุขอนามัยของคนรุ่นใหม่อีกแบบหนึ่ง เพราะได้เพิ่มคุณสมบัติพิเศษในการป้องกันเชื้อแบคทีเรียด้วยอนุภาคนาโน ที่สามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้ อนุภาคนาโนเหล่านี้ได้แก่ อนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ อนุภาคซิงค์ออกไซด์ และอนุภาคเงินนาโน (nanosilver) เป็นต้น

ไททาเนียมไดออกไซด์ และซิงค์ออกไซด์จัดเป้นสารประเภท “โฟโตคะตะลิสต์” ซึ่งจะสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียและกำจัดกิล่นได้ ก็ต่อเมื่อมีแสง เข้ามาร่วมด้วย ดังนั้น ถ้าเรามีเสื้อนาโนที่เคลือบด้วยไททาเนียมไดออกไซด์หรือซิงค์ออกไซด์แล้ว หลังจากสวมใส่เราจะต้องเอาเสื้อมาตากแดด เพื่อให้แสงแดดช่วยทำความสะอาดโดนฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดกลิ่นไม่พึงประสงค์ อย่างไรก็ดีไททาเนียมไดออกไซด์และซิงค์ออกไซด์ ไม่สามารถทำให้คราบต่างๆ ที่เลือะบนเสื้อผ้าหายไปได้ แต่หากเสื้อตัวนั้นมีคุณสมบัติกันน้ำร่วมด้วยก็อาจจะไม่ต้องเปลืองแรงซัก เป็นการประหยัดน้ำ และประหยัดเวลาได้อีกด้วย
อนุภาคเงินนาโน หรืออีกชื่อหนึ่งที่เรียกติดปาก “นาโนซิลเวอร์” เป็นสารระดับนาโนเมตรอีกตัวหนึ่งที่นิยมนำมาใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติฆ่าเชื้อแบคทีเรียหับเสื้อผ้าของเรา เมื่อเชื้อราและแบคทีเรียเข้าไปแตะบนเสื้อที่มีเงินนาโนเคลือบอยู่ อนุภาคเงินจะซึมผ่านผนังเซลล์ของแบคทีเรียเข้าไปทำปฏิกิริยากับสารบางตัวที่เยื่อเซลล์แบคทีเรีย และขัดขวางการแบ่งตัวของดีเอ็นเอ ซึ่งทำให้เชื้อแบคทีเรียตายลง
การทำงานของอนุภาคเงินนาโน ไม่จำเป็นต้องมีแสงเข้ามาช่วย ดังนั้น เสื้อนาโนซิลเวอร์จึงไม่จำเป็นต้องเอาไปตากแดด เพื่อกระตุ้นการฆ่าแบคทีเรีย แต่หากมีคราบเลอะเทอะ ก็จำเป็นที่จะต้องนำไปซัก เช่นเดียวกับไททาเนียมไดออกไซด์

เสื้อกันไฟฟ้าสถิต
เราสังเกตได้ว่าเวลาอากาศแห้ง เสื้อผ้าที่สวมใส่จะแนบบกับผิวหนังเหมือนเกิดแรงดูดระหว่างผิวหนังกับเสื้อผ้าของเรา นั่นคือ การเกิดไฟฟ้าสถิตย์ มักเกิดกับเส้นใยที่ทำจากไนลอนและโพลีเอสเตอร์ เพราะเส้นใยเหล่านี้ดูดซับน้ำได้ไม่ดี ทำให้ชุดที่สวมใส่ดูไม่ดี ทำให้เสียบุคลิก และก่อความรำคาญให้กับเราอีกด้วย
เราจะใช้อะไรในการลดไฟฟ้าสถิตย์
เนื่องจากไฟฟ้าสถิตย์เกิดเมื่ออากาศแห้ง เส้นใยผ้าก็แห้งไปด้วย วิธีแก้ ทำได้โดยเพิ่มความชื้นนั่นเอง สารที่เพิ่มความชื้นในเนื้อผ้าได้แก่ สารหมู่ไฮดรอกซิล (OH), ไซเลน นาโนซอล (silane nanosol) สารที่มีสมบัตินำไฟฟ้า ซึ่งสามารถลดไฟฟ้าสถิตย์ที่สะสมในเนื้อผ้าได้ ได้แก่ ไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2), ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) และแอนติโมนีตินออกไซด์ (ATO)
นาโนเทคโนโลยีเพื่อการลดไฟฟ้าสถิตย์ในเนื้อผ้า ได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในต่างประเทศ เช่น ใช้โพลีเตตระฟลูออโรเอทธีลีน (PTFE-Dupont’s Teflon) ในการเคลือบเส้นใยเพื่อป้องกันไฟฟ้าสถิตย์โดยเฉพาะ หรือที่บริษัท Gore-Tex I ได้ใช้อนุภาคระดับนาโนเมตรที่นำไฟฟ้าได้ป้องกันการเกิดไฟฟ้าสถิต เป้นต้น แต่สำหรับประเทศไทยนั้น คุณสมบัติป้องกันไฟฟเสถิตไม่เป้นที่นิยมนัก อาจจะเป็นเพราะเมืองไทยมีอากาศร้อนชื้น จึงทำให้ไม่มีปัญหาไฟฟ้าสถิตย์บนเนื้อผ้า เหมือนในประเทศเมืองหนาว

เสื้อกันยับ
จะดีแค่ไหนที่เรามีเสื้อผ้าที่ไม่ต้องรีดซึ่งนอกจากประหยัดเวลาในการรีดผ้าแล้ว ยังเป็นการช่วยชาติประหยัดพลังงานทางอ้อมได้อีกด้วย
ผ้าฝ้าย และผ้าไหม เป็นเนื้อผ้าที่สวมใส่สบาย แต่ยับง่ายเรามีวิธีการอย่างไรช่วยให้ผ้าทั้งสองชนิดยังใส่สบายเหมือนเดิมแต่ยับน้อยลง
วิธีการเดิมๆ เพื่อกันเสื้อยับย่นนั้น คือ การใช้เรซิน แต่วิธีนี้ยังมีข้อจำกัด เนื่องจากการใช้เรซินทำให้ผ้าแข็งกระด้างขึ้น การซับน้ำไม่ดี และทำให้ผู้สวมใส่อึดอัด เนื่องจากอากาศถ่ายเทไม่สะดวก
นาโนเทคโนโลยีช่วยลดข้อจำกัดตรงนี้ได้ ด้วยการใช้ ไททาเนียมไดออกไซด์กับผ้าฝ้ายและนาโนซิลิกากับผ้าไหม เนื่องจากไททาเนียมไดออกไซด์เป็นสารที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างเส้นใยเซลลูโลสในเนื้อผ้าฝ้ายได้ ส่วนนาโนซิลิกาผสมกับสารกระตุ้นมาเลอิกแอนไฮดรายด์ (maleic anhydride) สามารถช่วยป้องกันการยับในผ้าไหมได้

ที่มา   http://portal.in.th/nanosatcr/pages/11618/

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น