ההשפעה של ננוטכנולוגיה על מארגי מים חסיניים ושחפת

במשך עשרות שנים, תעשיות הטקסטיל החיצוניות והטכניות המופעלות תחת הסכם סחר יסודי: ניתן יהיה להנדס את הבד כדי להיות יעיל עמיד למים או נוח נשימה, אבל השגת חבילה קלה, יציבה הנדרשת מורכבת, ולעתים קרובות יקר לסביבה, להשחית, לא רק את הופעת ננוטכנולוגיה שינתה את המשוואה הזו, המציעה שינוי פרדיגמה באופן שנועד ברמה המולקולרית בדיוק על ידי מניפולציה של 100 חומרים חדשים ולא רק כדי ליצור אפקט של חומר נשימות פונקציונליות, אלא גם לא רק על מנת ליצור אפקט חסר תקדים, אלא גם על מנת למנוע את המולקולות לא פחות או לא פחות או יותר ממות, אלא גם על מנת למנוע את המולקולות, אלא גם על מנת למנוע את המולקולות פונקציונליות באופן בסיסי, אלא גם על מנת למנוע את הפחתת מים, אלא גם על ידי ייצור של חומר ניקוי יעיל לחלוטין, אלא גם על פני 100 גרם יעיל לחלוטין, אלא גם על פני 100 גרם יעיל לחלוטין, אלא גם על מנת למנוע מחדש של חומר ניקוי יעיל לחלוטין, אלא גם על פני כדור דבש יעיל לחלוטין, אלא גם על גבי נוסחאות פונקציונלי, אלא גם על פני כמות מספקת של חומר ניקוי יעיל לחלוטין, אלא גם על ידי ייצור של חומר ניקוי יעיל לחלוטין, אלא גם על ידי ייצור של חומר ניקוי יעיל לחלוטין, אלא גם על ידי

הבנת הפיזיקה: רינג, לוטוס עוזב, ו Vapor Transport

כדי להעריך את הכוח הטרנספורמציי של ננוטכנולוגיה, יש להבין תחילה את העקרונות הפיזיים השולטים בלחיצות ותיקון של הטקסטיל. יכולת של בד להדוף מים נוזליים מוכתבת על ידי האנרגיה והטופוגרפיה שלה. משטחים הידרופילליים (אהובים מים) גורמים טיפות מים להתפשט רטובה רטובה ומטהרפת את הבד.

ננוטכנולוגיה מצטיין במיקסום אפקט הידרופובי זה על ידי חיקוי פני השטח היעילים ביותר של הטבע, כגון עלון הלוטוס. תופעה זו, המכונה מדעית אפקט הלוטוס, מסתמכת על משטח מיקרו-יקום וננו-סולק משטח כי מלכודות אוויר בין טיפות המים לבין פני השטח המוצק.זה יוצר מצב קסו-ברק, שבו הנפילה יושב על פני כדורי אוויר מתוחם באופן דרמטי, עם כדורי אוויר מורכב, לעתים קרובות, עם כדורי מגע מוצק, עם כדורי מים מורכב, עם כדורי מים.

תפקיד האנרגיה והמגע

המדידה הקלאסית לדחיית מים על פני השטח שטוח היא זווית מגע. Aמשטח עם זווית מגע גדול יותר מ 90 מעלות נחשב הידרופובי; יותר מ-150 מעלות הוא superhydrophobic. ציפויים nanostructured להשיג זווית מגע אולטרה גבוהה על ידי שילוב חומר דל-אנרגיה-קרקע-קרקע (כמו פולימרופתי פלואורין או שרשרת פחמן ספציפית) עם גססוליום בקנה מידה גדול מאפשר מצופה זה לאיום נמוך יותר כדי למנוע מים מצופה, כמו ציפוי קצר יותר דביקה, 000 הוא יותר מצופה מים דביקה, כמו קונבנציונאליטרנטית מים מצופה יותר מצופה יותר מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה דביקה יותר מצופה מצופה מצופה דביקה יותר מצופה מצופה מים מצופה מצופה מצופה דביקה דביקה דביקה מצופה מצופה , 000 דביקה דביקה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מים מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה

נשימה: אתגר התחבורה Vapor

הנשימה נמדדת באופן רשמי כקצב ההעברה של Moisture Vapor (MVTR) או, קפדני יותר, ההתנגדות הevaporative (Ret) היא מתארת את היכולת של הבד לאפשר נפיחות מים (perspiration) להתפוגג ממיקרוקלי חם, לחסן ליד העור לסביבה החיצונית.

ננוטכנולוגיה מציעה גישה שונה.במקום סרט מוצק, ננופיבר membranes בנויים מרשת תלת-ממדית של סיבים אולטרה-פין.מבנה זה יוצר רשת מאוד מקושרת מאוד.ניתן להנדס את הנקבוביות להיות קטן מאוד (200 ננומטר) כדי לחסום טיפות מים נוזליות (אשר בדרך כלל 100 מטר או גדול יותר), אך ⁇ 80% (נפיחות), כדי למנוע את המולקולות גבוהות יותר עבור מים רגישים יותר, כדי למנוע את המולקולות אלה.

פלטפורמת ננוטכנולוגיה של מים חסיניים וטקסטיל נושם

כמה פלטפורמות ננוטכנולוגיה נפרדות פותחו כדי ליצור בדים עמידים למים ונשפים.כל אחד משתמש במנגנון אחר כדי להשיג את המטרות הכפולות של מחסום נוזלי ותיקון vapor, המציע יתרונות ספציפיים מבחינת ביצועים, עמידות, ועלות.

אלקטרוסינוב של ננופיבר מברינסנס

אלקטרוספינינג הוא ככל הנראה הננוטכנולוגיה הבולטת ביותר ליצירת עמידת מים עמידים / מלמברנסים בר-קיימא.התהליך משתמש שדה חשמלי גבוה-מכילה גבוהה כדי למשוך פתרון פולימרי טעון לתוך מטוסים בסדרי סילון בסדר. כמו המזהמים המפתורים, הסניפים האלה מוצקים לתוך סיבים עם קוטרים בטווח ננומטר והם נאספים על תת-סטריט כדי ליצור לא-מוח.

חברות כמו eSpin Technologies ו- Finetex יש membranes אלקטרו-ספגנטיות המציעות ראש הידרוסטטי תחרותי ודירוגי MVTR. יתרון מפתח אחד הוא היכולת סיבים חד-פעמיים, גודל נקבוב, ועובי מלמברן כדי להשיג מטרות ביצועים מדויקות.עם זאת, דרוג תהליך הייצור ממעבדה לתפוקה גבוהה, רול-to-to-to-to-to-roll כי עומד עלות הביקוש ומורכב דרישות אלקטרו-מולידיות אלה כבר בשימוש במהירות על פני השטח של שכבות אלה.

Sol-Gel Derived Nanocoatings

תהליך הגלסולי הוא שיטה כימית תכליתית ליצירת חלקיקים חזקים ומדביקים מאוד ישירות על סיבי טקסטיל. A "sol" הוא השעיה קולואידית של חלקיקים (לעתים קרובות silica, titanium דו חמצני, או alumina) במבשר נוזלי. sol זה מוחל על הבד באמצעות ⁇ , ריסוס, או דיבה.

ציפויים מבוססי סיליקה סולמות הם יעילים במיוחד ליצירת משטחים סופר-hydrophobic. הם יוצרים שכבה גסה, עמידות שניתן לתפקוד נוסף עם מולקולות אנרגיה דלת-קרקע נמוך. כי הציפוי מעוגן באופן שווה לסיבים substrate, טיפול גמיש-G-סול-גל שניתן להשיג עמידות מעולה לרחוץ ולחתוך בהשוואה לאפקטים קונבנציונליים DWR (חומרים) (מסוגים) הוא מסוגל להגיע לכימיקלים רבים על מנת למנוע כימיקלים שאינם מוגמרים).

Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)

טכנולוגיית פלאסמה מציעה שיטה יבשה, מבוקרת מאוד וידידותית לסביבה להקניית פונקציונליות ננומטרית.PECVD כרוך בהבאת גז מבשר לתוך תא ריק שבו פלזמה מוצת.הפלסמה שוברת את המולקולות לתוך סטיות תגובתיות מאוד רדיקלים, אשר לאחר מכן להפקיד סרט פולימר דק ותואם על פני השטח.

היתרונות העיקריים של פיזור פלזמה הם ההשפעה המדויקת והמינית הסביבתית.זה מבטל את הצורך במים, פותרים, תנורי ייבוש הקשורים לסיומו כימי רטוב.יתר על כן, הננו-מחדש מהווה שכבה אחידה מאוד, נטולת פירע סביב כל סיבים בודדים, יצירת מחסום עמיד ללא כריתת משקל של המאגדות, ובכך שמירה על נשימות ותחושה של תהליך היסטורי, התקדמות במערכות אטמוספירליות, הן שהופכות לסילוקאטמיות לפלסמה מתמשכת.

Layer-by-Layer (LbL) Nano-assembly

שכבת שכבות-על-ידי-Layer היא טכניקה מתוחכמת אשר בונה סרטים אולטרה-תאין, פונקציונליים מאוד על ידי חשיפת סרט תת-סטריט חיובי ומוטען באופן חיובי פוליאלקטרוניקה או חלקיקים. על ידי חזרה על מחזור מטבול או ריסוס זה, סרט רב-שכב ניתן לבנות עם דיוק ברמה ננומטר מותאם לפונקציות ספציפיות.

בהקשר של בדים עמידים למים / בריחת מים, LbL יכול לשמש ליצירת membranes "חכם" אשר מגיבים לחות. a membrane יכול להיות מהתאספו מפולימר כי swells לחות גבוהה (פות פתוח) וכווץ בתנאים יבשים (סגור pores) זה נותן את הפוטנציאל עבור "אינטליגנטי" נשימה: כמו ללבוש perspires perspires) בעיקר על ידי מערכת העיכול מורכבת, תוך שיפור יעיל יותר, תוך כדי שיפור יעיל.

ביצועים מורדים לעומת מערכות מסורתיות

בדים ננוטכנולוגיה-מיושבים לא רק מחקים את הביצועים של קרום מסורתי; במובנים רבים, הם עולים עליהם.היכולת מהנדס מבנה ב- ננומטרי מאפשרת לפירוק התכונות שהיו בעבר verse.

שוברים את הראש הגאוסטי מול מערכת יחסים הפוכה

הנדסת טקסטיל סטנדרטית הבינה כי הגדלת עמידות למים (ראש הידרוסטטי) לעתים קרובות דרשה מלמברה עבה או צפופה יותר, אשר באופן בלתי נמנע מופחת נשימה (MVTR) אתגר membranes על האמנה זו. porosity גבוהה שלהם גבוה יותר ופרופיל רזה מאוד אומר שהם יכולים להשיג ראש הידרוסטטי של יותר מ 20,000 מ"מ תוך שמירה על MVTR מעל 25,000 g /2 / m / 2 / 24 זה, זה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 000 000 זה כבר יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

שיפור יכולת ושחייה החיים

תלונה נפוצה עם בגדי מים קונבנציונליים היא ההשפלה של ביצועי DWR לאורך זמן.DWR המסורתית מסיסים הם פשוט אקטואלי; הם מודעות חלש על פני פני השטח הסיבים והם מרוחקים או כימיים במהלך השימוש והלהבנה. ננוטכנולוגיה, במיוחד sol-gel או פלזמה, יוצרת ציפויים כי הם מחוברים זהה או מחוסנים לסיבים עם סיבים שימושיים לעתים קרובות על ידי צינורות מים.

ירידה במשקל, בולק, וטביעת רגל סביבתית

מערכות מסורתיות עמידות למים / נשימה לעתים קרובות כרוכות מורכבות, רב שכבתיות (מרקם לאר, membrane, מלנברן פנימי), אשר מוסיף משקל משמעותי וגודל.פתרונות ננוטק, בין אם כציפוי ישיר או מפלט אולטרה-אין ננופיבר, יכול להפחית באופן משמעותי את המשקל הכולל ואת עובי של הלבוש. a מצורף עם מומנטום ישיר הוא ציפוי גלם וחייב יותר מאשר אחד של חומר עמוק לתוך רמה אחת של שימוש ישיר של חומר זה.

מדדי איכות הסביבה והבריאות: שאלת PFAS

אולי הגורם המניע המשמעותי ביותר לאימוץ של ננוטכנולוגיה במגזר הטקסטיל הזה הוא הלחץ הסביבתי וה הרגולטורי המואץ לחסל חומרים per- ופוליפלולקל (PFAS) המורשת של טיפולים סטנדרטיים DWR ו-PT-based membranes הותירה מורשת כימית מתמשכת בסביבה.ננוטכנולוגיה מספקת מסלול טכנולוגי חזק לנוע הרחק מהתלות זו.

ניווט העתיד ללא פלואורופחמימים

התעשייה עומדת בפני שינוי גדול, עם הגבלות המוצעות כמו אלה תחת תקנות REACH של האיחוד האירופי שמטרתו לשלב את PFAS סטנדרטי לא-fluorinated חלופות (שעווה, 140 סיליקון) לעתים קרובות נאבקים להתאים את עמידות ודחיית כימאיים עמידים של מוטציות שטף (NanoFAs) מייצגות ביצועים גבוהים של מים באמצעות אפקט ננומטריד זה יחד עם מולקולה מסחרית (חומרים) על ידי סיליקון) מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי מולקולה של חומרים מ"מחדשנים (חומרים) סיליקון) מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי סיליקון (חומרים מוגזים (חומרים מוגזים (חומרים) סיליקון) סיליקון) סיליקון) מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי מולקולה של חומרים כימיים על ידי מולקולה גבוהה על ידי סיליקון) מולקולה גבוהה על ידי מולקולה גבוהה על ידי סיליקון (חומרים מוגזים חד-ידי מולקולה של חומרים כימיים על ידי סיליקון (חומרים מטבולית (חומרים מוגזים (חומרים) סיליקון) יכול להשיג סיליקון) סיליקון) סיליקון) 000 ביצועים גבוהים

הערכה של NNOParticle Safety and Lifecycle Assessment

בעוד ננוטכנולוגיה עוזרת לפתור את הבעיה PFAS, היא מציגה את מערך שיקולי מחזור החיים שלה.הפוטנציאל של חלקיקים מהונדסים (כגון ננו TiO2 או ZnO המשמש להגנה UV או תכונות אנטיבקטריאליות) להישמר במהלך הכביסה וההשפעה האקולוגית שלהם היא תחום פעיל של מחקר.

הצצה מסחרית וחדירה לשוק

ננוטכנולוגיה בטקסטיל עמיד למים / בר-קיימא אינה מושג מדעי מופשט המפואר למעבדה.זוהי מציאות מסחרית, עם חברות כימיות מיוחדות וממציאי טקסטיל המניעים אימוץ על פני מגזרי שוק שונים.

המונחים: high-Performance Apparel

מותגים מובילים משלבים באופן פעיל nanotechnologies לתוך קווי המוצר שלהם. Schoeller Technologies ביססה את המוניטין שלה עם ננוספרה, סיום מבוסס חלקיקים שיוצר אפקט רב-העל-היתר. HeiQ, שחקן גדול אחר, מציע HeiQ ניקויTech, אלקטרו-nano-nano-no-no-in-in-Perfectance של קולומביה, נעשה שימוש בדוגמאות שיווק קפדניות, עם ביצועים מסחריים וטכנולוגיות מתקדמות של חומר זה יכול לאמת את הביצועים המסחריים של טכנולוגיה.

מעבר לצריח הצרכן: רפואי וצבאי

אותם תכונות שהופכות את צינורות nanotech ערעור עבור מעיל הליכה הם חיוני בתחומים קריטיים אחרים.בטקסטיל רפואי, nanofiber membranes לספק מחסום מעולה נגד פתוגנים ונוזלים פיזיים תוך מתן שידור לחות מעולה, מה שהופך שמלות כירורגיות ו-drapes נוח יותר עבור הליכים צבאיים וטקטיים, השילוב של בטיחות מים, נשימה, משקל, ועמידה עמידת פנים יכול גם לספק פילטרים כימיים גדולים.

הדרך Ahead: Scalability וטקסטיל חכם

למרות התקדמות יוצאת דופן, אתגרים משמעותיים נשארים לפני ננוטכנולוגיה הופכת לסטנדרט ברירת המחדל עבור כל הבדים עמידים למים ונשפים.הההה העיקרית היא ייצור קנה מידה ועלויות. Producing עקבי, ללא פגם של ננופיבר או ציפויים סולמות הגל בשיעורים הדרושים כדי לספק קווי apparel גדולים הוכיח קשה.

הגבול המרגש ביותר הוא "חכם" או נשימות הסתגלותיות. החוקרים מפתחים באופן פעיל את הממברנות nanostructured להגיב דינמי לשינויים בטמפרטורה ולחות.דמיין בד שהוא לגמרי מוצף בתנאי קור, יבש כדי לשמר חום, אבל nanostructure שלה מחדש באופן דינמי כדי לאפשר בריחה מהירה בלחץ גבוה של טקסטים "סבירים-לניים" מייצגים את המטרה הסופית של פעילות המוח, כמו גם יכולת דינמית של פעילות גופנית, כמו גם יכולת אקטיבית, אשר היא ליצור חומרים פונקציונלית, כמו גם יכולת הנדסתית, אשר היא ליצור חומרים פונקציונלית, כמו גם יכולת פעולה יעילה של פעילות גופנית, כמו גם יכולת הנדסתית, אשר היא, כמו גם יכולת הנדסתית, כמו גם יכולת הנדסתית, אשר היא ליצור, כדי לאפשר בריחה מהירה של פעילות גופנית, כדי לאפשר בריחה מהירה של פעילות גופנית, ואפקטים, כמו גם יכולת הנדסתית, כיפית, 000, אשר היא יעילה, כדי להבטיח, אשר היא יעילה של פעילות גופנית, אשר היא יעילה של פעילות גופנית, אשר היא יעילה, כמו גם יכולת חשיפה יעילה של פעילות גופנית, כדי לאפשר בריחה מהירה של פעילות גופנית, כמו גם יכולת חשיפה, כמו גם היא, כמו גם יכולת חשיפה, אשר היא יעילה של פעילות גופנית, אשר פותחה, אשר פותחה, כמו גם