On yıllardır, açık bir tekstil endüstrisi temel bir ticaret altında işletilmiş: bir kumaş, 1 ila 100 nanometreye kadar etkili bir şekilde su yalıtımı veya dayanıklı bir paket gerekli karmaşık ve genellikle çevresel olarak pahalı, laminatlar yaratamaz, nanoteknolojinin gelişi temel olarak bu denklemi değiştirdi, tekstillerin moleküler düzeyde nasıl tasarlandığı konusunda bir paradigma değişikliği sunabileceği konusunda bir paradigma değişikliği sunmuştu.

Fiziki Anlamak: Bizden Ayrılma, Lotus Leaves ve Vapor Transport

Nanoteknolojinin dönüştürücü gücünü takdir etmek için, biri öncelikle tekstillerde yatak ve buhar iletimlerini yönetmenin fiziksel prensiplerini anlamalıdır.Bir kumaşın sıvı sularını yeniden şekillendirme yeteneği yüzey enerjisi ve üstografi ile dikilir. Hidrophilic (su-loving) yüzeyler, kumaşı yaymaya ve ısıtılmış suya neden olur. Hydrofobik (su-fearing) yüzeyler su dökmek ve yuvarlanmak için suya neden olur.

Nanoteknoloji, bu Hidrofobik etkisini mimik olarak kullanarak doğayı en verimli su tasarrufu ile çok daha iyi yüzeyler haline getirir, bu fenomen, biyolojik olarak Lotus Etkisi, temas alanına dayanan bir yüzeysel mikro- ve nano ölçekli yüzey kabalığı, su damlacıkları ve sağlam yüzeyi arasındaki ısıyı azaltır.Bu, bir Cassie-Baxter devleti yaratır, damlacıklı havanın bir kompozit üzerinde otururken, önemli ölçüde bağlantı alanını azaltır.

Yüzey Enerjisinin Rolü ve Boyut

Düz bir yüzeyde su repellency için klasik ölçüm, düşük ücretli bir malzeme (örneğin, nano ölçekli kabaklarla temas açısına sahip bir yüzey) olarak kabul edilir; 150 dereceden fazla sayıda üreticinin, geleneksel olarak üstün olan, pürüzsüz film kaplamalarını elde etmesine izin verir.

Nefes Alma: Vapor Transport Challenge

Nefes alma, Moisture Vapor Transmission Rate (MVTR) veya daha titiz bir şekilde, buharlı direnç (Ret) ile katı filmlerin mikroskopik olarak işlev görmesini sağlar.Bu yapılar, doğal olarak bir şekilde hava ve buharlı mikroplimatiğe karşı bir şekilde direnç yaratır. Geleneksel su geçirmez membranları, politetrafluorokür (ePTFE) gibi, mikroskobik gözeneklerle katı filmleri tanımlar.

Nanoteknoloji farklı bir yaklaşım sunuyor. Katı bir film yerine, nanofiber membranları üç boyutlu ultra tanımlı fiberlerden inşa edilir. Bu yapı, su buhar moleküllerinin kaçmasına son derece küçük (200-500 nanometre) sıvı su damlacıklarını engellemek için mühendisi olabilir (genellikle 100 mikrometre veya daha büyük), ancak yüksek su geçirmezliği korumak için çok fazla yol açıyor.

Sular ve Nefes Alabilen Tekstiller için Çekirdek Nanoteknoloji Platformu

Çeşitli farklı nanoteknoloji platformları su yalıtımı ve nefesi kumaşlar oluşturmak için geliştirildi. Her biri, sıvı bariyer ve buhar iletiminin ikili hedeflerine ulaşmak için farklı bir mekanizma kullanıyor, performans, dayanıklılık ve maliyet açısından özel avantajları sunuyor.

Nanofiber Membranlarının Elektrospinning

Elektrospinning muhtemelen nanometre aralığındaki yüzeylerde kablolar oluşturmak için en belirgin nanoteknolojidir ve bir mat oluşturmak için bir substrat üzerinde toplanmaktadır.

ESpin Technologies ve Finetex gibi şirketler, yüksek ölçekli betonarme ve MVTR puanlarını sunan, yüksek çözünürlükte bulunan ve membran kalınlığına sahip olmak için mükemmel bir şekilde ticarileştirilmiş elektrospun membranları ticarileştirmiştir. [1] Elektrospun katmanları, talep edilen maliyet ve tutarlılık ihtiyaçlarını karşılayan veya doğrudan uygulanabilirliği olan kaplamalar ile doğrudan doğruya doğru şekilde dışlanmış olan kaplamalar için daha fazla kullanılır.

Sol-Gel, Nanoküreleri Türlü

Sol-gel süreci, sağlam ve son derece sadık nanofinishes oluşturmak için çok yönlü bir kimyasal yöntemdir.Süresel lifler üzerinde doğrudan bir 'sol', nanoparçacıkların (parçacık, titanyum dioksit veya bir ışık) bir sıvı öncülüğüne dönüştürür.Bu sol, metalik bir ağ ile kumaşa uygulanır.

Silica temelli sol kaplamalar, süperhidrofbik yüzeylere kıyasla olağanüstü etkilidir. Daha düşük enerjili molekülleri ile daha işlevsel hale gelebilecek kaba, dayanıklı bir tabaka oluştururlar. Çünkü kaplama, lif substratına kadar sabitlenmiş, sol tedaviler geleneksel topikal DWR (Durable Water Repellent) sona erebilir. Bu teknoloji, bir sonraki nesil olmayan su yedekleyici olmayan su yedekleyicilerinin kalbindedir.

Plazma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)

Plazma teknolojisi, nano ölçekli işlevselliği vermek için kuru, yüksek kontrollü ve çevresel olarak samimi bir yöntem sunar. PECVD, bir plazmanın ısıtıldığı birkaç nanometreye kadar bir motor odasına öncü gaz tanıtabilir.

plazma dekonomisinin önemli avantajları onun hassas ve minimum çevresel etkisidir. Bu nedenle su, çözücüler ve kurutma makineleri ıslak kimyasal bitirme ile ilişkili olarak kullanılır. Ayrıca, nanoküresel bir tekstil bitirme için son derece düzgün, pin deliği olmayan bir tabaka oluşturur.

Katman-by-Layer (LbL) Nano-assembly

Katman-by-Layer meclisi ultra-thin inşa eden sofistike bir tekniktir, mükemmel bir şekilde substratı olumlu ve negatif olarak polielectrolytes veya nanopartiküller için uygun bir şekilde açığa çıkartarak, bu çok katmanlı bir film, belirli fonksiyonlar için uygun nanometer düzeyinde hassas bir şekilde inşa edilebilir.

Su geçirmez/kahvelenebilir kumaşlar bağlamında, LbL, nemlere yanıt veren "akıllı" membranlar oluşturmak için kullanılabilir. A membran, yüksek nemde (açık gözenekler) ve kurutuşturma işlemi nedeniyle laboratuvarlar ile sınırlıyken, LbL, bir sonraki nesil için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmaktadır.

Measurable Performans vs. Geleneksel Sistemler

Nanoteknolojiye uygun kumaşlar sadece geleneksel membranların performansını taklit etmiyor; birçok açıdan onları aşıyorlar. nanoscale'de mühendis yapısına izin vermek, daha önce ters olan özelliklerin üstesinden gelmek için izin veriyor.

Hidrostatik Başkanın Ötekisi Yok Edin

Standart tekstil mühendisliği, bu kongreye karşı aşırı derecede düşük çözünürlükte (hidral kafa) sık sık sık sık sık sık sık sık 25.000 g /m24hrs'in üzerinde bir MVTR'yi koruyabildiğini anladı. Nanofiber membranları bu kongreye meydan okuyor.

Geliştirilmiş Durability ve Life Wash Life

Geleneksel su geçirmez giysileri ile ortak bir şikayet, DWR performanslarının zamanla bozulmasıdır. Geleneksel DWR kaplamaları sadece topikaldir; bu intrinsic dayanıklılığını sağlar ve kullanım sırasında su tasarrufu sağlayan özelliklerdir. Nanoteknoloji, özellikle de sol veya plazma dekontuşu, nanoteknoloji kaplamalarının çoğu için tekrarlanabilir veya gresyon olmadan tekrarlanabilir.

Ağırlık, Bulk ve Çevre Ayaklama

Geleneksel su geçirmez/ebreathable sistemler genellikle karmaşık, çok katmanlı bir laminat (outer kumaş, membran, içsel keten), bu da önemli bir ağırlık ve katı. Nanotech çözümleri, doğrudan bir kaplama veya ultra-thin nanofiber membranı olarak, aynı zamanda, bir doğrudan nanofiber kaplama ile sabit ve üretim hacmini önemli ölçüde azaltabilir.

Çevre ve Sağlık Kirliliği: PFAS Soru

Belki de bu tekstil segmentinde nanoteknolojinin benimsenmesi için en önemli sürüş faktörü, bu bağımlılıktan uzak durmaya yönelik genişlemeye yönelik çevresel ve düzenleyici baskıdır (PFAS). Standart DWR tedavilerinin ve Filtre bazlı membranların mirası çevrede kalıcı bir kimyasal miras bıraktı. Nanoteknoloji bu bağımlılıktan uzaklaşmak için sağlam bir teknolojik yol açıyor.

Fluorokarbonlar olmadan Geleceği Keşfetmek

Endüstri büyük bir değişimle karşı karşıyadır, AB'nin REACH düzenlemelerinin altında olduğu gibi önerilen kısıtlamalarla, nano ölçekli kabarık alternatifleri (paratın balmumu, silikonlar) sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan floranın ısıtılması ve şarj edici yüzeyleri ile karşı karşıya kalabilir (toplayıcılar 140 derece üzerinde).

Nanopartikül Güvenliği ve Yaşam döngüsü Değerlendirme

Nanoteknoloji PFAS problemini çözmeye yardımcı olsa da, kendi yaşam döngüsü değerlendirmelerini tanıtmaktadır. Sorumlu üreticiler fiber matrix içinde nanoparçapartiküller veya kaplamak için kullanılan nano TiO2 veya ZnO gibi, UV koruma veya antibakteriyel özellikler için kullanılırlar) tüm üretim sırasında, kullanım ve sonraki ecooksik etkiler aktif bir şekilde azalır ve nanoparçacıkların yüksek çözünürlükte kullanılmasını önerir.

Ticari Peyzaj ve Pazar Yaygınlığı

Su geçirmez/emekli tekstillerde nanoteknoloji artık laboratuvarla sınırlı olan soyut bir bilimsel konsept değildir. Ticari bir gerçeklik, çeşitli piyasa segmentleri arasında kabul edilen özel kimyasal şirketler ve tekstil innovatörler ile.

Açık ve Yüksek-Performance Apparel

Lider markalar aktif olarak nanoteknolojileri ürün hatlarına entegre ediyor. Schoeller Technologies uzun zaman önce nanosüre ile itibarını kurdu, çok sayıda nano-parçalı etki yaratan bir nano-parçacıklı bitirme. HeiQ, başka bir büyük oyuncu, HeiQ CleanTech, bir elektro-na bitirme teknolojisi sunuyor. [5]

Tüketici Apparel'in Ötesinde: Tıp ve Askeri

Nanoteknoloji kumaşlarını bir yürüyüş ceketi için cazip kılan aynı özellikler diğer kritik alanlarda önemlidir. Tıbbi tekstillerde, nanofiber membranları, patojenlere ve vücutsal sıvılara karşı mükemmel bir bariyer sağlarken, yüksek nem buhar iletimine izin verir, uzun prosedürler için daha rahat bir şekilde koruma sağlar. Askeri ve taktik uygulamalar için, su geçirmez sanayilerin kombinasyonu da önemli miktarda cam yapıştırıcılar ve hidroksitler için de gereklidir.

Yol Ahead: Scalability and Smart Tekstils

Dikkat çekici ilerlemeye rağmen, nanoteknolojiden önce önemli zorluklar tüm su yalıtım ve nefes geçirmez kumaşlar için varsayılan standart haline gelir. birincil engel ölçeklenebilirlik ve maliyetle çalışır. Prodüksiyon, defnesiz nanofiber membranları veya sol kaplamaları büyük korelasyon hatlarının ispatlanması gereken oranlarında hızla sonuçlanır.

En heyecan verici sınır “akıllı” veya uyarlanabilir nefes almada yatıyor. Araştırmacılar, yüksek kullanım sırasında dinamik olarak sıcaklık ve nemdeki değişikliklere yanıt veren nanoyapılan membranlar geliştiriyorlar. Tam olarak soğuk, kuru koşullarda sıcaklık yaratmaya çalışan bir kumaş düşünün, ancak nanoyapım geri dönüşümlü olarak yüksek kullanım sırasında hızlı nemden kaçmasına izin vermek için açıyorlar.Bu "breathable-on-on-on-on-yalı" tekstillerin geleceği, ve nanoteknolojinin tam olarak programlanmış olması, hassas malzemeler, bu yeteneğin ve nanoyapımsal mühendisliğin geleceği, bir araya gelmesinden önce, bir tekstil taahhütlü bir performans ve nanoyapımsal sorumluluğun nihai hedefidir.