پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران با ترکیب نانوذرات اکسید روی و فناوری پلاسمای سرد، پارچهای پنبهای با قابلیت محافظت بسیار بیشتر در برابر پرتو فرابنفش تولید و آزمایش کردهاند؛ فناوریای که میتواند در آینده برای تولید لباسهای محافظ کارکنانی که ساعات طولانی در فضای باز فعالیت میکنند، مورد استفاده قرار گیرد.
به گزارش دیدهبان علم ایران، قرار گرفتن طولانیمدت در معرض پرتو فرابنفش خورشید یکی از عوامل خطر مهم برای سلامت کارکنان فضای باز است. پرتوهای فرابنفش میتوانند به پوست آسیب برسانند و مواجهه طولانیمدت با آنها با افزایش خطر برخی بیماریهای پوستی از جمله سرطان پوست همراه است.
در پژوهشی که در مجله Scientific Reports منتشر شده، نفیسه نصیرزاده، فریده گلبابایی، رضا فریدیمجیدی و محمدرضا منظم اسماعیلیپور از دانشگاه علوم پزشکی تهران، امکان استفاده از نانوذرات اکسید روی (ZnO) و پلاسمای سرد برای افزایش محافظت پارچههای پنبهای در برابر UV را بررسی کردهاند.
نانوذرات اکسید روی در خدمت لباسهای محافظ
اکسید روی از موادی است که قابلیت جذب پرتوهای فرابنفش را دارد. پژوهشگران در این مطالعه نانوذرات اکسید روی را به دو شیوه شیمیایی و سبز تولید کردند و سپس آنها را روی پارچههای پنبهای اعمال کردند.
در روش سبز از مواد زیستی برای سنتز نانوذرات استفاده شد. پژوهشگران همچنین دو روش را برای بهبود اتصال نانوذرات به سطح پارچه مقایسه کردند: استفاده از اسید سیتریک و فعالسازی سطح پارچه با پلاسمای سرد.
پلاسمای سرد با تغییر ویژگیهای سطح پارچه میتواند به اتصال و توزیع بهتر نانوذرات روی الیاف کمک کند.
افزایش چندبرابری شاخص محافظت در برابر UV
مهمترین شاخص مورد بررسی در این پژوهش، ضریب محافظت در برابر فرابنفش (UPF) بود؛ شاخصی که هرچه مقدار آن بیشتر باشد، نشاندهنده توانایی بالاتر پارچه در جلوگیری از عبور پرتو فرابنفش است.
پارچه پنبهای بدون پوشش در این آزمایش UPF برابر ۳۸.۹۲ داشت. پس از پوششدهی با نانوذرات اکسید روی، این مقدار به شکل چشمگیری افزایش یافت.
در پارچه حاوی نانوذرات تولیدشده به روش شیمیایی و اسید سیتریک، UPF به ۳۲۲ رسید؛ در حالی که استفاده از نانوذرات تولیدشده به روش سبز، این مقدار را به ۵۶۶ افزایش داد.
فعالسازی پارچه با پلاسمای سرد نیز عملکرد را بهبود بخشید؛ بهطوریکه UPF برای نانوذرات شیمیایی به ۳۴۱ و برای نانوذرات تولیدشده به روش سبز به ۶۵۸ رسید.
به این ترتیب، ترکیب نانوذرات اکسید روی تولیدشده به روش سبز و پلاسمای سرد بهترین عملکرد را در میان نمونههای آزمایششده داشت.
یک چالش مهم؛ دوام در برابر شستوشو
یکی از نکات مهم این پژوهش، بررسی عملکرد پارچه پس از شستوشو بود.
پژوهشگران دریافتند که پس از پنج چرخه شستوشو، مقدار UPF در تمام نمونهها کاهش پیدا کرد؛ هرچند پارچههای تیمارشده همچنان محافظت قابل توجهی در برابر UV داشتند. برای نمونه، UPF پارچه حاوی نانوذرات سبز و پلاسمای سرد پس از پنج بار شستوشو ۶۱۶ گزارش شد.
این یافته نشان میدهد که افزایش دوام اتصال نانوذرات به الیاف، یکی از مسائل مهم برای تبدیل این فناوری آزمایشگاهی به لباسهای کاری قابل استفاده در شرایط واقعی است.
آیا پارچه نانویی همچنان قابل تنفس است؟
پژوهشگران علاوه بر محافظت در برابر UV، نفوذپذیری هوا را نیز بررسی کردند؛ موضوعی مهم برای لباسهای کار که باید برای استفاده طولانیمدت راحت باشند.
نتایج نشان داد برخی فرایندهای تیمار پارچه موجب افزایش نفوذپذیری هوا شدند، هرچند میزان آن بسته به نوع تیمار متفاوت بود. بنابراین، اثر همزمان پوشش نانویی و پلاسمای سرد بر راحتی حرارتی و ویژگیهای مکانیکی لباس نیازمند بررسیهای بیشتری است.
از آزمایشگاه تا لباس کار
پژوهشگران معتقدند نتایج مطالعه نشان میدهد ترکیب سنتز سبز نانوذرات اکسید روی و فناوری پلاسمای سرد میتواند رویکردی امیدوارکننده برای توسعه منسوجات محافظ در برابر اشعه فرابنفش باشد.
با این حال، هنوز نمیتوان از تولید یک لباس کار تجاری و آماده استفاده سخن گفت. خود پژوهشگران نیز بر ضرورت بررسیهای بیشتر درباره دوام پوشش، ایمنی و سمیت احتمالی نانوذرات، آزاد شدن نانوذرات در اثر شستوشو، ویژگیهای مکانیکی و حرارتی پارچه و امکان تولید در مقیاس صنعتی تأکید کردهاند. بنابراین، یافته این پژوهش را میتوان یک اثبات اولیه در مقیاس آزمایشگاهی برای افزایش محافظت پارچه پنبهای در برابر UV دانست، نه محصولی که در حال حاضر آماده ورود گسترده به بازار باشد.
انتهای پیام