پارچه پنبه ای محافظ در برابر پرتو فرابنفش با استفاده از نانوذرات سیلیکون ساب اکساید

پارچه پنبه ای محافظ پرتو فرابنفش با استفاده از نانوذرات سیلیکون ساب اکساید توسط محققانی از دانشکده نساجی دانشگاه دونگ هوای شانگهای چین و دانشگاه کالیفرنیا ابداع شده است.

شیایان لیو نویسنده مسئول به همراه دیگر همکاران خود در مقاله ای که با عنوان Developing UV-protective cotton fabric based on SiOx nanoparticles در مجله Fibers and Polymers منتشر شده است، به بیان جزئیات این پژوهش پرداختند. در مقاله ایشان آورده شده است، سیلیکون ساب اکساید (SiOx) به علت ثابت دی الکتریک و ضریب شکست پایین آن توجه زیادی را به خود جلب کرده است، که x در SiOx می تواند بین ۰ تا ۲ باشد. خواص منحصر بفرد سیلیکون ساب اکساید آن را به عنوان لایه مانع در وسایل الکترونیکی، پوشش های نوری، کامپوزیت های پلیمری و به ویژه در مطالعه خواص ضدپیری در رابطه با برهم کنش های حرارتی، فرابنفش و ازن قابل استفاده نموده است.

انعکاس UVA و UVB بر نانوذرات سیلیکون ساب اکساید تا بیش از ۸۵ درصد است. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا، می توان دریافت که بر روی سطح نانو سیلیکون ساب اکساید تعداد زیادی نانو/ مزو تخلخل وجود دارد که انعکاس سطحی را افزایش می دهند.

سیلیکون ساب اکساید و ساخت پارچه محافظ در برابر پرتو فرابنفش

ساختار ویژه نانو سیلیکون ساب اکساید، خواص نوری خاص آن را که در مواد معمول موجود نیست، تعیین می کند. در این پژوهش، از عملکرد نوری ذاتی نانوسیلیکون سابوکسید برای بهبود خواص مقاومت در برابر پرتو فرابنفش پارچه و جلوگیری از آسیب های پرتو فرا بنفش استفاده شده است. همان طور که می دانید، پرتو فرا بنفش شامل UVA، UVB و UVC است که به ترتیب در نواحی ۳۱۵-۴۰۰، ۲۸۰-۳۱۵ و ۲۰۰-۲۸۰ نانومتر قرار می گیرد. پوست باید از پرتو فرا بنفش اضافی، به خصوص در ناحیه UVB که دارای بیشترین پتانسیل آسیب به پوست است، محافظت شود. محققین تاکنون تلاش کرده اند که خواص مقاومت در برابر پرتو فرابنفش پارچه را عمدتا با استفاده از ZnO، TiO2 و غیره بهبود بخشیده اند. اما هیچ گزارشی در رابطه با کاربرد سیلیکون ساب اکساید در منسوجات وجود نداشته است. آن چه در این پژوهش انجام شده است، استفاده از سوسپانسیون نانوسیلیکون ساب اکساید به علت عملکرد نوری منحصربفرد و برای بهبود خواص ضد پرتو فرابنفش پارچه پنبه ای بوده است. نتایج آزمایشگاهی شیایان و همکاران وی نشان داد که خواص مقاومت در برابر پرتو فرابنفش پارچه اصلاح شده به طور قابل توجهی افزایش یافته و هم چنین خواص مکانیکی پارچه اصلاح شده افزایش کوچکی را در مقایسه با پارچه اصلاح نشده اولیه نشان داده است.

UPF (فاکتور حفاظت در برابر پرتو فرابنفش) پارچه تکمیل یافته با سوسپانسیون نانو سیلیکون سابوکسید به ۶۲ رسید، که بسیار بیشتر از پارچه خام اولیه است. علاوه بر این، پس از ۵۰ بار شست و شوی خانگی خاصیت مسدودکنندگی پرتو فرابنفش پارچه اصلاح شده به علت تمایل شدید بین نانو ذرات سیلیکون ساب اکساید و لیف پنبه ای به میزان کمی تغییر یافت.