منسوجات فنی؛ تحولی شگرف در دنیای مدرن

قسمت اول

نویسنده: مهندس وحید قربانی؛ عضو هیئت مدیره جامعه متخصصین نساجی ایران

با گسترش جوامع بشری، چه از نظر جمعیتی، و چه از نظر پیشرفت در زمینه‌های مختلف دانش و فناوری، به همان میزانی که مسائل و مشکلات پیش روی کاهش یافته، به همان میزان مشکلات جدیدی به وجود آمده که دارای پیچیدگی‌های بیشتری نیز هستند. پدیده‌ها و ابداعات بشر به ویژه در قرن بیستم، روند زندگی روزمره را تغییر داد و انتظارات عصر حاضر را به گونه جدیدی رقم زد. شاید بتوان جرقه و سرآغاز این تغییرات و شاید به عبارتی گویاتر “تحول” را انقلاب صنعتی اروپا دانست. انقلاب صنعتی که در پی عصر نوزایی (رنسانس) به وقوع پیوست: یک تحول صنعتی در راستای دگردیسی فرهنگی.

استفاده از نیروی ماشین به جای انسان، و احداث کارخانه ها که به صورت گسترده ابتدا در انگلستان اتفاق افتاد و نمود آشکار آن، تغییرات صورت گرفته در صنایع نساجی، به ویژه ریسندگی و بافندگی بود. این اتفاقات چشمگیر، روند زندگی انسان را به گونه دیگری رقم زد و سبک زندگی مدرن را به وجود آورد. سبک زندگی مدرن یعنی تلاش برای راحت شدن تعاملات روزمره و استفاده از زمان تا جای ممکن برای ایجاد تغییر: گاهی در راستای صلح بشری و گاهی دیگر در جهت جنگ.

تغییرات صورت در گرفته در شیوه معماری و ساختمان سازی (برج سازی، ایجاد پل‌ها، کانال‌ها، راه‌ها و…)، در ایجاد و بهبود وسایل نقلیه (اتومبیل، هواپیما، جت)، تغییرات چشمگیر در زمینه فناوری اطلاعات و ارتباطات (ریزپردازنده‌ها، تلفن‌های هوشمند، رایانه‌های شخصی، ماهواره‌ها و…)، تحولات اساسی در زمینه پلیمرها و کاربردهای آن‌ها، و… همه و همه از نتایج دگردیسی‌ای هستند که در قرن‌های شانزده و هفده میلادی به وقوع پیوست و تا کنون ادامه دارد و با سرعت سرسام آوری در حال حرکت است.

نکته بارز در همه این تغییرات، از ساختن آسمان خراش‌های بسیار بلند گرفته، تا خودروهایی با شتاب صفر تا صد زیر ۳ ثانیه، هواپیماهای مسافربری و جنگی و…. نیاز به مواد و ابزارآلاتی است که بتواند احتیاجات به تبع کابری را رفع نماید. برای مثال برای کاهش اثرات مخرب زلزله‌های بالای ۷ ریشتر که در ژاپن اتفاق می افتد، سازه‌های قدیمی دیگر مناسب نیستند؛ چرا که نه تنها توانایی تحمل چنین تنش‌هایی را ندارند، بلکه با افزایش جمعیت و تراکم، تخریب سازه‌ها، فجایع قابل ملاحظه‌ای را به بار خواهند آورد. بنابراین، همزمان با تغییر سبک زندگی و مدرن شدن آن، نیاز به به‌روز شدن مواد و مصالح نیز به شدت احساس می‌شود. موادی که باید ویژگی‌های مهمی را دارا باشند:

دوام: در عصر حاضر دیگر فقط استحکام و مقاومت بالا یا هر ویژگیِ دیگرِ مدِ نظرِ بسته به کابرد معیار نیست، بلکه مدت زمانی که سازه یا وسیله نقلیه یا… دارای این ویژگی هست حائز اهمیت است و شاید مهم‌ترین پارامتر برای ایجاد هر ساخته‌ای باشد.

کیفیت و کنترل کیفیت: در ادامه روند رو‌به‌رشد شیوه پسا مدرن، کیفیت، لازمه هر کالا یا خدمتی است. در عصر حاضر نیاز مبرم به درک کامل و درست از معیارهای سنجش کیفیت است؛ به عبارتی تخمین کیفیت در طول عمر استفاده از هر چیزی.

نوآوری: به همان صورتی که تمامی پدیده‌های اطراف در حال حرکت به سمت جلو هستند، باید نوآوری در روش‌های ساخت و مصالح نیز به وجود بیاید، چرا که مواد سنتی، برای مثال بتن و آهنی که در ساختمان‌های ده یا بیست طبقه استفاده می‌شدند، به همان صورت، دیگر قادر به حفظ دوام به مدت طولانی در برج‌های صد طبقه یا بلندتر نیستند.

سازه‌ها و ساخته‌های دست بشر در دنیای امروز اگر فاقد ویژگی‌های مذکور باشند محکوم به مطرود شدن هستند. با توجه به افزایش بارهای وارده از هر نوع، در نتیجه گسترش جوامع و همچنین نیاز به عملکرد بهتر و سریع‌تر در هر زمینه‌ای، ضرورت وجود مصالح و موادی را بیش از پیش آشکار می‌سازد که ویژگی‌های خاصی را به صورت اغراق آوری داشته باشند. برای مثال کاهش هر چه بیشتر وزن هواپیما، افزایش مقاومت بدنه اتومبیل، توان تحمل حرارت سرسام آور در محفظه احتراق جت‌ها و موشک‌های فضاپیما و… همه و همه این ضرورت را فریاد می‌زنند؛ جایی که نساجی به عنوان یک علم بین‌رشته‌ای و منسوجات فنی[۱] به عنوان دستاورد مهم قرن بیستم، پاسخی است جامع و کامل به اقتضاهای مدرن و پسا مدرن. پاسخی که با تمامی پیشرفت‌های بشر در زمینه علوم و فناوری تا کنون تمامی ابعاد آن شناسایی نشده و معادلات مجهول بسیاری را پدید آورده است، آن هم در حین کمک‌های شایان به حل مسائل پیچیده. مطالعه و پژوهش‌های علمی و عملی در ارتباط با منسوجات فنی یکی از مهم‌ترین موضوعات در حال بررسی در میان پژوهشکده‌های صنعتی و مراکز علمی و آموزشی تراز اول جهان است که سالانه مبالغ هنگفتی را برای این منظور به خود اختصاص داده است. پیش از آنکه به طور ویژه وارد مقوله منسوجات فنی شویم، بهتر است که ابتدا با تعاریف آن آشنا شویم.

همانطور که از عنوان منسوجات فنی برمی‌آید، این مواد یا به عبارت بهتر سازه‌ها از مشتقات منسوجات بوده و از آن‌ها حاصل می‌شوند. برای یادآوری ذکر می‌شود که منظور از منسوجات، انواع الیاف، انواع نخ و انواع مختلف پارچه‌ها بوده که می‌توانند از نظر منشأ تولید، روش تولید و… طبقه‌بندی شوند. بنابر تعریف ذکر شده، عامل اصلی که باعث به وجود آمدن دسته‌ای با عنوان منسوجات فنی شده قطعا کاربرد نهایی و انتظارت خاصی است که از محصول انتظار می‌رود. شایان ذکر است که به تبع کاربرد و عملکرد ویژه مورد توقع، روش ساخت هم در زمینه تولید منسوجات فنی گاها دستخوش تغییراتی بوده است. بنا به تعریف ارائه شده توسط موسسه نساجی[۲] و همچنین انجمن آزمون و مواد آمریکا[۳]، منظور از منسوجات فنی، “منسوجاتی هستند که برای کارهایی غیر از استفاده‌های روزمره و معمول، مانند پوشاک، مبلمان و کالای خواب و… به وجود آمده‌اند”. قابل ذکر است که به وجود آمدن موادی مانند الیاف کربن، شیشه و آرامید و استفاده از آن‌ها نیز موجب توجه بیش از پیش به مبحث منسوجات فنی شده است.

در راستای ارائه تعریفی مناسب و دقیق برای منسوجات فنی و مشخص شدن چهارچوب مطالبی که قرار است ارائه شود، بهتر است اصطلاح “منسوجات فنی” را از “منسوجات صنعتی[۴]” تفکیک کنیم، عباراتی که گاها به اشتباه به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند که با توجه پیشرفت‌های روزافزون در مقوله کاربردهای منسوجات در علوم و زمینه‌های مختلف، این نوع استعمال اشتباه است. امروزه منسوجات صنعتی خود شاخه‌ای از منسوجات فنی به شمار می‌آیند و به طور ویژه منسوج صنعتی به منسوجاتی اشاره دارد که در امور ساخت و تولید مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند تسمه نقاله، فیلترها و…؛ همچنین منسوجاتی که از آن‌ها در محصولات تولید شده در دیگر صنایع استفاده می‌شود مانند آنچه در کابل‌ها، عایق های حرارتی و صوتی در لوازم خانگی و… به کار رفته است. البته قابل ذکر است که بیان تعریفی جهان شمول و مورد قبول همگان در این زمینه اگر نگوییم غیرممکن، ولی کار بسیار دشواری است و تعاریف ارائه شده بسته به رویکرد و نگاه می‌تواند تا حدودی با یکدیگر تفاوت داشته باشند.

در ادامه این مطلب، ابتدا به طبقه‌بندی منسوجات فنی پرداخته و به منظور آشنایی بیشتر با ادبیات موضوع و همچنین رسیدن به زبان مشترک، تعاریف دیگری ارائه خواهد شد. در همین راستا، الیاف با کارآیی بالا که کاربردهای فراوانی در زمینه منسوجات فنی دارند به طور مختصر معرفی شده و به بیان ویژگی‌ها و کاربردهای هریک از آن‌ها پرداخته می‌شود. سپس با توجه به طبقه‌بندی ارائه شده برای منسوجات فنی، کاربردهای آن‌ها نیز بیان می‌شود. همچنین قابل ذکر است که در این سری مقالات، مواد مرکب (کامپوزیت‌ها) به طور اختصاصی، هم از نقطه نظر علمی، و هم از دید صنعتی وارسی خواهند شد.

[۱] Technical Textiles

[۲] Textile Institute

[۳] ASTM

[۴] Industrial Textiles