دانشگاه ووهان چین به روشی یک مرحله ای برای غیر قابل نفوذ کردن پنبه دست یافته است

محققان دانشگاه فناوری ووهان چین به روشی یک مرحله ای برای غیر قابل نفوذ کردن پنبه در برابر آب و روغن دست یافته اند. ماده به وجود آمده در اثر این روش به دلیل وجود کیسه های هوا، تا 35 برابر وزن خود در برابر آب و روغن شناور می ماند؛ لذا برای ساخت جلیقه نجات و مایو بسیار مناسب است. روش هایی که در حال حاضر برای ساخت پنبه دافع مایعات مورد استفاده قرار می گیرند، بسیار زمان بر هستند.

این تحقیق در ژورنال ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است. 

پارچه های ضد آب و ضد روغن به دلیل خاصیت ضد آب و خود تمیز شوندگی در حوزه فعالیت های آبی – تفریحی به شدت پرطرفدار هستند. با وجود اینکه پنبه یک پارچه محبوب است؛ اما به شدت آب دوست است و اکثر مایعات و عوامل آلوده کننده می توانند آن را به راحتی کثیف و غیر قابل استفاده بکنند. محققان در گذشته برای ارتقای قابلیت نفوذ ناپذیری پنبه، روکش های غشایی زیستی فوق پیشرفته را ساختند که به شدت دافع آب و روغن بودند. اما از آنجاییکه استفاده از آنها مستلزم گذراندن چندین مرحله زمان بر بود؛ لذا این پوشش ها عملاً در مقیاس های بزرگ تولیدی، کارآیی نداشتند. در برخی از تحقیقات نیز سعی شد تا نانوذرات در فرمول این پارچه های خاص ادغام گردد؛ اما نگرانی هایی در زمینه ریزش این مواد و آسیب های احتمالی زیست محیطی در این زمینه مطرح است.

ژیائو گنگ (Xiao Gong) و ژینتینگ هان (Xinting Han)، دو عضو آزمایشگاه کلیدی دولتی مواد سیلیکات برای معماری (State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures) دانشگاه فناوری ووهان چین، به دنبال راهی ساده جهت ساخت پوششی برای پارچه های پنبه ای بودند. ماده ای که هم دارای خواص دافع (مایعات) فوق العاده ای باشد و هم بتواند در برابر چالش های محیطی مختلف از خود مقاومت نشان دهد.

سرانجام این محققان موفق شدند تا با مخلوط کردن دوپامین هیدروکلراید، 3- آمینو پروپیل تری توکسی سیلان و 1H، 1H، 2H، 2H- پر فلورو دسیل تری توکسی سیلان و ادغام این ترکیب به مدت 24 ساعت در یک تکه پارچه پنبه ای؛ فرآیندی یک مرحله ای را برای ساخت یک پوشش ضد مایع بهینه کنند. نهایتاً این محلول سه قسمتی به یک پوشش یکنواخت قهوه ای تیره روی پارچه تبدیل گردید. این پنبه عمل آوری شده در آزمایشات به خوبی نشان داد که در برابر بسیاری از مایعات رایج غیر قابل نفوذ است. در ضمن این محلول جدید به راحتی الیاف داخلی پنبه را پوشانده و آنها را نیز ضد مایع می کند.

آزمایشات دیگر ثابت کردند که تنها عواملی مانند اسید قوی و شستشوی مکرر، به ترتیب مقاومت این پارچه را در برابر آب و مواد روغنی کاهش می دهند. پارچه عمل آوری گردیده با ماسه ریز به راحتی با آب تمیز می شد، در حالیکه نمونه کنترل تنها مقداری مرطوب گردید. محققان در نهایت به این نتیجه رسیدند که این ماده تا 35 برابر وزن خود شناور می ماند؛ زیرا در جاییکه این پوشش به پارچه متصل می شود، حباب های هوا در مقیاس نانو تشکیل می شوند. آنها می گویند پارچه پنبه ای با دوام شان، پتانسیل بالایی برای استفاده در محصولاتی دارد که در آن کاهش جذب آب و افزایش شناوری بسیار مهم است که از جمله می توان به مایو شنا و جلیقه نجات اشاره نمود.

بودجه این کار توسط بنیاد ملی علوم طبیعی (National Natural Science Foundation) چین و پروژه افتتاحیه آزمایشگاه کلیدی دولتی مهندسی مواد پلیمری (Opening Project of State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering) دانشگاه سیچوان تامین شده است.