محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر به کمک نانوذرات مس، پارچه ضدمیکروبی جدیدی تولید نموده‌اند که قابل کاربرد در حوزه پزشکی و منسوجات خانگی است. این محصول از ثبات بسیار بالایی در شستشو برخوردار است و به روشی ساده و اقتصادی قابل تولید خواهد بود.
ساخت پارچه ضدمیکروبی با نانوذرات مس
هنگامی که راجع به الیاف ضد میکروبی صحبت می‌شود، اولین واژه‌ای که به ذهن می‌رسد نانونقره است. با این‌حال به دلیل خواص ضد میکروبی ذرات مس و اکسیدهای آن، کاربرد آن‌ها در منسوجات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. محققان با در نظر گرفتن قیمت کم‌تر مس از نقره، در این طرح تلاش نموده‌اند برای تولید پارچه‌های ضد میکروب، نانوذرات مس را به عنوان جایگزین نانوذرات نقره معرفی کرده و الیافی با خواص مطلوب و ثبات عالی تولید نمایند.
مهندس علی صدیقی حسن کیاده، دانشجوی دکتری رشته نانوتکنولوژی، درگفتگو با واحد خبری ستاد توسعه فناوری نانو بیان کرد: «فرایند معرفی شده ساده و دوست‌دار محیط زیست است. همچنین به دلیل استفاده از نانوذرات مس، مواد و روش تولید این الیاف اقتصادی است و می‌تواند جایگزینی مناسب برای پارچه‌های تکمیل شده با نانوذرات نقره باشد. ضمن اینکه محصول نهایی از پایداری و ثبات بالایی برخوردار بوده و درعین حال خواص عالی الیاف طبیعی پنبه نیز حفظ شده است.»
از آنجایی که این الیاف خواص ضد میکروبی، ضد باکتری و ضد قارچ بسیار مطلوبی دارند، می‌توانند در منسوجات بیمارستانی، به ویژه بخش‌های در معرض آلودگی و یا بخش‌های مرتبط با سلامت مورد استفاده قرار گیرند. همچنین به دلیل استفاده از نانوذرات مس، می‌توانند در منسوجات مورد استفاده در بخیه زخم و یا باندهای استریل جهت بهبود سریع سوختگی یا زخم به کار روند.
به گفته مهندس صدیقی، در ساخت این محصول، نانوذرات مس از طریق روش احیای شیمیایی روی پارچه پنبه‌ای سنتز و بارگذاری شدند. برای این منظور از نمک مس به عنوان آغازگر و سدیم هیپوفسفیت به عنوان احیاگر قوی استفاده شد. همچنین اسید سیتریک نیز به عنوان پایدارکننده و عامل محافظ در برابر اکسیداسیون و تجمع ذرات، به منظور کنترل اندازه نانوذرات مس، به کار رفته است. محصول نهایی این سنتز درجا، کامپوزیت پنبه/ نانو مس است که به دلیل اتصال شیمیایی بین نانوذرات و پارچه، از ثبات بسیار مطلوبی نیز برخوردار است.
مهندس علی صدیقی حسن کیاده، دانشجوی دکتری رشته نانوتکنولوژی، درگفتگو با واحد خبری ستاد توسعه فناوری نانو بیان کرد: «فرایند معرفی شده ساده و دوست‌دار محیط زیست است. همچنین به دلیل استفاده از نانوذرات مس، مواد و روش تولید این الیاف اقتصادی است و می‌تواند جایگزینی مناسب برای پارچه‌های تکمیل شده با نانوذرات نقره باشد. ضمن اینکه محصول نهایی از پایداری و ثبات بالایی برخوردار بوده و درعین حال خواص عالی الیاف طبیعی پنبه نیز حفظ شده است.»
از آنجایی که این الیاف خواص ضد میکروبی، ضد باکتری و ضد قارچ بسیار مطلوبی دارند، می‌توانند در منسوجات بیمارستانی، به ویژه بخش‌های در معرض آلودگی و یا بخش‌های مرتبط با سلامت مورد استفاده قرار گیرند. همچنین به دلیل استفاده از نانوذرات مس، می‌توانند در منسوجات مورد استفاده در بخیه زخم و یا باندهای استریل جهت بهبود سریع سوختگی یا زخم به کار روند.
به گفته مهندس صدیقی، در ساخت این محصول، نانوذرات مس از طریق روش احیای شیمیایی روی پارچه پنبه‌ای سنتز و بارگذاری شدند. برای این منظور از نمک مس به عنوان آغازگر و سدیم هیپوفسفیت به عنوان احیاگر قوی استفاده شد. همچنین اسید سیتریک نیز به عنوان پایدارکننده و عامل محافظ در برابر اکسیداسیون و تجمع ذرات، به منظور کنترل اندازه نانوذرات مس، به کار رفته است. محصول نهایی این سنتز درجا، کامپوزیت پنبه/ نانو مس است که به دلیل اتصال شیمیایی بین نانوذرات و پارچه، از ثبات بسیار مطلوبی نیز برخوردار است.
تصاویر SEM پارچه پنبه‌ای حاوی نانوذرات مس در دو بزرگ‌نمایی متفاوت
نتایج آزمون‌های مکانیکی و شیمیایی نشان داده است که ذرات سنتز شده در مقیاس نانو بوده و پارچه پنبه‌ای، استحکام خود را حفظ کرده است. خاصیت آب‌گریزی، خواص مکانیکی متفاوت با پارچه پنبه‌ای خالص و خواص ضدمیکروبی فوق‌العاده از ویژگی‌های این نانوکامپوزیت جدید است؛ به گونه‌ای که حتی بعد از ۳۰ بار شستشو در شرایط استاندارد، خواص ضدمیکروبی آن دستخوش تغییر محسوسی نمی‌شود.
در توضیح عملکرد ضدمیکروبی این محصول باید گفت که نانوفلز مس با توجه به مساحت سطحی و بار سطحی بیشتر، تماس و واکنش بیشتری با سطح باکتری دارد. این امر سبب می‌شود خواص ضد میکروبی نانوذرات در مقایسه با فلز مس به شدت افزایش یابد. همچنین رهاسازی یون‌های مس از پارچه آرام‌تر و به میزان بیشتری صورت می‌گیرد. خواص آب‌گریزی یا دفع آب پارچه نیز به دلیل مسدود شدن گروه‌های آب‌دوست زنجیر پلیمری پنبه و تشکیل سد فیزیکی در برابر نفوذ آب به داخل پارچه، توجیه‌پذیر است. از طرفی رنگ‌پذیری، خواص مکانیکی و رنگ پارچه با توجه به نانومقیاس بودن مس با حالت توده یا حجیم آن متفاوت است.
پارچه‌های تولید شده به این روش با قابلیت درمان موضعی و پیشگیرانه در برابر عفونت‌ها، کاربردهای گسترده‌ای در تولید نوار و پانسمان و بخیه زخم‌ها خواهند داشت.
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر مجید منتظر، دکتر ناهید همتی نژاد- اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر- و مهندس علی صدیقی حسن کیاده است در مجله‌ی Cellulose (جلد ۲۱، شماره ۳، ماه فوریه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۱۱۹ تا ۲۱۳۲) منتشر شده است.
