پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با ارائه‌ی روشی ساده و کم هزینه موفق به ساخت پارچه‌ی پنبه‌ای ضدباکتری شدند. این روش به دلیل استفاده از مواد اولیه‌‌ی زیستی و حلال آب سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد.
دانشگاه صنعتی امیرکبیر: روشی ساده و زیست‌سازگار در تولید پارچه‌های پنبه‌ای ضدمیکروبی
استفاده از مواد شیمیایی و حلال‌های آلی مختلف در مراحل تکمیل منسوجات، همواره مشکلات فراوانی را از نظر زیست محیطی و سلامت فردی به وجود می‌آورد. از طرفی پوشش دهی منسوجات با لایه‌های چند میکرونی سبب زبری پارچه و کاهش مقبولیت آن می‌شود. محققان در این طرح به دنبال استفاده از روشی بوده‌اند که با ایجاد لایه‌های نانومتری بر روی کالای پنبه‌ای، علاوه بر حفظ خصوصیات اصلی منسوج پنبه‌ای نظیر استحکام، آب دوستی و لطافت، ویژگی ضدباکتری نیز داشته باشد.
به گفته‌ی دکتر آزاده بشری، عدم استفاده از مواد ضد میکروبی غیرزیستی، عدم استفاده از حلال‌های آلی وکاهش هزینه‌ی سیستم‌های گرمایش صنعتی به علت انجام عملیات در دمای محیط از مهم‌ترین مزیت‌های روش پیشنهاد شده در این پژوهش است.
روش بیان شده ساده و کم هزینه است و منجر به تولید پارچه‌ی پنبه‌ای ضدباکتری شده است. علاوه بر آن، با توجه به استفاده از مواد زیستی (کیتوسان) به عنوان ماده‌ی اصلی ضد میکروبی، گسترش این فرایند در مقیاس صنعتی امکان‌پذیر خواهد بود. نتایج به دست آمده امکان استفاده از این منسوج به عنوان یک منسوج پزشکی و بهداشتی را تأیید می‌کند.
بشری در توضیح روش استفاده شده جهت تولید پارچه‌ی ضدباکتری عنوان کرد: «در این تحقیق به منظور ایجاد لایه‌ای نانومتری بر سطح کالای پنبه‌ای از روش لایه به لایه استفاده شد. خودآرایی لایه به لایه، روشی منحصر به فرد برای ایجاد یک فیلم کامپوزیتی بر سطح ماده‌ی زمینه است. این روش شامل لایه نشانی متوالی یک پلی کاتیون و یک پلی آنیون است که در نهایت یک فیلم چند لایه متشکل از مواد پلی الکترولیت به وجود می‌آید. این روش بر روی مواد مختلف با شکل‌های متفاوت قابل اجراست و مهم‌ترین ویژگی آن، استفاده از آب به عنوان فاز حلال است. در نتیجه نسبت به روش‌های دیگری که در آن‌ها از حلال‌های آلی استفاده می‌شود، با محیط زیست سازگارتر است. از سوی دیگر اجرای این روش در دمای محیط منجر به کاهش چشم گیر هزینه‌های اجرای فرایندهای تکمیل است.»
به منظور اتصال نانولایه به سطح الیاف پنبه، ابتدا پارچه‌ی زمینه آمین دار شد. سپس لایه‌هایی از پنتا سدیم تری پلی فسفات و کیتوسان به ترتیب روی پارچه قرار داده شد. در روند تحقیقات ویژگی‌های نمونه شامل ساختار، میزان کاتیونی شدن و تغییرات شیمیایی سطح، شاخص سفیدی، کشش سطحی و اثر ضد باکتریایی به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی پویشی(SEM)، آزمون متیلن بلو، FTIR، طیف سنجی انعکاسی، آزمون زاویه تماس قطره آب و همچنین آزمون باکتری در مقابل دو نوع باکتری مورد بررسی قرار گرفت.
به گفته‌ی دکتر آزاده بشری، عدم استفاده از مواد ضد میکروبی غیرزیستی، عدم استفاده از حلال‌های آلی وکاهش هزینه‌ی سیستم‌های گرمایش صنعتی به علت انجام عملیات در دمای محیط از مهم‌ترین مزیت‌های روش پیشنهاد شده در این پژوهش است.
روش بیان شده ساده و کم هزینه است و منجر به تولید پارچه‌ی پنبه‌ای ضدباکتری شده است. علاوه بر آن، با توجه به استفاده از مواد زیستی (کیتوسان) به عنوان ماده‌ی اصلی ضد میکروبی، گسترش این فرایند در مقیاس صنعتی امکان‌پذیر خواهد بود. نتایج به دست آمده امکان استفاده از این منسوج به عنوان یک منسوج پزشکی و بهداشتی را تأیید می‌کند.
بشری در توضیح روش استفاده شده جهت تولید پارچه‌ی ضدباکتری عنوان کرد: «در این تحقیق به منظور ایجاد لایه‌ای نانومتری بر سطح کالای پنبه‌ای از روش لایه به لایه استفاده شد. خودآرایی لایه به لایه، روشی منحصر به فرد برای ایجاد یک فیلم کامپوزیتی بر سطح ماده‌ی زمینه است. این روش شامل لایه نشانی متوالی یک پلی کاتیون و یک پلی آنیون است که در نهایت یک فیلم چند لایه متشکل از مواد پلی الکترولیت به وجود می‌آید. این روش بر روی مواد مختلف با شکل‌های متفاوت قابل اجراست و مهم‌ترین ویژگی آن، استفاده از آب به عنوان فاز حلال است. در نتیجه نسبت به روش‌های دیگری که در آن‌ها از حلال‌های آلی استفاده می‌شود، با محیط زیست سازگارتر است. از سوی دیگر اجرای این روش در دمای محیط منجر به کاهش چشم گیر هزینه‌های اجرای فرایندهای تکمیل است.»
به منظور اتصال نانولایه به سطح الیاف پنبه، ابتدا پارچه‌ی زمینه آمین دار شد. سپس لایه‌هایی از پنتا سدیم تری پلی فسفات و کیتوسان به ترتیب روی پارچه قرار داده شد. در روند تحقیقات ویژگی‌های نمونه شامل ساختار، میزان کاتیونی شدن و تغییرات شیمیایی سطح، شاخص سفیدی، کشش سطحی و اثر ضد باکتریایی به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی پویشی(SEM)، آزمون متیلن بلو، FTIR، طیف سنجی انعکاسی، آزمون زاویه تماس قطره آب و همچنین آزمون باکتری در مقابل دو نوع باکتری مورد بررسی قرار گرفت.
شماتیک مراحل مختلف تکمیل خودآرایی لایه لایه‌ی پارچه‌ی پنبه‌ای
نتایج بیانگر ارتباط مستقیم میان تعداد دفعات لایه نشانی و میزان حضور کیتوسان موجود بر روی کالا بوده است. از طرفی کاهش چشم‌گیر رشد باکتری بر نمونه‌های عمل شده، نشان دهنده‌ی موفقیت این روش برای ایجاد یک منسوج ضدباکتری با استفاده از نانو لایه‌های کیتوسان است.
این پژوهش به سرپرستی دکتر ناهید همتی نژاد- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر- و همکاری دکتر آزاده بشری، دانش‌آموخته‌ی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مهندس آناهیتا روحانی شیروان و مهندس شیدا کردجزی انجام شده که نتایج آن در مجله‌ی Fibers and Polymers (جلد ۱۵، شماره ۹، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱۹۰۸ تا ۱۹۱۴) به چاپ رسیده است.
