کد خبر: 165777
ف
طراحی نانوالیاف خودترمیم‌شونده برای پوشیدنی‌های هوشمند
محققان دانشگاه صنعتی شاهرود با همکاری پژوهشگران چندین دانشگاه معتبر بین‌المللی از جمله دانشگاه KLE هند، دانشگاه پلی‌تکنیک شی‌آن و دانشگاه جنگل‌داری نانجینگ چین، موفق به طراحی و ساخت الیاف نانوساختاری شدند که ویژگی خودترمیمی، مقاومت در برابر خستگی و پیری و انعطاف‌پذیری بالا را در کنار هم دارند.

به گزارش ثریا - این دستاورد که بر پایه ترکیب پلی‌یورتان و نانوبلورهای سلولز به دست آمده، می‌تواند تغییراتی در حوزه منسوجات پوشیدنی هوشمند ایجاد کند؛ چرا که یکی از چالش‌های اساسی در این صنعت، ضعف الیاف رایج در برابر فشارهای مکانیکی و گذر زمان است. در آزمایش‌ها مشخص شد این الیاف نه‌تنها ترک‌ها و خراش‌های سطحی را در ادوات پوشیدنی ترمیم می‌کنند، بلکه استحکام و کشسانی آن‌ها پس از آزمون‌های سخت نیز کاهش نمی‌یابد.

رشد سریع فناوری‌های پوشیدنی و نیاز روزافزون به دستگاه‌هایی که بتوانند همزمان راحتی، ایمنی و دوام را تأمین کنند، موجب شده پژوهشگران به دنبال مواد نوینی برای ساخت منسوجات هوشمند باشند. از لباس‌های پزشکی گرفته تا تجهیزات ورزشی و حتی ابزارهای پایش سلامت، همه این کاربردها به الیافی نیاز دارند که هم انعطاف‌پذیر باشند و هم در برابر خستگی و پیری مقاومت کنند. با این حال، بیشتر الیاف رایج مانند پلی‌یورتان‌های سنتی در برابر فشارهای تکراری، کشش طولانی‌مدت یا شرایط محیطی سخت دچار کاهش عملکرد می‌شوند و همین موضوع عمر مفید آن‌ها را محدود می‌کند.

گروهی از محققان دانشگاه صنعتی شاهرود در همکاری مشترک با دانشگاه KLE هند، دانشگاه پلی‌تکنیک شی‌آن، دانشگاه جنگل‌داری نانجینگ و چند مؤسسه علمی دیگر، رویکردی نوآورانه برای رفع این مشکل ارائه داده‌اند. آن‌ها موفق به ساخت الیاف ترکیبی پلی‌یورتان ـ نانوسلولز شدند که علاوه بر انعطاف‌پذیری بالا، توانایی خودترمیمی و مقاومت چشمگیری در برابر خستگی و پیری دارند.

اساس این نوآوری استفاده از نانوبلورهای سلولز (CNC) است؛ موادی زیست‌پایه و سازگار با محیط زیست که می‌توانند با زنجیره‌های مولکولی پلی‌یورتان پیوند هیدروژنی برقرار کنند. این پیوندها شبکه‌ای پویا و انعطاف‌پذیر ایجاد می‌کنند که مانند یک چسب طبیعی، ترک‌ها و آسیب‌های ایجادشده در ساختار الیاف را ترمیم می‌کند. به بیان دیگر، هرگاه الیاف در اثر فشار یا کشش دچار خراش یا شکستگی سطحی شوند، ساختار مولکولی آن‌ها مجدداً بازآرایی شده و آسیب به‌طور خودبه‌خودی برطرف می‌شود.

نتایج آزمایش‌های مکانیکی نشان داد افزودن تنها یک درصد نانوسلولز به پلی‌یورتان، باعث افزایش ۳۳٫۹۲ درصدی میزان کشسانی تا نقطه شکست و رشد ۱۷٫۹۳ درصدی استحکام کششی الیاف می‌شود. این در حالی است که پس از انجام آزمون‌های سخت خستگی و پیری، خواص مکانیکی این الیاف تقریباً بدون تغییر باقی مانده است. حتی در آزمایش خراش، ترک‌های ایجادشده روی سطح الیاف حاوی یک درصد نانوسلولز به طور کامل ترمیم شدند و میزان کشسانی و استحکام به ترتیب ۵۷٫۱۸ و ۱۲۸٫۰۲ درصد افزایش یافت.

یکی از یافته‌های جالب پژوهش این بود که با افزایش درصد نانوسلولز، کارایی خودترمیمی نیز بهبود می‌یابد. در نمونه‌ای که ۵ درصد نانوسلولز داشت، کشسانی و استحکام کششی پس از فرآیند خودترمیم به ترتیب ۱۵۵٫۷۲ و ۱۶۹٫۱۱ درصد افزایش یافت. افزون بر این، الیاف ترکیبی از نظر پایداری حرارتی نیز عملکردی بهتر نشان دادند و این ویژگی، امکان استفاده آن‌ها در شرایط محیطی سخت را بیشتر می‌کند.

پژوهشگران برای تحلیل دقیق‌تر روابط میان پلی‌یورتان و نانوسلولز از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بهره گرفتند. این شبیه‌سازی نشان داد که ترکیب با غلظت یک درصد نانوسلولز، بیشترین توانایی پیونددهی بین‌سطحی را دارد و همین موضوع تعادل مناسبی میان انعطاف‌پذیری و مقاومت مکانیکی ایجاد می‌کند.

فراتر از جنبه‌های آزمایشگاهی، این تیم تحقیقاتی توانست الیاف جدید را به صورت نخ روکش‌دار الاستیک نیز تولید کند. این محصول اولیه نشان می‌دهد که ترکیب تازه، قابلیت ادغام مستقیم در پارچه‌ها و تجهیزات پوشیدنی هوشمند را دارد. به این ترتیب، مسیر توسعه حسگرهای انعطاف‌پذیر و بادوام که بتوانند حرکات بدن یا شاخص‌های فیزیولوژیکی را بدون افت کیفیت ثبت کنند، هموارتر خواهد شد.

اهمیت این نوآوری زمانی بیشتر آشکار می‌شود که بدانیم بازار پوشیدنی‌های هوشمند در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته و پیش‌بینی‌ها از تداوم این روند حکایت دارند. با افزایش تقاضا برای محصولاتی مانند دستبندهای سلامتی، لباس‌های ورزشی هوشمند و تجهیزات پزشکی پوشیدنی، نیاز به موادی که دوام و ایمنی را تضمین کنند بیش از پیش احساس می‌شود. الیاف خودترمیم‌شونده نانوساختار می‌توانند این شکاف را پر کنند و به افزایش اعتماد مصرف‌کنندگان و توسعه بازار کمک کنند.

به گفته محققان، این دستاورد تنها یک پیشرفت فناورانه نیست، بلکه گامی در جهت پایداری محیط زیست نیز به شمار می‌رود. استفاده از نانوسلولز که منبعی تجدیدپذیر و زیست‌سازگار است، جایگزینی سبز برای مواد افزودنی شیمیایی رایج محسوب می‌شود. این امر نه‌تنها هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد، بلکه با سیاست‌های جهانی در زمینه اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار همسو است.

این پژوهش مشترک دانشگاه صنعتی شاهرود و همکاران بین‌المللی خود افق‌های تازه‌ای را در طراحی و ساخت الیاف پیشرفته گشوده است. این الیاف ترکیبی با خاصیت خودترمیمی و مقاومت در برابر خستگی و پیری، همسو با نیازهای آینده صنعت پوشیدنی‌های هوشمند بوده و ارزش اقتصادی و کاربردی بالایی دارد. انتظار می‌رود در آینده نزدیک، شاهد ورود این نوع فناوری‌ها به عرصه تولید صنعتی و به دنبال آن، افزایش دوام و ایمنی محصولات هوشمند در بازار جهانی باشیم.

به نقل از ستاد نانو، نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Self-healing polyurethane/cellulose nanocrystal composite fibers with fatigue and aging resistance for smart wearable elastic yarns منتشر شده است.

منبع : ستاد نانو


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

مخزن تحت فشار چگونه طراحی، ساخته و آزمایش می‌شود؟

حسگر مچی عرق بدن را می سنجد

پهپاد هواشناسی چندبارمصرف برای پرواز در ارتفاع ۱۰ کیلومتری

وزیر آموزش و پرورش: هیچ کودکی نباید قربانی فقر و محرومیت شود

شبکه دانش‌آموختگان سمپاد راه‌اندازی شد

عدالت آموزشی یعنی هیچ استعدادی از فرصت رشد محروم نماند

مدارس جدید بدون مناسب‌سازی افتتاح نمی‌شوند

تهران ملی‌ترین شهر ایران است

از تسخیر اذهان تا بحران حقیقت؛ بازخوانی دو اثر تازه در عصر رسانه

چرا سیدحسن حاضر بود همه فرماندهانش شهید شوند اما ایران آسیب نبیند؟

راغب از تازه‌ترین آلبوم خود رونمایی کرد؛ دنبال جذب و دفع فالوور نیستم!

ارتقای ۹ پله‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ارزیابی شبکه آزمایشگاهی کشور

ردپای یک متخصص امنیت سایبری کانادا در سرقت از اف بی آی

تلسکوپ جیمز وب منشأ یک انفجار سریع رادیویی دوردست را شناسایی کرد

خرابکاری جدید کلاود؛ نفوذ به وب سایت های دولتی آمریکا

ایلان ماسک یک مدیر فناوری هندی را مسخره می کند!

حمایت ۱۲۰میلیون تومانی دانشگاه امام صادق (ع) از رتبه‌های زیر ۵۰۰ کنکور

بررسی راهکارهای پذیرش دانشجویان بین‌الملل در دانشگاه الزهرا(س)

جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵

مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمی‌شود

اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق

نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد

صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم

وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد

جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته

افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد

ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکه‌های اجتماعی را ممنوع کرد

آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد

شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «هم‌آموز» کلید خورد

تأکید بر توسعه بازرسی‌های پیشگیرانه و داده‌محور در وزارت ارتباطات

مجلات نمایه‌شده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند

اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور

تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت

ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵

مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد

تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر

مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس

اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد

بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد

رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه‌ انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور

مجتبی جباری به «هم‌کلام» می‌آید

اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد

«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا

روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد

وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش می‌کند

برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جان‌فدا» در تهران

کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین می‌شود

مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور

آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰

آموزش قرآن در برنامه‌درسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد

چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز می‌گردند

برندگان نوبل شیمی معرفی شدند

آیا الگوریتمها شخصیت مارا می‌سازند؟

تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی

گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد

بخل از کجا می‌آید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس می‌کند

«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!

چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بین‌المللی اسکار

غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت می‌آیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»

داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت

حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد

ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر

نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید

آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد

تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم

دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند

آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده

مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند

«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵

واتس‌اپ ورود کاربران با سیستم‌عامل قدیمی را مسدود می‌کند

کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد

اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد

رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم

وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم

ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است

توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه

قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران

سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد

ثبت نام در رشته‌های بدون آزمون‌ کنکور ۱۴۰۵ آغاز شد

رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه‌ انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

حضور ۸۹ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان تایمز ۲۰۲۷

دیار: نخستین همکاری شهرام ناظری و تهمورس پورناظری

آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد

آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده

آغاز انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵؛ لزوم دریافت رسید انتخاب رشته

توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه

اسپانیا و پرتغال مقصد جدید اعضای هیئت علمی برای فرصت‌ مطالعاتی

پیشنهاد برای ساخت فصل دوم سریال «اکسیر»؛ بازخورد خوبی گرفتیم

نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید

توافق مجلس و شورای عالی انقلاب فرهنگی برای بررسی سهمیه‌های کنکور

مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد

بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد

کمک اربعین به بازتولید حافظه تاریخی مقاومت و سرمایه اجتماعی فراملیتی

قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران

دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند

ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر

حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد

جستارهایی در فلسفه علوم حکمی کتاب شد

دیوارنگاره میدان جهاد به رنگ پایتخت درآمد

«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵

سید حسن نصرالله رهبران جنبش‌های آزادی‌بخش را تحت‌تأثیر قرار داد

علت لغو کنسرت علیرضا قربانی در شاندیز چه بود؟

تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم

هوش مصنوعی کسب وکار یابندگان باگ های نرم افزاری را کساد کرد

برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۶ معرفی شدند؛ کنترل سلول‌های عصبی با نور

تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر

ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵

وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم