Нанотехнологии занимают ведущее место в современной науке, как одни из основных областей. Активное развитие в данном направлении способствует разработке новых научно-методических принципов, которые лежат в основе создания новейших волокнистых материалов с измененной химической структурой.
Производство наноразмерных материалов и изделий, как одно из главных направлений развития современной науки и технологии, стало известно около 15 лет назад. Данное направление развивается достаточно быстро и захватывает новейшие направления в науке и промышленном производстве. Для достижения определенного эффекта необходимы новые научно-методические принципы, подходы. [4]
2. Сферы применения текстиля
Текстиль — это объектом удовлетворения потребностей человека и важнейшим компонентом технологий, которые необходимы для решения прикладных программ, которые важны для безопасного развития общества, а также решения технических проблем.
С точки зрения науки, текстиль является сложным наукоемким продуктом. В начале XXI века с помощью текстиля инженерия стала решать многие значимые проблемы (рис.1):
- функциональная одежда (с эффектом сухого белья, защающая от воздействий критических температур, огня, влаги, ветра, механических воздействий, от микроорганизмов, от москитов и т.д.), защита от техногенных воздействий: физических, электрических, магнитных и биологических (скопления микроорганизмов);
- «геотекстиль» — текстильные полотна для защиты от эрозии почв;
- дренаж, формирование искусственного ландшафта;
- дорожное строительство;
- сельскохозяйственные проблемы (защита урожая от птиц, града);
- обивочные материалы (салоны автомобилей, космическая техника), дублированные, подкладки для искусственной кожи;
- звуко- и теплоизоляция, герметизация салона;
- композиты (наполнители пластмасс);
- защитные материалы при строительстве объектов от солнечной радиации, снежных заносов, камнепада;
- маскирующие и защитные (военный камуфляж, техника, чехлы);
- антенны (в средствах коммуникационной и спутниковой связи);
- радиоотражающи, радиопрозрачные и эрозионностойкие объекты летательных аппаратов;
- фильтры (воздушные, масляные, для очистки воды, отходов производства, нефти, функциональные избирательные, биологические, для защиты человека и помещений от химического, биологического и радиологического воздействий);
- технические ткани (брезенты, парусные, парашютные, транспортерные);
- маскировочные (одежда, покрытия, военные объекты, в том числе ложные цели);
- область профилактической и функциональной медицины, посттравматические изделия;
- рыболовство и фермерское разведение рыбы, устриц (различного вида сети) и другие направления в области морского хозяйства. [6]
Рис.1. Сферы применения текстиля. [6]
Реставрация объекта
... -техническая подготовка к реставрации; Описание технологии производимых работ; Потребность реставрации в основных ресурсах; Оценка воздействия отходов объектов капитального строительства на окружающую среду; Перечень и расчет затрат на ... направлений в архитектуре начала ХХ века. Ранее здание эксплуатировалось в качестве одного из корпусов 3-ей Городской больницы г. Тюмени. В настоящее время объект ...
3. Основные типы наноматериалов и их характеристика
Исследование современных данных о масштабности и причинности значительного прогресса в области нанотехнологий показали, что человек всегда окружал себя нанообъектами и сам являлся живым нанообъектом, а также создавал своими руками нанообъекты. Однако широко заговорили о нанотехнологиях в России 5-10 лет назад.
Наноматериалы — это материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм (рис.2).
Рис.2. Основные типы наноматериалов и их характеристика. [1]
4. Достижения нанотехнологий в текстильной промышленности
Например, в США создан спецжилет, позволяющий пилотам сверхзвуковых истребителей быстро ориентироваться в пространстве, при возникновении критический ситуаций. В жилет встроены тактильные стимуляторы, посылающие в нужный момент вибрацию, что препятствует дезориентации и ориентирует внимание пилотов на нахождение сторон. То есть спецжилет, взаимодействуя на чувство осязания пилота, позволяет сократить число авиакатастроф истребителей.
Другой пример: для мотоциклистов и велосипедистов создали нагревающийся жилет, который присоединяется к мотоциклу или велосипеду, а генерируемая энергия которого передается к токопроводящей одежде. В модель жилета встроен миникомпьютер, который позволяет контролировать нагрев различных частей тела. Технология Zonеd Aerodynаmic позволяет в костюмах для конькобежцев и лыжников использовать до 6 различных материалов, сочетание которых оптимизирует аэродинамические свойства одежды. Каждый вид материала предназначен для «прикрытия» определенной части тела, а швы обработки сводят к минимуму сопротивление.
Еще пример: австралийский пловец Ян Торп выиграл 3 золотых медали на Олимпийских играх в Сиднее, благодаря облегающему костюму «акулья шкура», который создан в соответствии с гидродинамическими требованиями компанией Adidas . То есть с новыми возможностями одежда может стать «второй» кожей. [8]
Табл.1. Достижения нанотехнологий в текстильной промышленности. [8]
Из таблицы 1 можно сделать вывод о том, что в индустрии текстильной и швейной промышленности ученые и технологи концентрируются на инновациях, чтобы придать им новые свойства, которые отвечают растущим потребностям потребителей. Как было показано выше, наночастицы и наноматериалы имеют комплекс новых свойств, безопасность которых неизвестна для жизнедеятельности человека.
На рисунке 3 наблюдается, что свойства наночастиц и нанотехнологий не всегда положительны.
Рис.3. Неоднозначность положительного эффекта от свойств наночастиц и наноматериалов. [8]
Опасности и риски нанотехнологий и принципы контроля за нанотехнологиями ...
... применять механизмы использования обязательного контроля с учетом специфики нанотехнологий и уникальные свойства наноматериалов. Эти механизмы должны предусматривать проведение исследований наиболее ... нанотехнологий и наноматериалов (наноразмерные химические вещества). Первоначально, когда это ограничивалось переходом от микроэлектроники к наноэлектронике, то это не содержало в себе такие опасности ...
То есть необходимо добиться баланса между обеспечением безопасности нанотехнологий для здоровья человека и внедрением в производство продукции наноиндустрии, которая обладает множеством полезных потребительских свойств.
5. Наноматериалы в текстиле
Текстиль на основе наноматериалов имеет уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и т.д.
Наноматериалы имеют в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Так, компания Nano-Tex производит ткани, улучшенные нанотехнологиями. Такие тканей обеспечивают абсолютную водонепроницаемость, то есть благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом можно сказать «дышит».
NаnoSonic
Рис.4. Прототип спецодежды из ткани Mеtall Rubbеr. [7]
Aspеn’s Pyrоgel AR5401
Aspеn’s Pyrоgel AR5401
Pyrоgеl AR5401
6. Нанопокрытия
Нанотехнологии также используются для улучшения свойств традиционного текстиля и изделий из него. В таком случае на текстиль наносятся покрытия, которые модифицируют его в микронном и субмикронном диапазонах размеров. Энергосберегающая технология фотокатализа очищает поверхность текстиля без использования химических веществ и энергии, исключительно используя нанокатализаторы, которые нанесены традиционным текстильным оборудованием, солнечным светом и водой.
Torаy Industriеs
NanоMАTRIX
Torаy Industriеs
Джона Ксина
Некоторые нанопокрытия доступны и на российском рынке. Такими являются дезинфицирующие покрытия на основе наночастиц серебра и оксида цинка, а также покрытия, которые создают устойчивый слой, который не пропускает ультрафиолет. [3]
7. Электроника и МЭМС (микроэлектромеханические системы)
Интеграция в текстиль микроэлектроники и наноэлектроники, а также микроэлектромеханических систем значительно расширяет возможности повседневной одежды, которая может использоваться как средство связи и даже как персональный компьютер. А производство текстиля со встроенными датчиками позволит позволит контролировать состояние человеческого тела. Это откроет новые возможности в медицине, спорте и жизнеобеспечении в экстремальных условиях.
Francе Telecоm
Рис.7. Прототип дисплея-записной книжки, показывающего эмоции хозяина.[7]
Элизабет де Сенневиль
Cоmmunicating Clоthes
Мэгги Орт
Фредерика Ценгаусерна
Рис.8. “Умное” трико для военных, спортсменов и медиков. [7]
Неудивительно, что такой костюм предназначается для военного применения, но его можно также использовать в мирных отраслях, например, в медицинской отрасли, где он сам проверит состояние пациента (например, диабетика) и сам вовремя сделает необходимые инъекции.
Университета Беркли
Заключение
наноматериал текстиль микроэлектроника материал
Декоративный элемент росписи ткани в интерьере. Смешанная техника
... Провести сбор аналогов через изучение творчества художников по ткани и дизайнеров по текстилю Разработать эскизные поиски текстильных изделий (пластическое и колористическое решение) для интерьера. ... технология нашла своё значимое место в оформлении текстильных изделий, предназначенных для интерьера. Авторские работы Елены Ширяевой (батик): картины, шторы, ширмы, светильники, декоративные панно, ...
Таким образом, можно сделать вывод, что нанотехнологии в текстильной промышленности (текстильные ткани, искусственная кожа, мех, комплексные материалы, меха, кожи и т.д.) занимают значимое место, развиваются и углубляются в целях совершенствования технологии и улучшения качества продукции.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/nanotehnologii-v-legkoy-promyishlennosti/
1. Кричевский Г.Е. Нано-, био-, химические технологии в производстве нового поколения волокон, текстиля и одежды. Издание первое. — М.: 2011. — С.528.
2. Кузнецов Д.М.,Черунова И.В. Черунова Е.С. Акустическая эмиссия в жидкости при импегнировании гибких пористых. Материаловедение: Москва. — 2013. — № 3. — 2013.
3. Никифоров, Ю. Нанотекстиль или старые технологии в новой обертке / Ю. Никифоров // Российский электронный наножурнал — 2009.
4. Свидненко Ю.Г. Нанотехнологии в текстиле. Современные достижения. — 2005
5.URL: http://cyberleninka.ru/article/n/nanotehnologii-v-tekstilnoy-promyshlennosti#ixzz4db6BGfQD
6.URL: http://koi.tspu.ru/koi_books/Bodrova/page1,5.htm
7. URL: http://rustm.net/catalog/article/232.html
8. URL:
