محققان دانشگاه امیرکبیر موفق به ساخت نانو نخ شیشه برای تولید لباس ضد آتش شدند

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر پس از انجام تحقیقات فراوان موفق شدند به فناوری تولید لباس ضد آتش دست پیدا کنند. این محققان توانستند به روش الکتروریسی سل ژل، نانو الیاف سیلیکا تولید کنند و به این ترتیب برای اولین بار به نانو نخ شیشه دست پیدا کردند.

الیاف شیشه دارای ریشه معدنی مانند سیلیس بوده و در صنایع مختلف مانند خودروسازی، تولید عایق‌های صنعتی و ساختمانی، لوله سازی و تولید کامپوزیت‌ها (ترکیبی از مواد پلیمری و الیاف شیشه) کاربردهای بسیار زیادی دارد. یکی از اصلی‌ترین کاربردهای الیاف شیشه، استفاده از آن به عنوان عایق حرارتی است. این ماده در برخی از محصولات پلاستیکی به عنوان عامل تقویت کننده استفاده می‌شود و مواد کامپوزیتی که با عنوان GRP یا Glass Reinforced Plastics شناخته می‌شوند نیز از دیگر موارد مصرفی الیاف شیشه است.

اینک محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به تولید نانو الیاف سیلیکا به شیوه الکتروریسی سل ژل شده‌اند و برای نخستین بار در کشور نانو نخ شیشه ساختند. این پروژه تحت نظر مهندس مهسا کنگازیان با راهنمایی دکتر علی اکبر قره آغاجی و دکتر مجید منتظر انجام شد و به سرانجام رسید.

نانو الیاف سیلیکا به دلیل واکنش پذیری بسیار زیاد و فراوانی ترکیبات سیلیکونی در طبیعت بیشتر از سایر نانو الیاف‌های معدنی مورد توجه قرار می‌گیرد. الکتروریسی این نانو الیاف ها به روش سل ژل انجام می‌شود که در آن از یک آلکوکسید فلزی مانند تترا اتیل اورتو سیلیکات (TEOS) استفاده می‌شود. عملیات الکتروریسی با استفاده از دو نازل موازی با بارهای متفاوت به همراه یک سیلندر در وسط و یک واحد تاب دهنده انجام شده و نانو نخ شیشه تولید می‌شود.

خواص و کاربردهای نانو نخ شیشه

در این پژوهش قطر نانو الیاف سازنده نخ 136 نانومتر بوده است. قطر کم نانو الیاف و نسبت سطح به حجم بالا موجب بهبود خواص نانو نخ شیشه تولید شده نسبت به نخ معمولی می‌شود. این نانو نخ ویژگی‌هایی دارد که آن را از نخ‌های معمولی متمایز می‌کند. عایق حرارتی مناسب، مدول و مقاومت بالا، مقاومت در برابر سایش، مقاومت خمشی بالا، مقاومت بالا در محیط‌های اسیدی و جلوگیری از ترک خوردن پلاستیک از جمله خواص نانو الیاف‌های شیشه است.

نانو نخ شیشه تولید شده به دست محققان ایرانی به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی عالی به عنوان تقویت کننده در صنعت کامپوزیت کاربرد دارد. به علاوه این مواد به دلیل خاصیت عایق حرارتی، برای تولید پارچه‌های ضد آتش، بدنه هواپیما و مصارف الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.