الاستفادة من تقنية الغزل الکهربائي في صناعات المنسوجات الوظيفية المختلفة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

أستاذ مساعد بقسم الملابس والنسيج – کلية الاقتصاد المنزلي – جامعة المنوفية – مصر

المستخلص

يعد تصنيع الألياف النانوية أحد التطورات الرئيسية في تکنولوجيا النانو, وتعتبر طريقة الغزل الکهربائي طريقة بسيطة وفعالة لإنتاج الألياف النانوية من مجموعة متنوعة وغنية من المواد التي تشمل البوليمرات والمرکبات الکيميائية بأقطار تتراوح من عدة نانومترات إلى عدة ميکرومترات. وتکمن مشکلة الدراسة في ندرة الأبحاث العربية المهتمة بتلک التقنية وتطبيقاتها بالوطن العربي. لذلک رکزت تلک الدراسة على توصيف الألياف النانوية المغزولة کهربائيًا وطبيعة تکوينها وخصائصها. بالإضافة إلى ذلک، فقد تم عرض شامل لمجموعة واسعة من المواد البوليمرية والتي تستخدم في تلک العملية. واهتمت الدراسة أيضا بابراز کافة التطبيقات التي تعتمد منتجاتها بشکل کبير علي الألياف الدقيقة التي تنتجها تقنية الغزل الکهربائي. وعرضت الدراسة عرضا احصائيا لما تم انتاجه من أبحاث علمية متعلقة بهذا الشأن, ومدي التزايد المستمر للبحث العلمي بهذا المجال, وتبين أنه منذ عام 2000 کانت هناک زيادة تقريبية بنسبة 20٪ سنويًا في عدد مقالات المجلات المنشورة حول العالم، والتي استخدمت مفهوم "الغزل الکهربائي" في أبحاثهم. کما عرضت الدراسة تطور الحالة التسويقية لمنتجات تقنية الغزل الکهربائي بالأسواق العالمية, ومدي زيادة الطلب العالمي علي الألياف النانونية المغزولة کهربائيا, والتي أثبتت جدارتها بالعديد من التطبيقات والصناعات المختلفة. وقد أظهرت الاحصاءات أن السوق العالمي للمنتجات القائمة على الألياف النانوية قد ارتفع من 51.8 مليون دولار في عام 2007 إلى 67.1 مليون دولار في عام 2008 وإلى 80.7 مليون دولار في عام 2009، وإلى 101.5 مليون دولار في عام 2010.   لقد خلق هذا التطور الملحوظ سوقًا اقتصاديا قويا مهمًا لألياف النانو, مما أدي بالتبعية إلى زيادة مصنعي معدات إنتاج ألياف النانو. ومن المتوقع أيضا (طبقا للاحصائيات) أن ينمو السوق العالمي لمنتجات ألياف النانو من 927 مليون دولار في 2018 إلى 4.3 مليار دولار بحلول عام 2023 بمعدل نمو سنوي يبلغ 36.2٪ للفترة من 2018 إلى 2023

الكلمات الرئيسية


Tekmen, C, 2013: Current Status of Electerospinning Market, The International Istanbul Textile Congress 2013
2.   Kurecic, M, 2013: Electrospinning: Nanofibre Production Method, Tekstilec journal, vol. 56, pp. 4–12.
3.   Li, Z.; Wang, C, 2013: One-dimentional nanostructures electro-spinning technique and unique nanofibers, Springer,Chapter 2, ISBN: 978-3-642-36426-6.
4.   Fakirov, S, 2016: Nano-size polymers: Preparation, properties, applications, Springer, Chapter 4, ISBN 978-3-319-39715-
5.   Park, G. S, 2010: Electrospinning and its applications, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology Journal, Vol. 1 (043002-5pp).
6.   Bhardwaj, N.; Kundu, S.C.: Electrospinning, 2010: A fascinating fiber fabrication technique, Biotechnology advances journal, Vol. 28, pp.325-347.
7.   Baji, A.; Mai,Y.W.; Wong. S.C.; Abtahi, M, Chen P, 2010: Electrospinning of polymer nanofibers: effects on oriented morphology, structures and tensile properties, Composites Science and Technoly Journal, vol.70, pp 703–718.
8.   Agarwal. S.; Wendorff, J. H.; Greiner. A, 2009: Progress in the field of electrospinning for tissue engineering applications, Advanced Materials Journal, vol. 21, pp 3343–3351.
9.   Park, J. C.; Ito. T.; Kim, K. O.; Kim K.W.; Kim B. S.; Khil, M. S, 2010: Kim H. Y.; Kim I. S.: Electrospun poly (vinyl alcohol) nanofibers: effects of degree of hydrolysis and enhanced water stability, Polymer Journal, vol. 42, pp 273–276.
10. Zhang, H.; Zhang, L.; Jia. Q.; Shi, C.; Yang, J, 2015: Preparation of porous nylon 6 fiber via Electrospinning, Polymer Engineering Science, vol 55(5), pp1133–1141.
11. Persano, L.; Camposeo A.; Tekmen, C. & Pisignano, D, 2013: Industrial Upscaling of Electrospinning and Applications of Polymer Nanofibers: A Review, Macromolecular Materials and Engineering Journal, vol. 298 (5), pp 504-520.
12. Wang, R.; Liu, Y.; Li, B, 2012: Hsiao, B. S.; Chu, B.: Electrospun nanofibrous membranes for high flux microfiltration, Journal of Membrane Science, vol. 392–393, pp167–174.
13. Mirjalil, M.; Zohoori, S, 2016: Review for application of electrospinning and electrospun nanofibers technology in textile industry, Journal of Nanostructure Chemistry, vol. 6, pp 207–213.
14. Bachtin, K, 2016: Elektrospinning von Kathodenmaterialien für Lithium Ionen Batterien, PhD thesis, Karlsruhe Institute for Technology, Germany.
15. Ingavle, G. C.; Leach, J. K, 2014: Advancements in electrospinning of polymeric nanofibrous scaffolds for tissue engineering, Tissue Enginerring Journal part B, vol. 20, pp 277–293.
16. Khan, W. S.; Asmatulu, R.; Ceylan, M.; Jabbarnia, A, 2013: Recent progress on conventional and non-conventional electrospinning processes, Fiber Polymer Journal, vol. 14, pp1235–1247.
17. Katti, D. S.; Robinson, K.W.; Laurencin, C.T, 2004: Bioresorbable nanofiber-based systems for wound healing and drug delivery: optimization of fabrication parameters, Journal of Biomedical Materials, Research B Applied Biomaterials, vol. 15, pp 286-296.
18. Dong, Y.; Moghadam. M; Daives, I. J, 2015: Recent progress in electrospun nanofibers: reinforcement effect and mechanical performance, Journal of Polymer Science part Polymer Physics, vol. 53, pp1171–1212.
19. Yamashita, Y.; Ko, F.; Tanaka, A.; Miyake, H, 2007: Characteristics of elastomeric nanofiber membranes produced by electrospinning, Journal of Textile Engineering, vol. 53, pp137–142 .
20. Jiang, S.; Duan, G.; Schöbel, J.; Agarwal, S.; Greiner, A, 2013: Short electrospun polymeric nanofibers reinforced polyimide nanocomposites, Composites Science Technollogy, vol. 88, pp 57–61.
21. Fakirov. S, 2016: Nano-size polymers: Preparation, properties, applications, Springer, Chapter 11, ISBN 978-3-319-39715-3.
22. Zanin, M. H. A.; Cerize, N. N. P.; de Oliveira, A. M, 2011: Production of nanofibers by electrospinning technology: overview and application in cosmetics,Nanocosmetics and nanomedicines, new approaches for skin Care, Springer, Berlin, pp 311–332.
23. Sherif, F, 2016: New Prospects to Enhance the Commercial and Economical Status in Textile Industry, International Design Journal, vol. 6, issue 1.
24. Cowie. J, Wegner. T. H, Shatkin. J, 2014 Market projections of cellulose nanomaterial-enabled products, Tappi Journal, Vol 13(6), pp.57-69.
25. Nurfaizy, A. H.; Tucker, N.; Stanger, J.; Staiger, M. P, 2012: Functional nanofbers in clothing for protection against chemical and biological hazards, Woodhead Publishing, Cambridge, pp 236–261.
26. Schreuder-Gibson, H.; Gibson, P.; Senecal, K.; Sennett, M.Walker, J.; Yeomans, W.; Ziegler, D.; Tsai, P.P, 2002: Protective textile materials based on electrospun nanofibers, Journal of Advanced Materials, vol 34 (3), pp 44–55.
27. Lee, S.; Obendorf, S. K, 2007: Use of Electrospun nanofiber web for protective textile materials as barriers to liquid penetration, Textile Research Journal, vol. 77, pp 696–702.
28. Su, X.; Ren, J.; Meng, X.; Ren, X.; Tang, F, 2013: A novel platform for enhanced biosensing based on the synergy effects of electrospun polymer nanofibers and graphene oxides, Analyst Journal, vol. 138(5), pp1459–1466.
29. Che, G.; Lakshmi B, B.; Martin, C. R.; Fisher, E. R.; Ruoff, R. S, 1998: Chemical vapor deposition based synthesis of carbon nanotubes and nanofibers using a template method, Chemical Materials Journal, vol. 10(1), pp 260–267.
30. Lin, Y.; Yao, Y.; Yang, X.; Wie, N.; Li, X.; Gong, P.; Li, R.; Wu, D, 2008: Preparation of poly(ether sulfone) nanofibers by gas-jet/electrospinning, Journal of Applied Polymer Science, vol. 107(2), pp909–917.
31. Buchholz, V, 2017: Funktionale abbaubare Polyester als elektrogesponnene Wundverschlussmaterialien im Pflanzenschutz, PhD thesis, an der Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften (BayNAT) der Universität Bayreuth, Germany.
32. Haider, S.; Haider, A, 2016: Electrospinning: Material, Techniques, and Biomedical Applications, www.intechopen.com, ISBN: 978-953-51-2822-9.
33. Nikalje, A, 2015: Nanotechnology and its Applications in Medicine, Medicinal Chemistry Journal, vol 5(2), pp 81-89.
34. https://www.bccresearch.com/market-research/nanotechnology/global-markets-and-technologies-for-nanofibers-nan043e.html, 1st Feb 2019
35. Karakas, H, 2016: Electrospinning of nanofibers and their applications, MDT Electrospinning, seventh framework program, 1-35 (http://www.2bfuntex.eu/, 29th Nov. 2016
36.         LG, 2018: https://www.lg.com/uk/press-release/smart-hi-fi-audio-wireless-multi-room-solution-from-lg, 25th Nov 2018