نانو فناوری و ورزش
مقدمه
نانو یکی از شاخه‌های نوظهور فناوری است که در سال‌های اخیر، به دلیل کاربردهای گسترده در محصولات و صنایع مختلف، مورد استقبال محققین، فناوران و کارآفرینان قرار گرفته است. روند فزاینده استفاده از مواد و محصولات نانویی در حوزه‌های گوناگون، اعم از کشاورزی، پزشکی و صنعت، موجب شده است تا فناوری نانو به یکی از پیشگامان فناوری در قرن بیست و یکم بدل گردد. یکی از کاربردهای جالب توجه نانو فناوری، ورزش است که خبرهای انتشار یافته از توسعه و تجاری‌سازی محصولات مبتنی بر فناوری نانو در این صنعت، نشان از پتانسیل‌های بالقوه آن دارد. امروزه اثبات شده است که نانو فناوری می‌تواند کاربردهای مفیدی در ورزش داشته باشد و طیف گسترده‌ای از زمینه‌های ورزشی، از جمله منسوجات و البسه ورزشی، تجهیزات ورزشی و حتی تجهیزات درمانی ورزشکاران را پوشش دهد. نانو فناوری، فرصت‌های تازه‌ای برای تولید مواد هوشمند فراهم نموده است که نه تنها نیازهای ورزشکاران را برآورده می‌سازند، بلکه کمک می‌کند تا آن‌ها در بالاترین سطح از ایمنی و راحتی قرار گرفته و بهترین عملکرد خود را در مسابقات ارائه دهند.
با توجه به نقش نانو فناوری در ورزش و روند صعودی به‌کارگیری آن، در نوشتار پیش رو سعی خواهد شد تا مروری بر مهم‌ترین کاربردهای این فناوری، در بخش‌های مختلف ورزشی داشته باشیم. علاوه بر این، صنعت نساجی و تولید البسه ورزشی را، به‌عنوان مهم‌ترین بخش از این صنعت در استفاده از فناوری نانو، به‌طور ویژه مورد بررسی و تجزیه‌وتحلیل قرار خواهیم داد. هدف اصلی این مقاله، نشان دادن تنها بخش کوچکی از کاربردهای توسعه نانو فناوری است. اگر چه به نظر میرسد که هیچ یک از کاربردهای فناوری در ورزش، تأثیر مستقیمی روی زندگی افراد ندارند (در مقایسه با کاربردهای آن در صنایع دارویی، کشاورزی و ...)، اما نشان می‌دهد که چگونه دانش و فناوری و از آن مهم‌تر، تجاری‌سازی آن، می‌تواند یک صنعت سرگرمی مانند ورزش را دچار تغییر و تحول نماید.
نانو فناوری؛ ابزاری برای بهبود عملکرد ورزشکاران
بررسی‌ها نشان می‌دهد که طیف وسیعی از مواد نانویی، مانند نانو لوله‌های کربنی «CNT»، نانو سیم‌های نقره، گرافن و ...، در طراحی و تولید انواع منسوجات ورزشی، سیستم‌های اطلاعاتی مورد استفاده در حسگرها، لوازم الکترونیکی انعطاف‌پذیر و نیز دستگاه‌های مرتبط با موضوع انرژی، به کار می‌روند. با توجه به استقبال صنایع و شرکت‌های فناور از توسعه کاربردهای نانو فناوری در ورزش و تمایل آن‌ها به سرمایه‌گذاری‌های بیشتر در این حوزه، انتظار می‌رود تا به زودی، انقلابی در این صنعت صورت گیرد.
قبل از آن‌که وارد بحث کاربردهای فناوری نانو در ورزش شویم، می‌بایست بر این نکته تأکید نماییم که دانشمندان همواره به دنبال راه‌های نوآورانه و تازه در توسعه محصولات موجود هستند و تجهیزات ورزشی نیز، از این قاعده مستثنا نیست. کاربردهای نانو فناوری در ورزش، برای تولید لباس‌های بادوام‌تر و سبک‌تر و یا تلاش برای از بین بردن بوی بد لباس بعد از فعالیت‌های سنگین ورزشی، همگی در راستای همین نوآوری و تلاش‌های خلاقانه محققین است. شاید تنها تفاوت محصولات نانویی با دیگر انواع نوآوری را بتوان نوظهور بودن این فناوری در مقایسه با بسیاری از حوزه‌های دانشی دانست که به موجب آن خواص ویژه‌ای حاصل می‌شود؛ یک لباس ضد بو و عرق که سریع خشک می‌شود، یا یک راکت تنیس فوق سبک و یا حتی یک دوچرخه با وزن کم اما استحکام بالا را می‌توان به عنوان مثال‌هایی ذکر نمود که توجه علاقه‌مندان به حوزه‌های ورزشی را به این فناوری خاص جلب می‌نماید.
اولین مثال از کاربرد نانو فناوری در ورزش، راکتهای تنیس به‌عنوان نمادی از تجهیزات ورزشی است. «ویلسون»، یکی از تولیدکنندگان مشهور تجهیزات ورزشی، موفق به طراحی و ساخت راکتهایی شده است که پایداری آن‌ها تقریباً 2 برابر راکتهای معمول بوده و تا 22 درصد قدرتمندتر هستند. این ویژگی‌ها، موجب سرعت بالاتر عملکرد بازیکنان شده که در این بازی، اهمیت بسیاری دارد. علاوه بر این، ویلسون در تلاش برای تغییر و اصلاح توپ‌های تنیس کنونی است؛ به‌طوری که با افزودن مواد نانویی به مواد تشکیل‌دهنده توپ‌های فعلی، سرعت و میزان پرش آن‌ها را افزایش دهد.
در ورزش گلف نیز، نانو فناوری تأثیرات مشابهی با ورزش تنیس دارد. پیشرفت در تولید مواد سبک‌تر و قوی‌تر، کمک می‌کند تا چوب‌های گلف از استحکام بیشتری برخوردار شده و قدرت مانور گلف‌باز به شدت افزایش یابد. ویلسون به‌عنوان پیشگام استفاده از نانو مواد در تجهیزات ورزشی، در طراحی چوب‌های گلف خود نیز، از یک نانو کامپوزیت جدید به جای تیتانیوم استفاده نموده است. نتیجه این کار، کاهش وزن و افزایش قدرت و دقت است که با افزایش عمر مفید آن‌ها نیز همراه خواهد بود. توپ‌های گلف نیز با نانو فناوری بهبود می‌یابند. کنترل مواد در سطح مولکولی، موجب حرکت توپ در مسیری مستقیم شده و دقت ضربات ورزشکار را افزایش می‌دهند.
مثال دیگر برای درک مناسب از پتانسیل‌های فناوری نانو در ورزش، ورزش شنا است. شاید مشهودترین تأثیر نانو فناوری در رقابت‌پذیری ورزش‌ها را بتوان در طول بازی‌های المپیک 2008 میلادی مشاهده نمود. در این رقابت‌ها، شناگر آمریکایی، «مایکل فلپس»، توانست هشت مدال المپیک به دست آورده و هم‌زمان هفت رکورد جهانی را بشکند. بدون شک این نتیجه شگفت‌انگیز است؛ اما نمی‌توان تأثیر لباس شنا با فناوری بالای او را در این مسابقات نادیده گرفت. استفاده از نانو فناوری در لباس او، موجب شده بود تا لباسش فوق‌العاده سبک شده و عملاً در آب، سر بخورد. استفاده از نانو مواد در لباس‌های شنا، جذب آب را به کمتر از 2 درصد وزن آن می‌رساند که در مقایسه با جذب 50 درصدی لباس‌های شنای فعلی، بسیار ناچیز است. از همین فناوری ضد رطوبت، می‌توان برای تولید لباس‌هایی که عرق بدن را دفع می‌کنند نیز استفاده نمود. در ورزش‌های استقامتی و طولانی، مانند دوچرخه‌سواری، این ویژگی به بهبود عملکرد ورزشکار، کمک بسیاری می‌کند.
مشابه شنا که کاهش اصطکاک یک مسئله بسیار مهم است، نانو فناوری در مسابقاتی مانند اتومبیل‌رانی نیز کاربرد دارد. امروزه اتومبیل‌هایی با استفاده از این فناوری ساخته شده‌اند که می‌توانند سرعت خود را با کاهش اصطکاک با هوا و یا آسفالت کف جاده، افزایش قابل‌توجهی دهند. برای مثال، شرکت آمریکایی «Nanotec» از نوعی نانو مواد زیستی در محصولات تولیدی خود استفاده نموده است که علاوه بر کاهش 50 درصدی سوخت مؤثر نیترومتان، سرعت خودرو را تا 37 مایل در ساعت، در مقایسه با نمونه‌های قبلی تولید شده، افزایش می‌داد. در این روش، سطوحی فوق‌العاده صاف و صیقلی ایجاد می‌شود که در کنار کاهش اصطکاک، اثرات سودمند دیگری، مانند خود تمیز شوندگی نیز دارند. این فناوری، پتانسیل بالایی در بازارهایی مانند هواپیماها، خودروها، قطارهای سریع‌السیر و سایر وسایط نقلیه با بازده سوخت بالا داشته که کاهش ناچیز اصطکاک، می‌تواند عملکرد آن‌ها را به شدت بهبود بخشد. مثلاً برآورد شده است که کاهش اصطکاک در هواپیماهای تجاری، 3 درصد مصرف سوخت را کاهش می‌دهد که همین کاهش (فقط از نظر مصرف سوخت)، هزینه‌های عملیاتی هواپیماهای مسافرتی را بیش از 5 میلیون دلار کاهش می‌دهد.
مثال بعدی، کفش‌های ورزشی است که از نقطه نظر طراحی، پیچیدگی‌ها و ظرایف متعددی دارند. یک کفش ورزشی باید نرم و انعطاف‌پذیر بوده و در عین حال، به اندازه کافی سخت و پایدار باشد، تا شکل خود را حفظ نموده و در اثر استفاده مستمر، از دور خارج نشوند. این امر، برای طراحان مشکلاتی را ایجاد می‌کند که نانو فناوری می‌تواند به رفع آن‌ها کمک نماید. مشابه لباس شنا، در المپیک کفش‌هایی که در تولید آن‌ها از نانو فناوری استفاده شده بود نیز، تأثیر خود را نشان دادند. «جرمی ورینر»، از کفشی استفاده نمود که توسط «آدیداس» و با فناوری نانو تولید شده بود. وی توانست مدال نقره در رقابت‌های دوی 400 متر مردان را به دست آورد. این کفش جدید، یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌ها را داشت و برای دویدن، فوق‌العاده سبک بود. با توجه به وزن کم، پایداری و ایمنی و نیز انعطاف‌پذیری بالا، اتلاف انرژی ورزشکار با استفاده از این کفش، به حداقل رسیده و عملکرد وی در حالت بهینه قرار می‌گیرد.
گفتنی است، فناوری نانو حتی به طرفداران ورزش هم این فرصت را می‌دهد که ارتباط بیشتری با تیم‌های مورد علاقه خود برقرار نمایند. آدیداس در نیوزلند، به منظور جذب طرفداران تیم ملی راگبی سیاه‌پوستان، ایده‌های جدیدی را به اجرا درآورده است. این شرکت پیشرو در تولید تجهیزات و پوشاک ورزشی، نام هزاران نفر از طرفداران تیم را گرفته و تمامی آن‌ها را با استفاده از فناوری نانو، بر روی یکی از لباس‌های تیم راگبی، طراحی و درج نمود. این لباس، به کاپیتان تیم سیاه‌پوستان، «ریچی مک کو» اهدا شده و هیجان طرفداران را برانگیخت. ریچی مک کو می‌گوید: «داشتن نام طرفداران روی لباس‌ها، موجب یادآوری بیشتر حمایت‌های عمومی از تیم می‌شود.»
کاربردهای نانو فناوری در صنعت نساجی
صنعت نساجی، یکی از قدیمی‌ترین صنایع جهان است که از نخ، پارچه و مواد طبیعی، مصنوعی و شیمیایی استفاده می‌کند. به دلیل ظهور نانو فناوری، صنعت نساجی یکی از صنایع پیشگامی شده که در تولید محصولات نوآورانه نقش دارد. یک زمینه رو به رشد و جالب در کاربرد نانو فناوری، استفاده از نانو ذرات در مراحل تکمیل‌کننده نساجی و توسعه پارچه‌هایی است که از ذراتی با ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوت استفاده می‌کنند. پارچه‌های نانویی در مقایسه با پارچه‌های معمول، عملکرد بهتری دارند و می‌توانند ویژگی‌هایی مانند ضد آب و رطوبت، ضد لکه و باکتری، ضد چروک و حتی مقاوم در برابر بو را موجب شوند. نکته مهم این است که نانو ذراتی که در بستری از پنبه، پشم یا دیگر مواد قرار می‌گیرد، بافت و حس طبیعی پارچه را تغییر نمی‌دهد. در واقع، با استفاده از نانو فناوری می‌توان خواص منسوجات را به گونه‌ای تغییر داد که خواص اولیه آن‌ها، از جمله راحتی و لطافت پارچه حفظ شود.
عمده مواد نانویی که در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارتند از:
- نانو الیاف‌ها: الیاف‌هایی با قطر کمتر از 100 نانومتر، مساحت سطحی بالا و خواص مکانیکی عالی.
- الیاف نانو کامپوزیت: استفاده از نانو الیافی مانند نانو ذرات رس، اکسید فلزات و نانو لوله‌های کربنی که خواص فیزیکی، مکانیکی و مقاومت سایشی را افزایش می‌دهند.
- منسوجات تکمیل‌شده با نانو که با استفاده از نانو ذرات، ایجاد می‌شوند. مهندسی نانو می‌تواند خواصی مانند مقاومت در برابر آب، مواد شیمیایی، زیستی، فیزیکی و مکانیکی را افزایش دهد. در واقع، استفاده از این روش، خواص زیادی به منسوجات می‌دهد که از آن جمله، می‌توان به خاصیت ضد میکروبی، ضد باکتری، ضد آب، آنتی استاتیک، مقاومت مادون‌قرمز و ... اشاره نمود. بنابراین با مهندسی نانو، می‌توان خواص مورد نظر، از جمله استحکام، مقاومت، سختی، دوام، راحتی و قابلیت تنفس را در الیاف، نخ و پارچه، به وجود آورد.
با توجه به گستره وسیع تعداد افرادی که به فعالیت‌های ورزشی مشغولند و حرفه‌ای شدن بیش از پیش این صنعت که میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری در آن را موجب گردیده است، هر ابزاری که به نحوی بتواند عملکرد ورزشکاران را بهبود دهد، مورد توجه سرمایه‌گذاران و دست‌اندرکاران ورزش قرار خواهد گرفت. مصرف‌کنندگان امروزی، به لباس‌هایی نیاز دارند که تمیز بماند، خوشبو و راحت باشد، مراقبت از آن ساده باشد و عالی به نظر برسد. البته باید توجه داشت که بهبود عملکرد ورزشکار، در اولویت نخست قرار دارد. در این بین، نانو فناوری در صنایع ورزشی، توجه زیادی را به خود جلب نموده است.
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات جهانی در ورزش، لباس‌ها و تجهیزات ورزشی بدبو است. تجهیزات ورزشی، بستری مناسب برای رشد و نمو انواع باکتری و قارچ هستند که موجب عفونت، بو، زخم و خارش و یا بوی بد پا می‌شوند. اگر این باکتری و قارچ‌ها، تحت کنترل باشند، می‌توان بوی بد لباس و عفونت را نیز کنترل نمود. بیش از 100 سال است که از نقره برای درمان بیماری استفاده می‌شود، چرا که نقره دارای خواص ضد باکتری و ضد قارچ طبیعی است. با این وجود، شرکت دادن خواص نقره در تجهیزات، با چالش‌هایی روبرو بوده است که امروزه به کمک فناوری نانو، این چالش‌ها مرتفع گردیده است. دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، پاییز امسال اعلام نمود که نانو ذرات نقره‌ای را توسعه داده است که می‌توانند در پنبه، پلاستیک و نایلون موجود در کفش، پد، لباس، جوراب، کلاه یا سایر تجهیزات ورزشی، به‌کار گرفته شوند. این کار، معمولاً با ساخت نانو ذرات نقره‌ای که ابعادی در حدود 25 نانومتر دارند، انجام می‌شود که حجم کوچک و مساحت سطحی بسیار زیادی را شامل می‌شود. مساحت سطحی بالای ذرات، موجب می‌شود تا با باکتری و قارچ‌های بیشتری فعل‌وانفعال داشته و کارایی آن‌ها در مقابله با باکتری و قارچ‌ها، افزایش یابد.
کاربردهای مرسوم نانو فناوری در صنعت البسه ورزشی
پارچه و محصولات اصلاح‌شده با نانو فناوری، برای طیف وسیعی از فعالیت‌ها، مانند بالن‌سواری، چتربازی، اسنوبورد، ایروبیک، دوچرخه‌سواری، دو میدانی، هاکی، کوهنوردی، شنا، قایقرانی، بادبانی، اسکی و ... کاربرد دارند. با توجه به شرایط چالش‌برانگیز این ورزش‌ها، استفاده از لباس‌ها و تجهیزات ورزشی با ویژگی‌های چندمنظوره، اهمیت ویژه‌ای دارد. به‌عنوان مثال، مواد پیشرفتهای که در تجهیزات الکترونیکی انعطاف‌پذیر و با قابلیت کششی کاربرد دارند، می‌توانند عملکرد ورزشکاران را بهبود دهند. تولیدکنندگان صنعت نساجی، پارچه‌هایی هوشمند تولید نموده‌اند که حسگر یا دستگاه‌های شارژ قابل‌حمل داشته و عمدتاً برای به دست آوردن اطلاعات زیستی (مانند ضربان قلب، دمای بدن و ...)، مورد استفاده قرار می‌گیرند. بدیهی است که لباس‌های ورزشی فوق‌الذکر، می‌بایست حداقل ویژگی‌های اساسی، مانند راحتی، ایمنی، قابلیت‌های کششی مرسوم، وزن کم و ثبات ابعادی را داشته باشند.
ورزش هوشمند بخشی از پدیده نوظهور اینترنت اشیاء «IoT» محسوب می‌شود که در آن، اشیاء توسط اینترنت به شبکه متصل شده، اطلاعات را جمع‌آوری نموده و به اشتراک می‌گذارند. با کمک این فناوری پیشرفته، اطلاعات جمع‌آوری شده و برای اندازه‌گیری عملکرد ورزشی، به کار می‌روند. بنابراین مفهوم ورزش هوشمند، به کاربران فرصتی می‌دهد تا اطلاعات خود را ثبت و پیگیری نمایند. تجهیزات و دستگاه‌های ورزشی، اطلاعات را جمع‌آوری نموده و به برنامه‌های گوشی تلفن همراه یا سیستم‌های ابری، منتقل می‌نمایند. این برنامه‌ها، قابلیت تحلیل داده‌ها را داشته و حتی می‌توان از طریق آن‌ها، نوعی «مربی مجازی» ایجاد نمود. نکته مهم در این از تجهیزات ورزشی، لزوم برخورداری از ویژگی‌هایی مانند قابلیت فشرده‌سازی، ضد آب بودن، ضد باد بودن، نظارت بر سلامتی، قابلیت تنفس و ... است. معمولاً برای طراحی و ساخت چنین تجهیزاتی، از مواد شیمیایی، مانند فتالاتها، دی متیل فرمالدهید «DMF» و مواد این‌چنینی استفاده می‌شود که می‌توانند اثرات جانبی مضری به همراه داشته باشند. علاوه بر این، ترکیبات فوق پس از چندین بار شستشو، خواص ویژه خود را از دست می‌دهند.
بنابراین در سال‌های اخیر، محققان روی این موضوع تمرکز کرده‌اند تا پارچه‌هایی تولید کنند که خواص خود را حفظ نموده و در عین حال، خطری نداشته باشند. استفاده از نانو فناوری، بادوام‌ترین پارچه‌ها را به وجود می‌آورد که نه تنها اثرات جانبی به همراه ندارند، بلکه روی راحتی و لطافت پارچه نیز هیچ اثری نخواهد داشت. امروزه با استفاده از این فناوری، لباس‌هایی با ویژگی‌های منحصربه‌فرد، از جمله خواص ضد آب، ضد باکتری، محافظت در برابر «UV»، خود تمیز شونده، عایق، افزایش گردش خون، بهبود عضلات و خصوصیات الکترونیکی تولید می‌گردد.
چندین شرکت فعال در حوزه نساجی، به صورت تجاری از نانو فناوری در لباس‌های ورزشی خود استفاده نموده‌اند که از مهم‌ترین آن‌ها، می‌توان به شرکت‌های «Scholler»، «JR Nanotech»، «Speedo» و «Odegon» اشاره نمود. «Scholler» یک شرکت سوئیسی فعال در زمینه ساخت و تولید تجهیزات ورزشی است که از نانو فناوری برای تولید لباس‌هایی با تعادل نوری، قابلیت نفوذ هوا، مقاومت در برابر آب و باد و خود تمیز شونده، استفاده نموده است. این لباس‌ها، بیشتر در ورزش‌هایی مانند کوهنوردی و اسکی که در آب و هوای سرد انجام می‌شوند، کاربرد دارد. «JR Nanotech» هم، یک شرکت انگلیسی است که جوراب‌هایی با نانو ذرات نقره تولید نموده است. این جوراب‌های ورزشی، می‌توانند بوی بد پای ورزشکاران را به‌طور کامل از بین ببرند. «Speedo» دیگر شرکتی است که در آلمان، اقدام به تولید یک لباس شنای جدید و ابتکاری با تقلید از پوست کوسه نموده است. این لباس، سرعت شنا را با سر خوردن در آب افزایش می‌دهد. شرکت انگلیسی «Odegon» نیز، پارچه‌های نانویی تولید نموده که بوی لباس را از بین می‌برد.
لازم به ذکر است، شرکت معتبر آدیداس به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های فعال در حوزه تولید و عرضه پوشاک ورزشی، در سال 2014 میلادی، با استفاده از پارچه‌های هوشمند، یک مجموعه لباس ورزشی، شامل تی‌شرت، شورت ورزشی و کفش تولید نموده است که به کاهش دمای بدن ورزشکار در حین ورزش، کمک می‌نماید و علامت‌های دریافت شده توسط لباس، برای ارزیابی و اجرای راهبردهای مؤثر، به برنامه‌های موبایل کاربر ارسال می‌شوند.
پیشرفتهای اخیر در صنعت لباس ورزشی
در دهه اخیر، تحقیقات نانو فناوری در لباس‌های ورزشی، روی دو موضوع اصلی متمرکز شده است: 1) بالا بردن عملکرد مواد کششی و 2) توسعه منسوجات هوشمند با مشخصه‌های جدید. در این زمینه، منسوجات می‌توانند در چند طبقه قرار گیرند:
الف) منسوجات عملکردی
منسوجات عملکردی، به‌طور ویژه برای ارائه یک عملکرد مشخص و از پیش تعریف شده (افزون بر عملکرد معمول)، مهندسی شده‌اند. این منسوجات، به‌طور عمده در ورزش‌های با فعالیت بسیار زیاد، مانند بالن‌سواری، چتربازی، اسنوبورد، ایروبیک، هاکی، کوهنوردی، شنا، قایق‌سواری و اسکی استفاده می‌شوند و هدف از تولید آن‌ها، ایجاد کمترین مقاومت در برابر حرکت و ایجاد راحتی بیشتر در کاربر است. این منسوجات، ممکن است چندمنظوره باشند؛ مثلاً مقاوم در برابر حرارت، ضد باکتری، زداینده چربی و آب، ضد آب، ضد باد با قابلیت انتقال مناسب هوا و رطوبت. توسعه‌های مربوط به منسوجات عملکردی، موجب راحتی و توسعه کارکردهای اندامشناختی مناسب شده است. از مهم‌ترین ویژگی‌های مرتبط با منسوجات عملکردی، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- محافظت در برابر اشعه فرابنفش: لباس‌های ورزشی که با اکسیدهای نیمه‌رسانا و در مقیاس نانو، مانند اکسید تیتانیوم یا اکسید روی اصلاح شده‌اند، به‌طور قابل‌توجهی اشعه فرابنفش را جذب نموده و از پوست در برابر تابش فرابنفش، محافظت می‌نمایند. این در حالی است که خواص انعطاف‌پذیری، وزن و راحتی پارچه نیز، حفظ می‌شود.
- ضدآب/ دفع آب: لباس‌هایی که آب را دفع می‌کنند، معمولاً با تشکیل نانوویسکرها ساخته می‌شوند که بارها از الیاف پنبه معمولی، کوچک‌تر بوده و روی پارچه، اثر پرزی دارد.
- خاصیت ضد باکتری: برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها که در اثر عرق کردن ایجاد می‌شود، نانو موادی با پایه نقره، اکسید تیتانیوم و اکسید روی، جهت خاصیت ضد باکتری، کنترل بو و خواص ضد قارچ، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- هدایت الکتریکی: پارچه‌هایی که الکتریسیته را هدایت می‌کنند (مانند اکسید روی و اکسید تیتانیوم)، می‌توانند به انتشار بار الکتریکی در پارچه کمک نموده و الکتریسیته ساکن را از روی سطح خود دور نمایند. این امر، به‌ویژه در پارچه‌های از جنس نایلون و پلی‌استر که معمولاً الکتریسیته ساکن دارند، اهمیت بیشتری دارد. این پارچه‌ها، می‌توانند در تولید حسگر و محرک در لباس‌های ورزشی، استفاده شوند.
ب) منسوجات هوشمند
منسوجات هوشمند، عموماً منسوجات یا محصولاتی هستند که تغییرات محیط محلی کاربر را تشخیص داده و به درستی، پاسخ می‌دهند. به‌عنوان مثال، یک سیستم پوشیدنی مبتنی بر نانو مواد و با وزن سبک، در محیط بیرون که دمای آن از 50- تا 50+ درجه سلسیوس متغیر است، بدن را راحت نگه می‌دارد. موادی که معمولاً در تولید منسوجات هوشمند به کار می‌روند، عبارتند از: مواد تغییر فازی «PCMs»، مواد با حافظه شکلی «SMMs»، مواد کرومیک (تغییر رنگ)، مواد رسانا و منسوجات ادغام‌شده با وسایل الکترونیکی.
گفتنی است، استفاده از مواد هوشمند و فناوری نانو در پارچه، کاربردهای زیادی داردکه از آن جمله، می‌توان به ارتباط بین دستگاه‌ها، انتقال حرارت یا الکتریسیته، ارتقاء حس کاربر نسبت به لباس و نیز، واکنش و محافظت در برابر مخاطرات محیطی، اشاره نمود. این منسوجات، با توجه به عملکرد خود، به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- منسوجات هوشمند غیرفعال که تنها شرایط یا محرک‌های محیطی را حس می‌کنند.
- منسوجات هوشمند که هم حسگر دارد و هم فعال‌کننده. فعال‌کننده‌ها به صورت مستقیم و یا به صورت کنترلی، از یک واحد مرکزی، فعال می‌شوند. مثال‌هایی از منسوجات هوشمند فعال، عبارتند از: مقاوم در برابر آب و نفوذپذیری بخار (آب‌گریز/ غیر متخلخل)، ذخیره‌کننده حرارت، تنظیم‌کننده حرارت، جذب‌کننده بخار، پارچه‌های دفع‌کننده گرما و گرم شونده با الکتریسیته.
- منسوجات فوق هوشمند که می‌توانند حس کنند، واکنش دهند و خودشان را با شرایط یا تحریکات محیطی تطبیق دهند. یک پارچه فوق هوشمند، از واحدی تشکیل شده که مشابه مغز عمل می‌کند و توانایی درک، منطق و فعالیت دارد.
آنچه در ادامه می‌آید تنها بخشی از مواد/ فناوری‌هایی هستند که برای تولید منسوجات هوشمند، کاربرد دارند:
- اثرات عایق بودن:
خاصیت عایق بودن لباس‌های ورزشی در برابر سرما و گرما، به‌ویژه در ورزش‌هایی مانند اسکی، اسنوبرد، غواصی، کوهنوردی و دوچرخه‌سواری، اهمیت داشته و با توجه به «رابطه بدن انسان و گرما، شرایط محیطی و فعالیت فیزیکی» مشخص می‌شود. علاوه بر این، مواد با حافظه شکلی، در انتقال ویژگی‌های عایق به لباس ورزشی، کمک می‌کنند.
- مواد تغییر فازی:
مواد فعال حرارتی ساخته‌شده از پوشش‌های میکروکپسول «PCM»، می‌توانند همراه با عایق حرارتی فعال، راحتی پوشش را نیز بهبود دهند. «PCM» به‌عنوان واحد ذخیره حرارت در لباس عمل نموده و در حین ورزش، میان گرمای تولید شده توسط بدن و آزادشده به محیط، تعادل حرارتی به وجود می‌آورد.
- مواد با حافظه شکلی:
این مواد، بعد از تغییر شکل موقت، می‌توانند به شکل اصلی خود برگردند. دما، میدان مغناطیسی، میزان «PH»، نور فرابنفش و حتی حضور آب، می‌تواند تغییر شکل ایجاد کند. این لباس‌ها، عایق حرارتی، انعطاف‌پذیر و با قابلیت سازگاری هستند.
- اثرات درمانی:
فعالیت‌های فیزیکی به خصوص ورزش‌های سنگینی مانند بدنسازی و پاورلیفتینگ، ممکن است موجب آسیب، خستگی یا فعالیت بیش از حد عضلات شوند. با استفاده از منسوجات هوشمند، می‌توان این اثرات را تا حدی کاهش داد. در مواد نساجی که با پوست بدن ارتباط نزدیکی دارند، از پودر ژرمانیوم و سرامیک‌هایی مانند آلومینا، تیتانیوم دی‌اکسید و سیلیکون دی‌اکسید استفاده می‌شود. این نانو ساختارها، با اثر تابش مادون‌قرمز، کاربردهای درمانی زیادی دارند که از مهم‌ترین آن‌ها، می‌توان به نوارهای درمانی زانو و نوارهای آرنج اشاره نمود.
- ویژگی‌های الکترونیکی:
لباس‌هایی که ویژگی الکترونیکی دارند، می‌توانند در جمع‌آوری اطلاعات حیاتی، مورد استفاده قرار گیرند و بدیهی است که یکی از نوآوری‌های مرتبط با البسه ورزشی، همین مورد خواهد بود. این پارچه‌ها، در مراقبت‌های مربوط به سلامت و محافظت از ورزشکاران در ورزش‌های پرخطری مانند کوهنوردی، نقش داشته و هدف اصلی آن‌ها، ثبت تغییرات اندامشناختی و زیستی بدن و ثبت علائم حیاتی است. به عبارت بهتر، منظور از منسوجات الکترونیکی، زیرساخت‌هایی هستند که توانایی حس کردن (زیست‌سنجی محیطی)، ارتباط (معمولاً بی‌سیم) و انتقال قدرت را داشته تا حسگرها و دستگاه‌های پردازش اطلاعات، به صورت یکپارچه، یک شبکه منحصربه‌فرد تشکیل دهند. این پارچه‌ها، عموماً نخ‌های رسانایی دارند که به صورت چرخشی یا پیچ‌خورده با برخی از مواد رسانا (مانند رشته‌های نقره یا فولاد ضد زنگ)، ترکیب شده‌اند و امکان هدایت الکتریکی را فراهم می‌کنند.
هنوز نظری وارد نشده است!
نظر خود را ارسال نمایید
پست الکترونیکی شما انتشار پیدا نمی کند.