د.الحسـن اشباني

أحدث تقنيات النانو في الملابس
تشهد صناعة المنسوجات ثورة غير مسبوقة بفضل تقنيات النانو، التي تمهد الطريق لابتكار ملابس ذكية تجمع بين الأداء العالي والوظائف المتقدمة. فمن خلال توظيف الجسيمات النانوية والطلاءات المتطورة، بات بالإمكان تصنيع أقمشة ذات خصائص مذهلة، مثل مقاومة البكتيريا والفيروسات، والتنظيف الذاتي، .والحماية الفائقة من الأشعة فوق البنفسجية، فضلًا عن التنظيم الحراري والتكيف مع الظروف البيئية. وفي هذا السياق، نستعرض أحدث التطورات في تقنيات النانو المستخدمة في المنسوجات، مع تسليط الضوء على آليات عملها، وتطبيقاتها الواسعة، وأبرز الابتكارات التي تعيد رسم ملامح هذا القطاع الحيوي.•

. الأقمشة المضادة للبكتيريا والفيروسات
كيفية عملها:
يتم دمج جزيئات النانو من الفضة والنحاس وأكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم في الأقمشة، حيث تعمل هذه الجسيمات على تعطيل جدران الخلايا البكتيرية وتثبيط تكاثر الفيروسات، مما يجعل النسيج مقاومًا للميكروبات.•
تعد جزيئات الفضة النانوية الأكثر استخدامًا نظرًا لقدرتها الواسعة على قتل الجراثيم.•
التطبيقات:
المستلزمات الطبية: تمنع انتشار العدوى في المستشفيات.•
الملابس الرياضية والداخلية: تقلل من الروائح الناتجة عن البكتيريا•
أقنعة الوجه: توفر حماية إضافية ضد مسببات الأمراض المحمولة جواً مثل فيروس كورونا.
أحدث التطورات:

يجري تطوير منسوجات مضادة للميكروبات قابلة للتحلل للحد من التأثير البيئي.•
 يتم اختبار طلاءات أكسيد الجرافين لتعزيز التأثير المضاد للبكتيريا وجعله أكثر ديمومة.•
أمثلة تطبيقية:
• شركة HeiQ السويسرية: طورت تقنية HeiQ Viroblock، وهي طلاء نانوي مضاد للفيروسات يستخدم في الكمامات والملابس الطبية، ويعتمد على جزيئات الفضة النانوية.•

• شركة Sonovia الإسرائيلية: ابتكرت نسيجًا معززًا بجزيئات أكسيد الزنك النانوية، يُستخدم في المستشفيات والملابس اليومية.•
2. الأقمشة ذاتية التنظيف
كيفية عملها:
• تعمل الجزيئات النانوية المحفزة ضوئيًا مثل أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك على تفكيك البقع العضوية عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.•
• تمنع الطلاءات النانوية الكارهة للماء والزيوت، مثل جسيمات السيليكا استقرار الأوساخ والسوائل على القماش.•

التطبيقات:
الملابس اليومية والرسمية: تقلل الحاجة إلى الغسيل المتكرر وتوفر المياه.
الملابس العسكرية: تحافظ على النظافة في الظروف القاسية.•
مقاعد السيارات والأقمشة المنزلية: تمنع تراكم البقع وتحافظ على النظافة.•
أحدث التطورات:
طور باحثون في جامعة RMIT الأسترالية أنسجة تحتوي على جزيئات نانوية من الفضة والنحاس يمكنها تحليل البقع خلال 6 دقائق فقط عند التعرض للضوء.•
تم اختبار نوع جديد من الأقمشة ذاتية التنظيف المعتمدة على الجرافين لاستخدامها في بدلات الفضاء لمنع تراكم الغبار

•
أمثلة تطبيقية:
شركة Pangaia البريطانية: تستخدم أكسيد التيتانيوم النانوي في تصنيع ملابس مقاومة للبقع والتعرق.
 باحثو جامعة RMIT الأسترالية: طوروا منسوجات ذاتية التنظيف باستخدام جزيئات الفضة والنحاس النانوية، قادرة على تحليل البقع العضوية عند التعرض للضوء خلال دقائق.
3. الملابس الواقية من الأشعة فوق البنفسجية
كيفية عملها:
يتم دمج جسيمات نانوية من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) وأكسيد الزنك (ZnO) داخل الألياف النسيجية لامتصاص وعكس الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
تعزز هذه الجسيمات معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في الملابس.
التطبيقات:
ملابس الرياضة والأنشطة الخارجية: تحمي البشرة من الاحتراق والتلف بسبب الأشعة فوق البنفسجية.
ملابس الأطفال: تقلل من مخاطر التعرض المبكر للأشعة فوق البنفسجية.
ملابس البحر والصيف: تمنع شيخوخة الجلد المبكرة.
أحدث التطورات:
توفر طلاءات نانوية شفافة لحجب الأشعة فوق البنفسجية حماية دون التأثير على تهوية القماش.
يجري تطوير طلاءات نانوية صديقة للبيئة تعتمد على الطين الطبيعي، والتي لا تفقد فعاليتها بعد الغسيل المتكرر.
أمثلة تطبيقية:
شركة Coolibar الأمريكية: توفر ملابس رياضية مدعمة بجزيئات أكسيد الزنك والتيتانيوم النانوية لحماية البشرة من الأشعة فوق البنفسجية.
باحثو جامعة نانيانغ التكنولوجية – سنغافورة: ابتكروا نسيج UPF عالي الكفاءة يعكس 99% من الأشعة فوق البنفسجية باستخدام طلاءات نانوية شفافة.

جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة
4. المنسوجات الذكية (الإلكترونيات القابلة للارتداء وتخزين الطاقة)

كيفية عملها:
• تُمكِّن مواد النانو مثل MXenes، وأنابيب الكربون النانوية، والجرافين الأقمشة من توصيل الكهرباء، وتخزين الطاقة، واستشعار التغيرات في درجة الحرارة، والحركة، والتعرق.
يتم طباعة هذه المواد على النسيج أو دمجها في الألياف مباشرةً.
التطبيقات:

الملابس الطبية: تراقب معدل ضربات القلب، ودرجة الحرارة، ومستوى الترطيب.
الأقمشة المولدة للطاقة: يمكنها شحن الأجهزة الصغيرة من خلال حركة الجسم (منسوجات كهروضغطية).
الأزياء والتقنيات التفاعلية: تشمل الملابس المضيئة بتقنية LED أو الملابس التي تغير لونها عند التفاعل.•
أحدث التطورات:
طور فريق بحثي في MIT أليافًا تحتوي على معالجات دقيقة، مما يجعل من الممكن تضمين مستشعرات تعمل بالذكاء الاصطناعي داخل الأقمشة.•
يتم تطوير منسوجات ذكية تعتمد على MXene لإنشاء بطاريات فائقة الرقة والمرونة قادرة على تخزين الطاقة وشحن الساعات الذكية وأجهزة الاستشعار الصغيرة.•
أمثلة تطبيقية
نجح علماء في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة في تطوير “نسيج” مطاطي مقاوم للماء يحول الطاقة الناتجة عن حركة الجسم إلى طاقة كهربائية. المكون الرئيسي للنسيج هو البوليمر الذي يحول الضغط الميكانيكي إلى طاقة كهربائية عند عصره أو ضغطه. كما أنها مصنوعة من مادة الإسباندكس المطاطية كطبقة أساسية ومتكاملة مع مادة مطاطية للحفاظ عليها قوية ومرنة ومقاومة للماء.•

• باحثو MIT: طوّروا أليافًا نانوية تحتوي على معالجات دقيقة ومستشعرات ذكاء اصطناعي، يمكنها مراقبة المؤشرات الحيوية لمرتديها.•
• شركة Google (Project Jacquard): تعاونت مع Levi’s لإنتاج سترة ذكية مزودة بنسيج نانوي قادر على التحكم في الهاتف الذكي عبر اللمس.•
5. الأقمشة القادرة على التمويه والتخفي
كيفية عملها:

تسمح المواد النانوية الكروموجينية الحرارية والإلكتروكرومية للأقمشة بتغيير لونها استجابةً لدرجة الحرارة أو الكهرباء أو الضوء.•
تحاكي البُنى النانوية البلازمونية جلد الحرباء، مما يتيح التمويه في الوقت الفعلي.•
التطبيقات:
المعدات العسكرية والتكتيكية: ملابس قادرة على الاندماج مع البيئة المحيطة.•
الأزياء والترفيه: أقمشة تغير اللون لأغراض جمالية وإبداعية.•
المقاعد الداخلية في السيارات: قماش قادر على التكيف مع درجة الحرارة وتغيير اللون تلقائيًا.•
أحدث التطورات:
طور علماء في جامعة كاليفورنيا، إيرفاين نسيجًا سائلًا بلوريًا يتغير لونه استجابةً للظروف البيئية.•
تم إنشاء طلاء نانوي مستوحى من جلد الحبار يحقق تأثيرات التخفي الحقيقية من خلال التحكم في تفاعل الضوء مع المادة.•
أمثلة تطبيقية:
 باحثو جامعة كاليفورنيا، إيرفاين: طوّروا نسيجًا بلوريًا سائلًا يمكنه تغيير اللون عند التعرض لمؤثرات خارجية مثل الضوء والحرارة.•
 الجيش الأمريكي: يعمل على تطوير ملابس تمويه نانوية مستوحاة من جلد الحبار، تعتمد على جسيمات النانو البلازمونية، مما يسمح للجنود بالاختفاء بصريًا في البيئات المختلفة.•
الخلاصة : تشكل تقنيات النانو نقطة تحول جوهرية في صناعة النسيج، حيث تفتح آفاقًا جديدة لإنتاج ملابس ذكية تتمتع بخصائص متقدمة مثل مقاومة البكتيريا، والتنظيف الذاتي، والحماية الفائقة من الأشعة فوق البنفسجية، بالإضافة إلى تحسين المتانة والراحة. ولا تقتصر هذه الابتكارات على تعزيز الأداء فحسب، بل تمتد لتشمل مجالات حيوية مثل الطب، والرياضة، والصناعات العسكرية، حيث تسهم في توفير حلول أكثر أمانًا واستدامةً. ومع التقدم المستمر في هذا المجال، يصبح من الواضح أن تكنولوجيا النانو ستعيد رسم ملامح صناعة المنسوجات، مما يعزز من كفاءة المنتجات ويلبي احتياجات المستقبل المتطورة.
د. الحسن اشباني، مدير البحث سابقا بالمعهد الوطني للبحث الزراعي بالمغرب و صحفي مهني علمي