محققان يك شركت ايراني موفق به دستيابي به دانش‌ فني توليد انواع دستگاه‌هاي آزمايشگاهي و نيمه‌صنعتي تمام‌ اتوماتيك الكتروريسي شده‌اند كه امكان توليد دسته وسيعي از نانوالياف و نانوذرات پليمري و سراميكي را در مقياس نانومتر دارا مي‌باشند.
دكتر يوسف محمدي، مشاور علمي شركت توليد كننده دستگاه الكتروريسي در گفت‌وگو با خبرنگار «علمي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، با معرفي دستگاه‌هاي آزمايشگاهي و نيمه‌صنعتي الكتروريسي، گفت: كاري كه انجام شده طراحي و ساخت تجهيزات الكتروريسي بوده كه امكان كنترل تمام اتوماتيك را دارا است. به‌ طوري كه نمونه آزمايشگاهي براي كاربردهاي پژوهشي و تحقيقاتي و نمونه صنعتي براي توليد انبوه نانو الياف كاربرد دارد.
مشاور علمي شركت توليد كننده دستگاه الكتروريسي در ادامه افزود: نمونه آزمايشگاهي اين دستگاه را با نمونه‌هايي كه در كشورهاي ژاپن، كره جنوبي، نيوزلند و سنگاپور وجود دارد، مقايسه كرده‌ايم؛ به ‌طوري كه مي‌توان گفت، كارايي بسيار بالاتري نسبت به آنها داشته و اين امكان را مي‌دهد كه محقق بتواند در حوزه نانو الياف در زمينه‌هاي مختلف فعاليت داشته باشد.
وي اظهار داشت: دستگاهي كه ساخته شده اين امكان را فراهم مي‌كند تا محققان و كارشناسان دانشگاهي و صنعتي تمام اقداماتي را كه تا به حال در زمينه نانوالياف صورت‌ گرفته و يا امكان نوآوري در اين زمينه‌ها وجود دارد را انجام دهند. همچنين براي اين دسته از دستگاه‌ها امكانات، قطعات و لوازم جانبي متنوعي طراحي شده و در واقع به نوعي كامل‌ترين مجموعه‌اي است كه مي‌توان ادعا كرد حداقل در منطقه خاورميانه و آسيا توليد مي‌شود.
محمدي با توجه به كاربردهايي كه دستگاه‌هاي الكتروريسي در زمينه‌هاي مختلف دارند و توليد انواع نانوالياف و نانوذرات پليمري و غيره كه از طريق فرايندهاي الكتروريسي و الكترواسپري انجام مي‌شود، تصريح كرد: در حال حاضر در دنياي نانو بحث نانوذرات بسيار مطرح شده اما متاسفانه در بسياري از حوزه‌ها كاربردي نشده است آن هم نه به دلايل فني بلكه بيشتر به‌واسطه مباحث مرتبط با استانداردسازي و ايمني محصولات حاوي آنها بوده است. از اين رو اكثر محققان و كارشناسان حوزه فناوري نانو، نانوالياف را اولين محصولات تجاري مي‌دانند كه نياز به استانداردهاي خاصي نداشته و برخلاف نانوذرات كه يكسري مسايل و محدوديت‌هايي براي كاربردشان مطرح مي‌باشد، نانوالياف مستقيماً بر سلامتي افراد و جامعه تاثير نمي‌گذارد ضمن آن كه در بسياري از كاربردهاي پزشكي و بهداشتي نيز قابليت به‌كارگيري را دارا هستند.
وي با بيان اين كه نانوالياف هم مي‌تواند توسط بشر ساخته شوند و هم در طبيعت يافت مي‌شوند، ابراز كرد: با توجه به اين مساله، نانو الياف به‌ طور كلي به اليافي اطلاق مي‌شود كه قطر آنها كمتر از هزار نانومتر باشد، يعني قطر آنها كمتر از مقياس ميكرومتر بوده و نسبت طول به قطر آنها نيز بالاتر از عدد50 است. به‌ طور كلي نانو الياف را مي‌توان با چندين روش شكل‌دهي مختلف ايجاد كرد و از آنجايي كه اكثر الياف از ماكرومولكول‌ها ساخته مي‌شوند، نانوالياف هم عمدتاً از مواد پليمري تهيه مي‌شوند.
مشاور علمي شركت توليد كننده دستگاه‌هاي تمام ‌اتوماتيك الكتروريسي، تاكيد كرد: روش‌هاي مختلفي براي ساخت نانوالياف وجود دارد، اما روش مقرون به ‌صرفه و راحت‌ترين و كارآمدترين روش، الكتروريسي يا الكترواسپري است.
دكتر محمدي ادامه داد: الياف معمولي با استفاده از نيروهاي مكانيكي ساخته مي‌شوند، لذا مذاب يا محلول پليمري به ‌واسطه نيروهاي مكانيكي كه به آنها اعمال مي‌شود تحت كشش‌هاي بالايي قرار گرفته و به شكل ليف در مي‌آيند.
وي اذعان داشت: اما در فرايندهاي الكتروريسي به‌ جاي آن كه از نيروهاي مكانيكي استفاده شود از نيروهاي الكترواستاتيك استفاده مي‌شود. به اين ترتيب نيرويي كه لازم است تا مذاب يا محلول را تحت كشش‌هاي بسيار زياد قرار دهد تا به شكل ليف درآيد، نيروهاي الكترواستاتيكي هستند.
وي در ادامه عنوان كرد: ايده اين امر از آن جا شروع شده است كه وقتي يك محلول يا مذاب پليمري در يك ميدان الكتريكي با ولتاژ بالا قرار مي‌گيرد، محلول باردار شده و به ‌واسطه باري كه ايجاد مي‌شود يك نيروي الكترواستاتيكي بر محلول وارد مي‌شود كه برخلاف نيروي كشش سطحي محلول بوده و هر زمان نيروي الكتروستاتيكي بيشتر از كشش سطحي محلول يا مذاب شود نانوالياف شكل مي‌گيرند. بنابراين براي توليد نانوالياف با استفاده از روش الكتروريسي در واقع از ميدان‌هاي الكتريكي با ولتاژ بسيار بالا استفاده مي‌شود.
مشاور علمي شركت توليد كننده دستگاه‌هاي الكتروريسي، تخلخل بسيار زياد، سطح ويژه بسيار بالا و سبك بودن را مهمترين ويژگي‌ نانوالياف دانسته و بيان كرد: سطح ويژه بالا به اين معني است كه اگر يك سانتي‌متر مربع از پارچه‌اي كه از نانوالياف تهيه‌ شده است در نظر گرفته شود شايد سطح آن با سطح يك زمين فوتبال و يا بيشتر قابل مقايسه باشد يعني در محصولات متشكل از نانوالياف، به‌ واسطه مقياس نانومتري كه الياف سازنده محصول دارا هستند سطح ويژه بسيار بالايي را در اختيار بشر قرار مي‌دهند.
وي با بيان اين كه نانوالياف در زمينه‌هاي مختلف صنعتي، پزشكي و بهداشتي، زيست‌فناوري و محيط زيست، توليد و ذخيره‌سازي انرژي و مصارف دفاعي و امنيتي كاربرد دارند، ادامه داد: در حوزه‌هاي نظامي و دفاعي مي‌توانيم با استفاده از آنها پارچه‌هايي را توليد كنيم كه به‌راحتي مي‌توانند مانع از عبور عوامل شيميايي و بيولوژيك شوند.
محمدي خاطرنشان كرد: همينطور در بحث نانوكامپوزيت‌ها مي‌توانيم كامپوزيت‌هايي با خواص بسيار عالي با استفاده از نانوالياف تهيه كنيم؛ چرا كه هر چقدر قطر الياف كم شود، استحكام آنها با توان سه اضافه مي‌شود. بنابراين وقتي از يك ليف معمولي با قطر ميكرومتري كه در كامپوزيت‌ها استفاده مي‌شود به سمت نانوالياف كه قطرشان در مقياس نانومتر است حركت كنيم استحكام غيرقابل تصوري را مي‌توان در كامپوزيت‌ها انتظار داشت. همچنين در اين ارتباط مي‌توان به نانوالياف كربن نيز اشاره نمود كه كاربردهاي فوق‌العاده زيادي در صنايع مختلف دارا هستند.
رئيس گروه فناوري‌هاي نوين شركت پژوهشي و فناوري پتروشيمي به كاربرد نانوالياف در حوزه پزشكي و بهداشتي اشاره كرد و توضيح داد: در اين زمينه مي‌توان فيلترهايي را توليد كرد كه قادر به جلوگيري از عبور انواع ميكروب‌ها و عوامل بيماري‌زا و عوامل شيميايي در ماسك‌هاي تنفسي و نيز اتاق‌هاي تميز مي‌باشند.
وي در ادامه، اظهار كرد: رهايش كنترل‌ شده دارو و عوامل فعال بيولوژيك از كاربردهاي ديگر نانوالياف در حوزه پزشكي است كه در سطح دنيا به سمت تجاري شدن حركت مي‌كند. همين‌طور در اين حوزه بحث مهندسي بافت مطرح مي‌شود كه مي‌توان از بسترهاي متشكل از نانوالياف به ‌واسطه شباهت ريز ساختاري آنها به بافت‌هاي بدن به‌ عنوان بهترين نوع داربست‌هاي مهندسي استفاده نمود. در واقع زمينه فوق‌ سلولي بافت‌هاي طبيعي عمدتاً متشكل از نانوفيبريل‌هاي كلاژني هستند لذا بسترهاي متشكل از نانو الياف پليمري بيشترين اثربخشي را در فناوري مهندسي بافت خواهند داشت. به اين ترتيب مي‌توان از دسته وسيعي از پليمرها و بيوپليمرها، البته پليمرهايي كه عمدتاً زيست‌ سازگار و زيست‌ تخريب‌پذير هستند، چنين ساختارهايي را ايجاد كرده و به‌ واسطه شباهت بسيار زياد آنها به بافت‌هاي طبيعي، انتظار برهم‌كنش خوب سلول‌ها در مواجهه با اين بسترهاي نانو ساختار را داشت و به اين ترتيب امكان ترميم و بازسازي بافت‌هاي زنده نظير‌ غضروف، استخوان، پوست، عصب، عروق و بسياري از بافت‌هاي ديگر دور از انتظار نخواهد بود.
مشاور علمي شركت توليد كننده دستگاه‌هاي آزمايشگاهي و نيمه‌صنعتي تمام‌ اتوماتيك الكتروريسي، اظهار كرد: بسترهاي متشكل از نانوالياف در حوزه‌ها و صنايع مختلف مخصوصاً صنايع خودرو، صنايع شيميايي، صنايع نفت، گاز و پتروشيمي به‌ عنوان فيلترهاي نسل جديد با كارآيي فوق‌العاده بالا مطرح مي‌باشند.

وي با اشاره به كاربرد نانوالياف در زمينه زيست‌فناوري و يا بيوتكنولوژي، اذعان داشت: به ‌واسطه سطح ويژه فوق‌العاده بالاي محصولات متشكل از نانوالياف، امكان اصلاح خواص سطحي و پيوند زني و ايجاد عوامل و يا گروه‌هاي شيميايي مختلف با دانسيته بالاي پيوندها در مقايسه با زمينه‌ها و يا پارچه‌هاي معمولي به‌راحتي امكان‌پذير مي‌باشد. بر اين اساس امكان توليد انواع نانوحسگرهاي شيميايي و زيستي با دقت فوق‌العاده بالا ميسر مي‌شود.
وي به كاربرد ديگر نانوالياف در بحث توليد و ذخيره‌سازي انرژي اشاره و اعلام كرد: نانوالياف و نيز محصولات متشكل از نانوالياف از پتانسيل‌هاي بالايي در پيل‌هاي خورشيدي، پيل‌هاي سوختي، ذخيره‌سازي هيدروژن، باطري‌هاي پليمري، غشاء‌هاي تبادل يوني و غيره برخوردار هستند.

مشاور علمي شركت توليد كننده دستگاه‌هاي الكتروريسي خاطرنشان كرد: اخيراً ثبت اختراع‌هاي متعددي در ارتباط با تجهيزات و محصولات متشكل از نانوالياف توسط اين شركت صورت گرفته است كه به‌عنوان مثال مي‌توان به روش جديدي براي توليد نانوالياف كاملاً موازي و ايجاد چندلايه‌هاي منظم از نانوالياف اشاره نمود. بر اين اساس امكانات سخت‌افزاري خاصي بر روي دستگاه‌هاي توليدي، اعمال شده است كه مي‌توان نانوالياف را در جهات مختلف به‌ صورت چندلايه‌هاي كاملاً موازي توليد نمود.
به گفته وي با استفاده از دستگاه‌هاي آزمايشگاهي و صنعتي اين شركت مي‌توان نانوساختارهاي مختلف به ‌صورت تك‌لايه و يا چندلايه را از مواد پليمري مختلف، مواد سراميكي و نيز كامپوزيت‌هاي پليمر- سراميك با آرايش تصادفي و يا كاملاً منظم توليد كرد. در ضمن دستيابي به ريزساختارهاي مختلف نظير نانوالياف چندجزئي، نانوالياف متخلخل، نانوالياف توخالي و غيره نيز به‌راحتي ميسر مي‌شود.
محمدي در ادامه اضافه كرد: توليد انبوه اين دسته از دستگاه‌ها با توجه به مذاكرات صورت ‌گرفته به زودي آغاز مي‌شود. البته هدف اصلي در اين زمينه خودكفايي كشور، ارتقاء سطح علمي كشور و نيز صادرات آن در سطح منطقه و آسيا است.

وي افزود: دستگاه‌هاي آزمايشگاهي و صنعتي تمام ‌اتوماتيك الكتروريسي توليد شده در اين شركت، اولين دستگاه‌هايي هستند كه در حوزه توليد محصولات نانومتري در داخل كشور طراحي و توليد مي‌شوند و جزو اولين محصولات و تجهيزات نانومتري هستند كه پتانسيل صادرات به خارج از كشور را نيز دارا هستند. به اين ترتيب دستگاه‌هاي مورد بحث قابليت توليد نانوالياف را از مواد پليمري مختلف در مقياس‌هاي آزمايشگاهي، نيمه‌صنعتي و صنعتي دارا بوده و در اين راستا الكتروريسي و توليد نانوالياف از حداقل 45 ماده پليمري و سراميكي مختلف براي به‌كارگيري در كاربردهاي مختلف در اين شركت به انجام رسيده است.