টেক্সটাইল টেকনোলজির নতুন প্রজন্ম - NanoFiber

Latest Textile | Abdullah Al Baki Upol

টেক্সটাইল টেকনোলজির বিভিন্ন শাখা প্রশাখার মধ্যে বর্তমানে ও ভবিষ্যতের জন্য যে প্রযুক্তিটি মাথা উচু করে দারাচ্ছে, তার নাম ন্যানোফাইবার টেকনোলজি। আর্টিকেলটি ন্যানোফাইবার বিষয়টিকে সহজ ভাষায় উপস্থাপন করার চেষ্টা করেছে।

"ন্যানো ফাইবার (NanoFiber) কি?"

যে সকল ফাইবারের ব্যাস সাধারণত ন্যানোমিটারে হয়, সে সকল ফাইবার কে ন্যানোফাইবার বলে। সাধারণত ন্যানোফাইবারের ব্যাস ১০০০ ন্যানোমিটার ধরা হয়। বিভিন্ন ধরনের পলিমার থেকে ন্যানোফাইবার প্রস্তুত করা হয়। পলিমার এর প্রকৃতি এবং প্রস্তুতির উপর ন্যানোফাইবারের ব্যাস নির্ভর করে। 

ন্যানোফাইবারের বৈশিষ্ট্য:

ন্যানোফাইবারের কিছু অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে যার কারন এর পৃষ্ঠতল এবং ওজন এর অনুপাতের মান অনেক বেশি। সাধারণ ননওভেন এর তুলনায় এই অনুপাত অনেক বেশি। কম ঘনত্ব, ভরের তুলনায় পৃষ্ঠতল বেশ বড়,লোমকূপ এর আকার ছোট এবং টানটান ইত্যাদি ন্যানোফাইবার এর গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। ন্যানোফাইবারের আকার খুব ছোট এবং মানুষের চুলের থেকেও এটি ছোট। তাই ন্যানোফাইবার কে দেখার জন্য অণুবীক্ষণ যন্ত্রের প্রয়োজন হয়।

ন্যানোফাইবার প্রস্তুতি:

ন্যানোফাইবার বিভিন্ন পদ্ধতিতে প্রস্তুত করা হয়। ইলেকট্রোস্পিনিং, ড্রইং, সেল্ফ এসেম্বলি, টেম্পলেট সিনথেসিস ইত্যাদি। এগুলোর মধ্যে ইলেকট্রোস্পিনিং বহুল ব্যবহৃত।

ইলেকট্রোস্পিনিং (Electrospinning):

এই পদ্ধতিতে বৈদ্যুতিক চার্জ এর সাহায্যে পলিমার দ্রবন থেকে ন্যানোফাইবার প্রস্তুত করা হয়। উচ্চ বিদ্যুৎ ভোল্টেজ সাপ্লায়ার, একটি ক্যাপিলারি টিউব যার সাথে পিপেট/সুই যুক্ত থাকবে এবং ধাতব কালেক্টর স্ক্রিন প্রয়োজন ন্যানোফাইবার প্রস্তুত করার জন্য।

electrospinning process

একটি ইলেকট্রোড কে পলিমার দ্রবনে এবং অন্য ইলেকট্রোডকে কালেক্টর এর সাথে সংযুক্ত করা হয়। ক্যাপিলারি টিউবে পলিমার দ্রবন থাকে এবং এই টিউবের নিম্ন প্রান্তে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দেওয়া হয়। এর ফলে দ্রবনের পৃষ্ঠে চার্জ উৎপন্ন হয়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রবল হওয়ার সাথে সাথে টিউবের উপর পৃষ্ঠতল ধীরে ধীরে কোণক এর আকৃতি ধারণ করে যাকে টেইলর কোন বলে। বৈদ্যুতিক চার্জ বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে স্থির তড়িৎ চার্জ পৃষ্ঠটান কে অতিক্রম করে চলে যায় এবং ফ্লুইড টেইলর কোন থেকে বেড়িয়ে আসে। এই বেড়িয়ে আসা পলিমার দ্রবন অস্থির এবং খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায়। ফলে এটি খুব দীর্ঘ এবং পাতলা হয়।এই ন্যানোফাইবার গুলোকে কালেক্টর স্ক্রিন থেকে সংগ্রহ করা হয়। তবে কালেক্টর স্ক্রিন হিসেবে ঘূর্ণয়মান ড্রামকেও ব্যাবহার করা যায়।

ড্রইং:

ড্রইং পদ্ধতিটি একবারে ন্যানো ফাইবারগুলির দীর্ঘ একক স্ট্র্যান্ড তৈরি করে। টানানোর প্রক্রিয়াটি solidification এর সাহায্যে করা হয় যা দ্রবীভূত স্পিনিং উপাদানকে একটি শক্ত ফাইবারে রূপান্তর করে। শুকনো স্পিনিংয়ের ক্ষেত্রে দ্রবীভূত স্পিনিং এবং দ্রাবকের বাষ্পীভবনের ক্ষেত্রে একটি শীতল পদক্ষেপ প্রয়োজনীয়। তবে একটি সীমাবদ্ধতা হ'ল কেবল একটি ভিসোইলাস্টিক উপাদান যা টানাকালীন বিকাশকালের জন্য তৈরি হওয়া স্ট্রেসগুলি থেকে বাঁচতে পর্যাপ্ত সংহতি রাখার সময় বিস্তৃত বিকৃতির মধ্য দিয়ে যেতে পারে, এই প্রক্রিয়াটির মাধ্যমে সুধুমাএ সেগুলি ন্যানো ফাইবারে রুপান্তর করা সম্ভব।

টেম্পলেট সিনথেসিস:

টেম্পলেট সিনথেসিস পদ্ধতিতে ফাইব্রিলগুলি (সলিড ন্যানোফাইবার) এবং টিউবুলস (ফাঁকা ন্যানোফাইবার) তৈরি করতে অভিন্ন ব্যাসের নলাকার ছিদ্র নিয়ে গঠিত একটি ন্যানোপরাস ঝিল্লির টেম্পলেট ব্যবহার করা হয়। এই পদ্ধতিটি ধাতু, অর্ধপরিবাহী সহ বিভিন্ন ধরণের ফাইব্রিল এবং টিউবুলগুলি প্রস্তুত করতে ব্যবহৃত হতে পারে এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহী পলিমারস। অভিন্ন ছিদ্রগুলি তন্তুগুলির মাত্রাগুলি নিয়ন্ত্রণ করার অনুমতি দেয় যাতে খুব ছোট ব্যাসযুক্ত ন্যানোফাইবারগুলি এই পদ্ধতির মাধ্যমে উত্পাদিত হতে পারে। তবে এই পদ্ধতির একটি অপূর্ণতা হ'ল এটি একসাথে একটানা ন্যানো ফাইবার তৈরি করতে পারে না।

সেল্ফ এসেম্বলি:

 পেপটাইড ন্যানোফাইবার এবং পেপটাইড অ্যাম্পিফিলগুলি প্রস্তুত করতে সেল্ফ এসেম্বলি কৌশলটি ব্যবহৃত হয়। পদ্ধতিটি অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশগুলির প্রাকৃতিক ভাঁজ প্রক্রিয়া দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়েছিল অনন্য ত্রি-মাত্রিক কাঠামো সহ প্রোটিন গঠনের জন্য  এবং আয়নিক শক্তি এবং pH এর মতো বাহ্যিক অবস্থার দ্বারা প্রভাবিত হয়.

পেপটাইড ন্যানোফাইবারগুলির স্ব-সমাবেশ প্রক্রিয়া হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বাহিনী, হাইড্রোজেন বন্ধন এবং ভ্যান ডের ওয়েলস বাহিনীর মতো চালক বাহিনীর সাথে জড়িত এবং আয়নিক শক্তি এবং পিএইচ হিসাবে বাহ্যিক পরিস্থিতিতে প্রভাবিত হয়।

ন্যানোফাইবার এর ব্যবহার:

১। ফিলট্রেশনঃ যেহেতু ন্যানোফাইবার এর পৃষ্ঠতল বড় এবং লোমকূপগুলো অনেক ছোট,  তাই ফিল্টার  করার জন্য এটি যথাযোগ্য উপাদান।পানি অথবা বায়ু থেকে সাবমাইক্রোন উপাদান গুলো ফিল্টার করার জন্য ন্যানোফাইবার একটি আদর্শ উপাদান।

Use of nanofiber

২। চিকিৎসা ক্ষেত্রঃ মেডিসিন সরবারাহ, টিস্যু  ইঞ্জিনিয়ারিং, ক্যান্সার সনাক্তকরণ ইত্যাদি জটিল ক্ষেত্রে ন্যানোফাইবার খুব গুরুত্বপূর্ণ ভুমিকা পালন করতে সক্ষম।

৩। ব্যাটারিঃ লিথিয়াম ব্যাটারি তৈরিতে ন্যানোলিথিন ব্যবহৃত হয় যেটি আসলে কার্বন ন্যানোফাইবার। 

৪। টেক্সটাইলঃ রেইনওয়ার,স্পোর্ট অ্যাপারেল,স্পোর্ট জুতা ইত্যাদি ন্যানোফাইবার ব্যবহৃত হচ্ছে। এছাড়া বর্তমান ন্যানোফাইবার থেকে ন্যানোফেব্রিক প্রস্তুত করা হচ্ছে। টেক্সটাইল এ ন্যানোফাইবার এর ব্যাবহার একটি নতুন সম্ভাবনার ক্ষেত্র।

আর্টিকেলটি লেখার জন্য নিচের ওয়েবসাইটের সাহায্য নেওয়া হয়েছে:

https://en.wikipedia.org/wiki/Nanofiber

https://textilelearner.blogspot.com/2012/01/nanofibers-nanofibers-in-nonwoven.html

Writer

Abdullah Al Baki Upol

Session: 2017-18

Department of Textile Engineering

Shyamoli Textile Engineering College (STEC)