Vải nano là vải gì? Chắc hẳn nhiều người vẫn còn mơ hồ về loại vải công nghệ này. Vải sợi nano được coi là loại vải tương lai của thời trang, bởi những đặc tính vượt trội của nó như chống thấm, chống tia UV, tự làm sạch, chống vi khuẩn, … Trong bài viết này, Coolmate sẽ giúp bạn tìm hiểu về loại vải đặc biệt này.
- Vải nano là vải gì?
Đúng như tên gọi, vải nano là loại chất liệu mà các sợi vải được phủ lên một lớp nano siêu nhỏ. Lớp Nano này có tác dụng chống thấm nước, kháng khuẩn, chống tia UV, và đặc biệt là khả năng thoát nhiệt, thoát ẩm cực tốt. Cụ thể, loại vải này sẽ khiến người mặc cảm thấy mát hơn 2,7 độ C so với khi mặc quần áo bằng cotton và mát hơn 2,1 độ C so với khi mặc quần áo làm từ sợi tổng hợp. Do đó, vải sợi nano được coi là hiện tại và tương lai của ngành thời trang, giúp con người có thể chống lại sự khắc nghiệt của quá trình biến đổi khí hậu.
2. Các thành phần của vải sợi nano
2.1. Các loại sợi nano
2.1.1. Sợi nano
Sợi nano có đường kính <1mm hoặc 1000 nm. Do có kích thước nhỏ, nên nó có khả năng bắt được vi khuẩn nhỏ ở dạng bào tử như vi khuẩn than hoặc virut. Cùng với đó là sự hoạt động của các hạt nano, làm tăng khả năng chống lại vi khuẩn, vi rút và nấm của vải sợi nano.
2.1.2. Sợi nanocomposite
Chúng được tạo ra với các chất cần thiết khác mang kích thước nano khuếch tán bên trong một ma trận sợi. Các chất cần thiết này có thể bao gồm các hạt nano oxit kim loại, hạt nano đất sét hoặc sợi nano graphite. Các chất này giúp tăng độ bền của sợi, kiểm soát mùi, kháng khuẩn, tạo khả năng tự làm sách và chống thấm nước/bụi bẩn.
2.1.3. Sợi nano graphite
Sợi nano graphite thường được kết hợp cùng với những chất liệu nền khác như sợi nanocomposite hoặc các sợi vải thông thường như cotton, polyeste, nylon hoặc polyethylene. Công dụng của sợi nano graphite là tăng cường độ bền và giảm mài mòn trong quá trình sử dụng. Cùng với đó, loại sợi này cũng giữ gìn và phát huy những ưu điểm vốn có của chất liệu nền được sử dụng trong vải.
2.2. Các hạt nano
Hạt nano bao gồm các oxit kim loại, muội than và đất sét. Chất liệu vải được phủ hạt nano oxit kim loại đều có khả năng có khả năng chống tĩnh điện và ngăn bức xạ tia cực tím. Còn với hạt nano đất sét, vải sẽ có khả năng chống lại tác động của hoá chất, nhiệt, điện và ngăn bức xạ tia UV. Do đó nếu sử dụng các loại hạt nano cùng các sợi nanocomposite, ta sẽ tạo nên chất liệu vải nano có độ bền cao, chống tia cực tím, chống cháy và chống tĩnh điện, tạo nên sự an toàn hơn khi sử dụng.
Ta có thể kể đến một vài hạt nano được sử dụng chủ yếu trong ngành thời trang dưới đây:
Hạt nano bạc: có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn và nấm, từ đó giúp ngăn ngừa và khử mùi hôi khó chịu trên quần áo. Đồng thời, giúp ngăn ngừa và chống lại sự phát triển của vi khuẩn và nấm trên quần áo.
Hạt silica: tạo nên sức căng bề mặt, đủ để khi chất lỏng dính vào sẽ bị văng khỏi bề mặt vải, giúp vải không bị ướt và nhanh khô gấp nhiều lần so với vải thường.
Hạt nano titan và oxit kẽm: hoạt động dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, giúp tiêu diệt vi rút, vi khuẩn và các chất gây mùi trong không khí, cũng như tán xạ các tia cực tím nhằm giảm nguy cơ gây bệnh ung thư da.
Hạt chống tĩnh điện: trong quá trình vận động, vải sẽ bị cọ xát với cơ thể gây ra hiện tượng nhiễm điện cho cơ thể. Điều này có thể đặc biệt thấy rõ vào mùa đông với tiếng lách tách nhỏ khi cởi quần áo. Khi có các hạt chống tĩnh điện trên vải, chúng có tác dụng phân tán luồng điện này trên quần áo và trên cơ thể, tạo nên sự an toàn, tránh bị giật điện cho người sử dụng, đặc biệt là vào mùa đông.
3. Đặc tính vải sợi nano
3.1. Không thấm nước, tự làm sạch
Ta có thể hình dung đặc tính này thông qua đặc tính của những chiếc lá sen. Chúng có bề mặt siêu kị nước. Khi có giọt nước rơi xuống lá sen, chúng không bị thấm mà nổi và lăn trên bề mặt lá. Điều này giúp cho bề mặt lá luôn khô ráo ngay cả khi trời mưa to. Ngoài ra, khi những giọt nước đó lăn trên bề mặt lá, chúng đã lấy đi toàn bộ bụi bẩn trên đó trước khi rơi xuống đất. Từ đó, giúp lá sen luôn sạch sẽ và không bị dính bùn.
Cùng với phương thức hoạt động như thế, sợi vải nano chứa các hạt nano nhỏ (hạt Silica), tạo sức căng bề mặt và kháng nước tốt. Từ đó các giọt nước sẽ không bị thấm mà có thể lăn trên bề mặt vải, giúp làm sạch cũng như tạo khả năng chống thấm nước cho quần áo.
3.2. Chống vi khuẩn, nấm, vi rút
Trong những điều kiện thuận lợi, các loại vi sinh vật sẽ dễ dàng tích tụ và sinh sôi trên bề mặt vải. Điều này gây nên tình trạng ố màu, hỏng bề mặt vải hoặc tạo ra mùi hôi khó chịu. Và đặc biệt là các loại vi sinh vật này rất dễ trở thành mầm bệnh gây bệnh cho người. Theo các báo cáo, các loại vi sinh vật này có thể tồn tại trên vải hơn 90 ngày trong điều kiện bình thường. Do đó, để giảm thiểu nguy cơ này, giải pháp của các nhà khoa học đưa ra chính là chất liệu vải nano.
Các loại hạt nano (hạt nano Bạc, nano titan) được phủ lên vải như một lớp bảo vệ khỏi vi sinh vật. Chúng sẽ phản ứng và tạo ra các chất có hại đến quy trình sống của vi sinh vật. Từ đó, các loại vi sinh vật gây mốc, ố vải, các loại nấm và vi khuẩn gây mùi, cũng như các mầm bệnh gây nhiễm trùng, ngứa ngáy đều bị tiêu diệt, hoặc bị ức chế sự phát triển.
3.3. Chống tĩnh điện
Hiện tượng tĩnh điện thường phát triển trong sợi tổng hợp nhân tạo như polyeste và nylon. Ngược lại, các hạt nano oxit kim loại lại có khả năng dẫn điện tốt. Do đó, khi sợi tổng hợp được phủ một lớp nano, các điện tích xuất hiện sẽ được phân tán hết. Điều này tạo nên sự an toàn cao hơn, tránh cho cơ thể khỏi những tác hại không đáng từ hiện tượng nhiễm điện.
3.4. Chống nhăn
Trong sản xuất trang phục, người ta thường sử dụng nhựa cây tổng hợp để làm tăng khả năng chống nhăn của một mảnh vải. Tuy nhiên, phương pháp này lại làm giảm độ bền, giảm độ co giãn của vải, giảm khả năng chống mài mòn, tăng tính thấm nước và tạo cảm giác bí bách cho người mặc. Do đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nano titan và nano silica để phục hồi độ chống nhăn của vải lụa cũng như vải cotton. Kết quả của nghiên cứu đã cho thấy khả năng chống nhăn cực kì tốt của vải công nghệ nano.
3.5. Bảo vệ cơ thể dưới tác động của tia cực tím
Các loại oxit kim loại có hiệu quả trong việc tán xạ và hấp thu bức xạ tia cực tím, đặc biệt là ở dạng nano. Đồng thời các hạt nano này cũng có thể cản trở các tia UV một cách cực hiệu quả. Trong một nghiên cứu, người ta đã phủ các hạt nano titan bên ngoài các sợi vải cotton. Và chúng đã cho thấy khả năng chống tia cực tím vượt trội, và khả năng này tiếp tục hoạt động sau 50 lần giặt tại nhà. Ngoài các hạt nano titan, các hạt nano oxit kẽm cũng cho khả năng chống tia UV tương tự, giúp tránh các bệnh về da dưới tác động của tia cực tím.
4. Ưu nhược điểm của vải công nghệ nano
4.1. Ưu điểm của chất liệu vải nano
Chống nhăn: khả năng chống nhăn của vải nano cực hiệu quả, giúp tiết kiệm thời gian, đặc biệt là với những ai đang quá bận rộn.
Chống tia cực tím: nhờ công nghệ chống tia tử ngoại cùng hoạt động của các hạt nano, sợi vải nano được coi như một chiếc áo chống nắng cao cấp, bảo vệ người mặc khỏi tác động của ánh sáng mặt trời.
Chống nấm mốc gây ố màu, vi khuẩn và vi rút gây bệnh: tiêu diệt và ngăn chặn sự phát triển của các loại nấm mốc gây hại vải và thuốc nhuộm trên vải. Đồng thời, tiêu diệt và ngăn chặn sự phát triển của các loại vi khuẩn, vi rút gây bệnh cho người.
Chống thấm nước, nhanh khô: các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng vải nano có khả năng nhanh khô hơn cotton gấp 4 lần, nhờ khả năng chống thấm nước hiệu quả.
Mềm nhẹ, thông thoáng, mát lạnh: vải nano có đặc tính nhẹ, thoát nhiệt tốt, tạo cảm giác thông thoáng và mát lạnh, đặc biệt phù hợp vào mùa hè.
Độ bền cao, giữ form tốt: sợi vải nano có độ bền chắc cực cao, có khả năng giữ form tốt, chống chịu mài mòn cao, thời gian sử dụng lâu dài.
4.2. Nhược điểm của vải sợi nano
Với những ứng dụng của công nghệ hiện đại và mới nhất, vải sợi nano cho giá thành cao hơn những loại vải sợi thông thường. Vải cotton nano là loại vải được đánh giá là đắt nhất trên thị trường. Mức giá của các loại vải sợi tổng hợp nano như nylon nano, polyeste nano hoặc polyethylene nano có mức giá thấp hơn. Tuy nhiên so với vải sợi thông thường, chúng vẫn mang giá thành cao hơn hẳn.
5. Quy trình sản xuất vải sợi nano
Các loại vải công nghệ nano có thể được sản xuất bằng một số quy trình khác nhau. Một trong những quy trình có thể kể đến được gọi là Sol – gel. Người ta sẽ tiến hành ngâm vải trong dung dịch gel để lắng động các hạt nano vào vật liệu. Một quy trình khác là việc sử dụng plasma để tạo ra sợi vải nano. Plasma sẽ tạo các vị trí gốc trên vải. Sau đó, các vị trí này sẽ được sử dụng để chèn các hạt nano trên bề mặt.
6. Ứng dụng của chất liệu vải nano
6.1. Sử dụng trong y tế
Vải công nghệ nano được ứng dụng để sản xuất quần áo bảo hộ y tế, đựng các chế phẩm thuốc, vải băng bó vết thương, bởi các hạt nano có tính kháng khuẩn cao và hiệu quả. Chúng sẽ giúp bảo vệ sức khoẻ của các y bác sĩ, cũng như ngăn chặn vi khuẩn vi rút thâm nhập vào vết thương hoặc các chế phẩm thuốc.
6.2. Sử dụng trong quân sự
Vải sợi nano có đặc tính nhẹ, nhưng bền chắc, có khả chịu nhiệt, chịu độ khắc nghiệt cao, cùng hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ. Ngoài ra, chúng cũng sở hữu đặc tính chống cháy nổ và chống tia RF cao. Do đó, việc ứng dụng chất liệu vải nano trong quân sự là một điều cực lý tưởng.
6.3. Sử dụng trong thời trang
Vải cotton chống nhăn: Sợi vải nano sẽ khắc phục được nhược điểm dễ nhăn của vải cotton. Bên cạnh đó, vải cotton phủ nano còn có khả năng loại bỏ mùi hôi, chống vi sinh vật gây hại, chống tia cực tím, mà vẫn giữ được sự thông thoáng và mát lạnh của vải cotton. Loại vải này thường được ứng dụng để sản xuất áo sơ mi vải nano, áo thun vải nano, quần nano, …
Vải không mùi: các hạt nano trên vải sẽ giúp khử mùi hôi khó chịu do các vi sinh vật gây ra một cách hiệu quả. Loại vải này thường được ứng dụng trên loại trang phục mang tính cá nhân như tất, với và đồ lót.
Vải chống nước: sử dụng các hạt nano silica nhằm tạo ra lớp phủ chống nước trên bề mặt sợi vải. Thường được ứng dụng trên các trang phục như áo gió, áo đi mưa, … hoặc có thể được sử dụng trên quần áo thông thường để tạo sự khô thoáng dễ chịu cho người mặc.
Vải chống tia cực tím: vải có chứa hạt nano titan hoặc hạt nano oxit kẽm để bảo vệ da khỏi ánh sáng mặt trời. Chúng sẽ tán xạ tia cực tím, làm giảm nguy cơ mắc các bệnh về da do tia này gây ra.
Nếu bạn luôn phải chịu nhiều vấn đề với trang phục của mình như cảm giác bí bách, mùi hôi khó chịu, nhanh nhão, dễ nhăn, … thì chất liệu vải nano là một sự lựa chọn lí tưởng mới. Chúng vừa giúp khắc phục những nhược điểm của chất liệu vải thông thường, lại vừa giúp bảo vệ sức khoẻ của bạn. Do đó, đừng quên dành một chỗ cho những trang phục vải nano trong tủ đồ của mình nhé.
