ứng dụng công nghệ nano trong hoàn tất tơ tằm chống bụi, chống thấm nước

1
BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT 2010


1/ Cơ quan chủ trì:
Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh
Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp. HCM

2/ Tên đề tài:
“Ứng dụng công nghệ Nano trong hoàn tất vải tơ tằm chống bụi, chống
thấm nước”
Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 094.10RD/HD-KHCN ký ngày 25 tháng 02
năm 2010 giữa Bộ công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh.

3/ Chủ nhiệm đề tài: KS. Nhữ Thị Việt Hà

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:
Nguyễn Anh Kiệt ThS. Dệt May
Phạm Thị Mỹ Giang Kỹ sư sợi –dệt
Lê Đức Lộc Kỹ sư hóa nhuộm


5/ TP. Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2010

2
LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ nano được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: thông tin, sinh học,
điện tử, chế tạo máy, nông sản, thực phẩm, vũ trũ và cả ngành dệt may.
Trong ngành dệt may, công nghệ nano được ứng dụng để xử lý xơ, sợi, vải tạo
thêm một số chức năng cải tiến các thuộc tính bề mặt như: kháng khuẩn, chống
bụi, bẩn, chống thấm nước, chống mùi hôi, chống tia UV Riêng đối với các
sản phẩm tơ tằm, đã có một số nước ứng dụng công nghệ này trong đó Ý là quốc
gia tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ nano để xử lý mặt hàng tơ tằm tạo
ra được sản phẩm có chất lượng cao.
Hiện nay chưa có đơn vị nào trong nước nghiên cứu về công nghệ nano trong
hoàn tất vải tơ tằm chống bám bẩn, chống thấm nước.
Năm 2010, với sự chấp thuận, đồng ý của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt
May đã thực hiện nghiên cứu Ứng dụng công nghệ Nano trong hoàn tất vải tơ
tằm chống bụi, chống thấm nước. Sản phẩm ra đời tạo thêm sự đa dạng cho
các sản phẩm của ngành dệt may Việt Nam, nâng cao tính cạnh tranh cho ngành,
đáp ứng được nhu cầu về chất lượng, thời trang cho người tiêu dùng.

3
MỤC LỤC
Chương 1. Nghiên cứu lý thuyết 5
A./ Xử lý hoàn tất chống thấm – chống bẩn 5
I. Giới thiệu 5
II. Cơ chế 7
III. Hóa học chống thấm nước và chống dầu – chống bám bụi 11
B./ Tổng quan về công nghệ nano 14
I. Giới thiệu 14
II. Ứng dụng công nghệ nano trong hoàn tất cao cấp hàng dệt 16
1. Công nghệ nano trong dệt may 16
2. Các công nghệ xử lý hoàn tất vải phổ biến đang được ứng dụng 21
3. Cơ chế, quy trình, khuynh hướng trong tương lai 23
Chương 2. Thực nghiệm 29
A./ Sản xuất vải tơ tằm 29
Qui trình 29
Thiết bị sử dụng 29
I.Sản xuất sợi xe mộc 29
II. Chuội sợi tơ tằm 32
III. Nhuộm sợi tơ tằm 34
IV. Dệt 36
B./ Hoàn tất chống thấm- chống bám bẩn cho vải tơ tằm 42
1. Lựa chọn hóa chất 42
2. Những vấn đề cần quan tâm trước khi xử lý chống thấm và chống

bẩn 45
3. Thử nghiệm 46
Chương 3. Kết quả và Bình luận 52
KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 55
Phụ lục
Tài liệu tham khảo



4




4

TÓM TẮT NHIỆM VỤ
1. Tóm tắt nhiệm vụ:
- Mục tiêu của đề tài là ứng dụng công nghệ nano trong xử lý hoàn tất mặt
hàng tơ tằm tạo thêm các chức năng mới cho sản phẩm này nhằm nâng cao
sức cạnh tranh của sản phẩm.
- Phạm vi đề tài:
+ Xây dựng quy trình công nghệ, thông số, thiết bị phù hợp ứng dụng công
nghệ nano trong xử lý hoàn tất vải tơ tằm.
+ Tạo ra mặt hàng vải tơ tằm có chức năng chống thấm nước, chống bám bẩn.

2. Nội dung đề tài:
- Tổng quan về nguyên lý chống bụi và chống thấm nước của vật liệu dệt
- Tổng quan về ứng dụng công nghệ nano trong hoàn tất vải.
- Nghiên cứu công nghệ nano trong hoàn tất vải tơ tằm chống bụi.

- Nghiên cứu công nghệ nano trong hoàn tất vải tơ tằm chống thấm nước.
- Ứng dụng công nghệ nano trong hoàn tất vải tơ tằm để sản xuất thử vải
chống bụi, chống thấm nước Đánh giá kết quả, khả năng ứng dụng công
nghệ.
- Tổng kết, viết báo cáo.
3. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp phân tích hệ thống.
- Phương pháp lịch sử, kế thừa những thành quả nghiên cứu.
- Phương pháp tham dự, phương pháp chuyên gia.



5

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

A./ XỬ LÝ HOÀN TẤT CHỐNG THẤM NƯỚC, CHỐNG BÁM BẨN
I. Giới thiệu
Định nghĩa: tính kỵ nước (chống thấm) là khả năng đẩy nước ở dạng giọt
trên bề mặt vải. Quá trình xử lý vải kỵ nước (chống thấm) bảo vệ vải và người sử
dụng nó khỏi bị ướt nhưng không ảnh hưởng tới khả năng thoáng khí của vải. Tính
kỵ nước (chống thấm) khó xác định hơn do có nhiều cách kiểm tra cả tĩnh và động
để đo khả năng chống thấm nước. Khả năng kháng nước của vải phụ thuộc vào
bản chất của bề mặt xơ, tính xốp của vải. Điều quan trọng là cần phải phân biệt
giữa (water –repellent) và (water –proof fabric). Tính kỵ nước của vải khác với
tính không thấm ướt của vải (waterproofing) đạt được nhờ quá trình tráng phủ
màng chặt chẽ trên vải gắn liền với việc giảm khả năng thoát khí và hơi nước.
Theo quan điểm khoa học, tính kỵ nước của vải được xác định thông qua sự

khác nhau về năng lượng bề mặt giữa vải và chất lỏng. Một chất rắn sẽ đẩy một
giọt chất lỏng trên bề mặt nó khi chất lỏng có sức căng bề mặt cao hơn. Sự khác
nhau về sức căng bề mặt được đo qua góc tiếp xúc của giọt chất lỏng với bề mặt
vải: góc tiếp xúc cao nghĩa là có sự khác nhau lớn về sức căng bề mặt giữa chất
lỏng và vải. Nói cách khác là vải có tính kỵ nước cao.
Water repellent fabric: vải có nhiều lỗ hổng và có khả năng thoáng khí, thoát
hơi nước. Water repellent fabrics sẽ cho phép nước truyền qua vải khi áp lực thủy
tĩnh đủ cao.

6

Water –proof fabric: có khả năng chống thấm nước dưới áp lực thủy tĩnh cao
hơn nhiều so với vải water –repellent fabrics. Loại vải này có ít lỗ hổng hơn và khả
năng thoáng khí, thoát hơi nước cũng kém hơn.
Xử lý hoàn tất kỵ nước, dầu mỡ hay những vết bẩn khô là những vấn đề rất
quan trọng với thị trường dệt may: trang phục, hàng dệt dùng trong gia đình và dệt
kỹ thuật. Tính kỵ nước đạt được khi sử dụng các nhóm sản phẩm khác nhau,
nhưng tính kỵ dầu thì chỉ có thể đạt được khi sử dụng các polyme florocacbon.
Chúng đã được biến đổi để có một dãy rộng các tính chất để đáp ứng các yêu cầu
của người tiêu dùng và những mục đích nào đó. Đây là một phát triển mới đáng
quan tâm nhất trong xử lý hoàn tất hóa học.
Xử lý kỵ nước (water-repellent finish) là xử lý đã có từ lâu. Mục đích của xử
lý này như bản thân tên gọi của nó. Những giọt nước không lan chuyền trên bề mặt
vải và không làm ướt vải. Chúng chỉ nằm trên mặt vải và dễ rũ trôi. Tương tự, xử
lý kỵ dầu ( oil- repellent finish) ngăn cản những giọt dầu lỏng trên vải đã xử lý.
Theo cách tương tự, xử lý kỵ bẩn cũng bảo vệ cho vải không bị bẩn ở dạng khô
cũng như ướt. Trong tất cả các trường hợp, thì độ thoáng khí của vải xử lý không
bị giảm đáng kể.
Cùng với những hiệu ứng mong muốn, vải xử lý còn có các tính chất không
mong muốn khác như vấn đề tĩnh điện, giặt khó loại bỏ sạch bẩn, cảm giác sờ tay

cứng, vải bị xấu đi (do bụi bẩn bám trở lại) trong quá trình giặt nước và tăng khả
năng bốc cháy. Một vài tính chất của vải thường được cải thiện bằng việc xử lý
này đó là khả năng chống nhàu có độ bền cao hơn, nhanh khô, dễ là, tăng khả năng
chịu đựng được axít, bazơ và các loại hoá chất khác. Bảng 3 cho thấy những ứng
dụng điển hình trong ngành dệt cho loại vải xử lý và những yêu cầu của chúng.

7

Bảng 1: Những mặt hàng dệt tiêu biểu và các yêu cầu của chúng khi xử
lý chống thấm nước, thấm dầu và bám bẩn.
Loại sản phẩm OR WR

DS SR CF AS H P
Quần áo thể thao, quần áo
mặc thoải mái
+ +++

0 + + + +++

++
Quần áo đồng phục, quần áo
làm việc
+++

+++

++ +++

+ + ++ +++

Vải dùng trong ô tô và vải
bọc
+++

++ +++

++ +++

+++

+ +
Vải mành rèm, màn cửa, vải
bạt
+ +++

+++

0 0 0 0 +
Vải trải bàn, trải giường +++

++ ++ +++

+ 0 + +++

Thảm ++ ++ +++

0 ++ ++ 0 +
(Trong đó: Kỵ dầu = OR; kỵ nước = WR; kỵ bẩn khô = DS; nhả bụi bẩn = SR, độ
bền ma sát = CF; chống tĩnh điện = AS; cảm giác sờ tay = H, độ ổn định = P).
II. Cơ chế

Công nghệ xử lý kỵ nước, kỵ dầu hay bụi bẩn đạt được những đặc tính này
bằng cách giảm năng lượng tự do trên bề mặt xơ. Nếu như lực tương tác bám dính
giữa xơ với giọt chất lỏng có trên xơ lớn hơn lực tương tác dính kết bên trong chất
lỏng thì khi đó giọt nước này sẽ loang ra. Nếu như lực tương tác bám dính giữa xơ
với giọt chất lỏng nhỏ hơn lực tương tác dính kết bên trong chất lỏng này thì giọt
nước sẽ không bị loang. Những bề mặt mà tạo ra lực tương tác với chất lỏng thấp
là do năng lượng bề mặt thấp. Năng lượng bề mặt tới hạn hay sức căng bề mặt của
chúng c phải nhỏ hơn so với sức căng bề mặt của chất lỏng L (lực tương tác kết
dính bên trong) thì có khả năng chống thấm nước, bám dầu, bụi bẩn. L của nước,
ở 73mNm-1 gấp 2 đến 3 lần L của dầu (20- 35mNm-1). Vì thế, xử lý hoàn tất
chống bám dầu mỡ với florocacbon (c= 10- 20mNm-1) luôn đạt được độ chống
thấm, nhưng với những sản phẩm không chứa flo, chẳng hạn như silicon (C= 24-
30mNm-1) thì sẽ không chống lại được dầu mỡ. Những bề mặt có năng lượng thấp
cũng cung cấp một biện pháp để chống bám bẩn khô bằng cách tránh không cho

8

những hạt bụi bẩn kết dính chặt lên trên bề mặt xơ. Lực tương tác thấp này cho
phép các hạt bụi bẩn dễ dàng bị đánh bật và loại ra khỏi bề mặt xơ bằng tác động
cơ học.
Khi một giọt dung dịch rơi trên mặt chất rắn sẽ không lan trải ra mà được
cho rằng hình dạng giọt dung dịch sẽ không thay đổi và được biểu thị bằng góc θ,
được gọi là góc tiếp xúc. Góc tiếp xúc θ là tính chất đặc trưng của sự tương tác lẫn
nhau giữa dung dịch và chất rắn; Vì vậy, góc tiếp xúc cân bằng khi chất lỏng thấm
ướt chất rắn. Như hình 1 mô tả , lực tương tác giữa chất lỏng và hơi nước, chất
lỏng và chất rắn, chất rắn và hơi nước, tất cả đều là yếu tố để xác định chất lỏng có
dàn trải trên bề mặt nhẵn của chất rắn hay không. Sự cân bằng được thiết lập giữa
các lực này được xác định khi góc tiếp xúc θ bằng không.

Hình 1. Mô tả lực tương tác giữa chất lỏng - chất rắn - hơi nước

L/V = năng lượng mặt phân giới giữa chất lỏng/ hơi nước
S/L = năng lượng mặt phân giới giữa chất rắn/ chất lỏng
S/V = năng lượng mặt phân giới giữa chất rắn/ hơi nước
θ = góc tiếp xúc cân bằng
Công tách kết dính:
Công tách kết dính giữa chất lỏng và chất rắn đước tính bằng phương trình
Dupre:
W= γ
S/V
+ γ
L/V
– γ
S/L

9

Giọt dung dịch rơi trên bề mặt nhẵn của chất rắn sẽ chịu tác dụng của lực
cân bằng, được biểu diễn bằng phương trình Young:
γ
S/V
= γ
S/L
+ γ
L/V
Cosθ
Mối quan hệ giữa công tách kết dính và góc tiếp xúc:
W
A
= γ
L/V

(1+ Cosθ)
Năng lượng mặt phân cách giữa chất lỏng và hơi nước có thể được xác định
trực tiếp, nhưng năng lượng mặt phân cách giữa chất rắn và không khí thì không
thể tính trực tiếp. Theo phương trình trên, khi góc tiếp xúc tiến về 180 độ, công
tách kết dính sẽ tiến về không, và giọt chất lỏng sẽ không dính. Khi góc tiếp xúc
tiến về không, công tách kết dính sẽ tăng lên và tiến về giá trị cực đại, 2 γ
L/V
. Sức
căng bề mặt của chất lỏng sẽ trải ra trên chất rắn (θ = 0).
Quan sát góc tiếp xúc trong điều kiện lý tưởng, bề mặt chất rắn trơn nhẵn.
Gần như tất cả các bề mặt đều có độ nhám, độ nhám làm thay đổi mạnh mẽ đến
góc tiếp xúc. Góc θ ≥ 90 độ trên bề mặt nhẵn sẽ cho kết quả góc tiếp xúc cao hơn
nhiều trên sản phẩm dệt may. Góc tiếp xúc nhỏ hơn 90 độ sẽ cho phép giọt dung
dịch thấm nhanh vào vải. Hiện tượng này được dùng để ứng dụng trong xử lý
chống thấm cho vải.
Nước tinh khiết có sức căng bề mặt cao là 72 dyn/cm và nó bị đẩy bởi nhiều
loại vật liệu. Với hầu hết các chất lỏng khác, chất nền phải có sức căng bề mặt thấp
hơn để có được tính đẩy dung dịch đó. Nói chung cấu trúc hóa học của chất hoàn
tất sẽ giới hạn sức căng bề mặt vật liệu có thể thấp, nhưng các thông số của quá
trình hoàn tất đóng vai trò quan trọng. Sức căng bề mặt của một số vật liệu như
sau:
- Nước cất: 72dyn/cm
- Bông: 60 dyn/cm
- Polyester: 46 dyn/cm
- Parafin: 26 dyn/cm

10

- Axit béo: 22 dyn/cm
- Axit béo florinat: 15 dyn/cm

- Axit béo perflorinat: 10 dyn/cm
Các phương pháp tạo ra vải kỵ nước:
- Sự dụng các loại xơ kỵ nước: PA, PE
- Sử dụng các kiểu dệt có cấu trúc chặt chẽ, có mật độ cao
- Hoàn tất cơ học: bề mặt mượt, bóng kháng nước tốt hơn bề mặt ráp, xổ lông
- Hoàn tất hóa học: xử lý vải với các chất kỵ nước.
Có một vài phương pháp khác nhau để đưa những bề mặt có năng lượng thấp
lên sản phẩm dệt:
+ Cách thứ nhất là bằng phương pháp cơ học đưa các sản phẩm chống thấm
nước vào trong hoặc trên xơ và bề mặt vải, trong lỗ chân xơ, trong những khoảng
trống giữa xơ và sợi.
+ Một cách khác nữa đó là bằng phản ứng hoá học của vật liệu chống thấm
nước, bám dầu hay bụi bẩn với bề mặt của xơ.
+ Cách cuối cùng đó là sử dụng các cấu trúc vải đặc biệt chẳng hạn như
những tấm màng mỏng polytêtrafloroêtylen được kéo căng (Goretex), màng mỏng
của polyeste có thể thấm nước (Sympatex) và tráng phủ vi xốp (các polyurêtan
biến tính thấm nước).

11

III. Hóa học chống thấm nước, thấm dầu và bám bụi

1. Chống thấm kiểu parafin:
Trước đây đã có một phương pháp được sử dụng nhưng mới chỉ chống thấm
nước chứ chưa chống thấm được dầu. Những sản phẩm điển hình là các nhũ tương
có chứa muối nhôm hay ziriconi của các axít béo (thường là axít stêaríc). Lượng
parafin trong hỗn hợp chống thấm, chống bẩn sẽ bị hút tới khu vực không thấm
nước, trong khi đó những đầu có cực của các axít béo được hút tới các muối kim
loại trên bề mặt xơ.
Công nghệ hoàn tất này có thể được dùng cho cả hai kiểu tận trích và ngấm

ép. Chúng tương thích với hầu hết các kiểu hoàn tất nhưng lại làm tăng tính dễ bốc
cháy. Mặc dù những nguyên liệu sẵn có với giá thành tương đối thấp, tạo ra được
hiệu ứng chống thấm nước đồng nhất song với nhược điểm ít bền với giặt giũ và
giặt khô, mức độ thấm nước và không khí kém nên đã hạn chế việc sử dụng kiểu
hoàn tất chống thấm, chống bám bẩn kiểu parafin.

2. Công nghệ chống thấm, chống bám bẩn dùng axít mêlamin stêaríc:
Các hợp chất được tạo thành bằng phản ứng của axít stêaríc và formalđêhyt
với mêlamin tạo ra một phân lớp khác của loại nguyên liệu chống thấm nước. Tính
chất không thấm hút của các nhóm axít stêaríc tạo ra được khả năng chống thấm
nước, trong khi đó những nhóm N-mêtylen còn lại có thể phản ứng với xenlulô
hoặc với (liên kết ngang) khác để tạo được hiệu quả lâu dài.
Ưu điểm của kiểu chống thấm, chống bẩn bằng mêlamin axít stêaríc là làm
tăng độ bền với giặt có cảm giác sờ tay tốt với vải đã được xử lý. Một số sản phẩm
loại này có thể được ứng dụng hiệu quả bằng cách xử lý theo phương pháp tận
trích.

12

Nhược điểm của kiểu xử lý chống thấm, chống bám bẩn mêlamin axít stêaríc
là có những vấn đề tương tự như với xử lý hoàn tất là tạo nếp bền (xu hướng tạo ra
finish mark-off), giảm độ bền xé rách và khả năng chống mài mòn của vải, làm
biến đổi ánh màu của vải đã nhuộm, thải ra chất formalđêhyt).

3. Xử lý chống thấm kiểu silicôn:
Để có thể đạt được một vài tiêu chuẩn về độ bền, loại silicôn dùng để xử lý
chống thấm thường gồm có ba thành phần, đó là: silanol, silane và chất xúc tác,
chẳng hạn như octoate thiếc.
Ưu điểm của xử lý chống thấm nước kiểu silicôn là tạo khả năng chống thấm
nước cao với trọng lượng của sự cô đặc vải (fabric concentration) tương đối thấp

(0,5- 1%), cảm giác sờ tay rất mềm mại, tăng khả năng may và duy trì được hình
dáng, cải thiện vẻ đẹp ngoại quan và cảm giác của loại vải cào tuyết. Một số kiểu
chống thấm kiểu silicôn biến tính có thể được tận trích dùng cho (những loại vải dễ
bị ảnh hưởng bởi áp suất).
Nhược điểm của kiểu xử lý chống thấm silicôn đó là làm tăng hiện tượng
nổi hạt xoắn, trượt đường may, giảm khả năng chống thấm nếu như sử dụng số
lượng quá thừa, chỉ làm giảm nhẹ độ bền với giặt và với quá trình giặt khô (hút
các chất hoạt động bề mặt), không chống thấm được dầu mỡ và không chống bám
bẩn được. Hoàn tất dùng silicôn có thể làm tăng độ hấp dẫn với chất bẩn không
thấm hút. Thêm nữa, nước bẩn mà đặc biệt là nước bể bơi còn đọng lại từ những
quy trình ứng dụng hoàn tất này có thể độc hại cho loài cá.

4. Xử lý chống thấm, chống bám bẩn florocacbon
Florocacbon (FC) làm cho các bề mặt của xơ có năng lượng bề mặt thấp
nhất cho các kiểu hoàn tất chống thấm, chống bám bẩn đang được ứng dụng với
việc đạt được cả hai khả năng chống thấm nước và chống dầu mỡ. Xử lý chống

13

thấm, chống bám bẩn FC được tổng hợp lại bằng việc phối hợp các nhóm alkyl
perfloro vào trong các monomer acrylic hay urêtan để sau đó có thể được polyme
hoá để thực hiện các quy trình hoàn tất vải.
Những ưu điểm chung của kiểu hoàn tất chống thấm, chống bẩn florocacbon
gồm có: sự tăng có hoạt tính thấp (< 1% owf), vải được xử lý sấy khô nhanh hơn.
Các FC đặc biệt cho phép cải thiện được mức độ nhả bẩn trong quá trình giặt hoặc
chống bám bụi trên nylon, đặc biệt có tác dụng với loại vải thảm. Nhược điểu của
kiểu hoàn tất này là giá thành cao, vải bị xám màu trong qúa trình giặt, độ may rủi
cao và cần phải có xử lý đặc biệt với nước thải dùng trong quá trình xử lý. Trong
thực tế là chúng thường không được sử dụng hiệu quả bằng phương pháp tận trích
(nhưng hiện có một vài sản phẩm FC mới nằm ngoài quy luật này).

Các FC sấy ở nhiệt độ thấp là một sự phát triển mới khác nữa. Chúng có thể
đạt được độ chống thấm, chống bám bẩn mà không cần nhiệt, chỉ sau khi phơi
trong điều kiện nhiệt độ phòng. Đây là một lợi điểm cho việc ngấm ép các loại
quần áo, vải bọc và các loại vải thảm. Một nhược điểm không thể tránh được đó là
độ bền thấp do không có việc gắn kết bằng các liên kết ngang.
Đánh giá tổng quát về tầm quan trọng của công nghệ hoàn tất FC trong ba
lĩnh vực thị trường đó là trong may mặc, trong hàng tiêu dùng và trong lĩnh vực
hàng dệt kỹ thuật đã được Otto đưa ra. Nhóm chủ yếu những mặt hàng dệt chống
thấm nước đó là những loại vải microfiber được xử lý hoàn tất với các polyme
florocacbon. Một nhóm những mặt hàng được xử lý FC đặc biệt là các loại vải
chống đạn, có khả năng bảo vệ khỏi đạn súng, mảnh gỗ, đá, kim loại. Chúng có
một vài lớp vải dệt para- aramid, được xử lý kỹ với các polyme florocacbon. Do
không có khả năng chống thấm nước nên loại vải này sẽ bị mất khả năng bảo vệ
khi bị ẩm ướt (hiệu ứng trượt của nước).



14

B./ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NANO
I. Giới thiệu:
Nano có nghĩa là nanomét (ký hiệu: nm) bằng một phần tỷ mét
(1/1.000.000.000 m), một đơn vị đo lường để đo kích thước những vật cực nhỏ. Cơ
cấu nhỏ nhất của vật chất là nguyên tử có kích thước: 0,1 nm, phân tử là tập hợp
của nhiều nguyên tử: 1 nm, vi khuẩn: 50 nm, hồng huyết cầu: 10.000 nm, tinh
trùng: 25.000 nm, sợi tóc: 100.000 nm, đầu cây kim: 1 triệu nm và chiều cao con
người: 2 tỷ nm.
Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ
môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate),
chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn. Người ta gọi phương

pháp xây dựng từ vật nhỏ đến vật to và to hơn nữa là phương pháp "từ dưới lên"
(bottom-up method). Sự xuất hiện của khoa học và công nghệ nano đang cách
mạng lề lối suy nghĩ và phương pháp thiết kế toàn thể các loại vật liệu.
Vật liệu nano là các vật liệu có chứa một vùng vô định hình có kích thước
nano được kiểm soát. Ví dụ đơn giản nhất là một loại bột gồm các hạt có đường
kính giữa 1 và 100 nm (hạt nano). Có thể sản xuất được hạt nano bằng quá trình
tổng hợp ở pha khí. Các nguyên tử mong muốn được bốc hơi từ một bề mặt tạo
nên khí mật độ cao. Việc làm lạnh khí đem lại các hạt nano giống như các giọt
mưa trong một đám mây. Kích thước hạt có thể được kiểm soát tương đối tốt bằng
các thông số của quá trình. Có thể tổng hợp các hạt nano ở dạng dung dịch bằng
các kỹ thuật cổ truyền từ công nghệ hoá học chất keo (công nghệ của các hạt có
kích thước giữa 1 và 1000 nm). Trong trường hợp này các hạt nano tăng kích
thước lên thành các phân tử nhỏ tụ lại với nhau thành dung dịch siêu bão hoà. Các
hạt có thể được tráng với các nhóm chức. Hình dạng và thành phần của chúng có
thể kiểm soát được nhưng việc kiểm soát kích thước khó hơn khi tổng hợp ở pha
khí. Có thể thu được các hạt nano đã được tổng hợp bằng cách bốc hơi hoặc thể
huyền phù kết tủa. Do tỷ số diện tích bề mặt/thể tích lớn nên bột có hoạt tính cao.
Do vậy cần cẩn trọng để tránh oxy hoá và cũng tránh mối nguy hại cho sức khỏe

15

khi sử dụng chúng. Việc chuyển từ các hạt “micro” sang các hạt “nano” có một số
ưu điểm. Trước tiên, diện tích bề mặt tăng lên rất nhiều. Các tính chất của hạt to bị
khống chế bởi các tính chất bề mặt. Ví dụ vật liệu có khả năng hấp thụ ánh sáng
bằng cách tráng các hạt có thuốc nhuộm. Thứ hai là việc giảm kích thước hạt mang
lại cả ưu điểm cơ học và các hiệu ứng lượng tử. Ví dụ sự truyền bị ngăn cản của
các nhiễu loạn mạng tinh thể dẫn tới các kim loại bền và cứng và sự dão khuyếch
tán được tăng cường dẫn tới gốm siêu dẻo dễ kéo sợi trong khi gia công tại nhiệt
độ được nâng dần. Bẫy lượng tử cho phép kiểm soát “các hằng số” của vật liệu,
như được biểu diễn ở sự dịch chuyển màu xanh của quang phổ của các hạt nano.

Vật liệu nano sẽ tìm thấy ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Đã có một số sản
phẩm trên thị trường như dầu chống rám nắng có chứa các hạt nano hấp thụ tia cực
tím và kính đeo mắt có lớp tráng nano chống xước. Trong vòng 10 tới 20 năm vật
liệu nano có thể tạo ra các thành phần sống còn cho các linh kiện điện tử nano dựa
trên hiệu ứng lượng tử như hiện tượng siêu từ. Trong khi đó công nghệ vật liệu
nano được mong đợi phát triển hơn theo hướng công nghệ nano phân tử.
Công nghệ Nano là công nghệ nổi bật đang được ứng dụng trong ngành dệt.
Công việc nghiên cứu và phát triển ứng dụng đang tiến triển trên khắp thế giới,
từng bước thử nghiệm sản xuất các mặt hàng dệt cao cấp bằng cách trực tiếp biến
tính cấu trúc xơ sợi hoặc bằng con đường phối hợp các phân tử Nano trong công
đoạn xử lý hoàn tất.
Theo báo cáo nghiên cứu về thị trường của tổ chức Lux Research (Mỹ) xuất
bản năm 2008, dự đoán doanh thu của thị trường thế giới các sản phẩm ứng dụng
từ công nghệ nano sẽ tăng từ 147 tỷ đô la Mỹ năm 2007 lên khoảng 3 ngàn tỷ đô la
Mỹ năm 2015 với tỷ lệ tăng bình quân hàng năm là 46%, trong đó các sản phẩm
ứng dụng trong công nghệ vật liệu và công nghệ sản xuất từ 97 tỷ đô la Mỹ lên
1.700 tỷ đô la Mỹ, các sản phẩm ứng dụng trong lĩnh vực điện tử từ 35 tỷ đô la Mỹ
lên khoảng 970 tỷ đô la Mỹ, các sản phẩm ứng dụng trong lĩnh vực y tế từ 15 tỷ đô
la Mỹ lên khoảng 310 tỷ đô la Mỹ. Thị trường tiềm năng các sản phẩm ứng dụng

16

từ công nghệ nano vào năm 2015 sẽ chiếm khoảng 5% tổng sản phẩm của thế giới
hay 15% thị trường sản phẩm công nghiệp toàn cầu.
Trên thế giới các quốc gia đi đầu trong việc nghiên cứu và ứng dụng công
nghệ nano như Mỹ, Đức, Thụy sỹ, Nhật, Hàn Quốc, Trung quốc…Trong đó Đức là
một trong những quốc gia đứng đầu thế giới về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ
nano (kinh phí nghiên cứu và phát triển công nghệ nano năm 2007 là 4,7 tỷ euro
với lực lượng lao động 63 ngàn người, và 750 công ty).

II/ Ứng dụng công nghệ Nano trong hoàn tất cao cấp hàng dệt
1/. Công nghệ Nano trong dệt may:
Ứng dụng của công nghệ Nano trong hoàn tất dệt may đã tạo ra những
phương pháp hoàn tất mới cũng như kĩ thuật sản xuất mới. Đặc biệt trong quá trình
hoàn tất hoá học, quy trình dễ điều khiển hơn và chất lượng hoàn hảo hơn.
1.1 Ứng dụng công nghệ nano cho sản phẩm sợi:
Sợi composit có cấu trúc Nano chính là ứng dụng ban đầu về công nghệ nano:
- Sợi Nano cacbon và hạt Nano cacbon
- Sợi Nano cácbon và hạt Nano than đen là những vật liệu phụ gia cấu trúc Nano
được sử dụng nhiều nhất. Sợi Nano cacbon có thể nâng cao độ bền đứt của sợi
composit một cách rất hiệu quả do đạt được tỉ lệ pha trộn cao, trong khi đó các
hạt Nano than đen nâng cao được cảm giác sờ tay và độ bền ma sát. Cả hai loại
Nano này đều có tính dẫn điện và bền với hóa chất.
- Hạt Nano đất sét: Các hạt Nano hay các vảy nano đất sét được tạo ra từ một số
loại muối nhôm silicat ngậm nước. Các hạt này có tính cách điện, cách nhiệt,
bền hóa chất và khả năng ngăn ngừa tia UV. Vì vậy sợi composit được bổ sung
các hạt Nano đất sét sẽ có khả năng chống cháy, chống tia UV và chống ăn
mòn.
- Hạt Nano oxit kim loại: Các hạt Nano TiO
2
, Al
2
O
3
, ZnO và MgO là nhóm các
oxit kim loại có khả năng xúc tác quang hóa, dẫn điện, hấp thụ tia UV, oxi hóa

17

quang học chống lại các tác động sinh học và hóa học. Những nghiên cứu

chuyên sâu đã tập trung cho việc xử lý chống khuẩn, tự làm sạch và ngăn ngừa
tia UV đối với cả trang thiết bị quân sự và các sản phẩm bảo vệ sức khỏe bằng
việc sử dụng các hạt oxit kim loại. Xơ nylon được bổ sung các hạt Nano ZnO
có thể nâng cao đặc tính ngăn ngừa tia UV và cũng giảm được hiện tượng tĩnh
điện. Xử lý với hỗn hợp Nano TiO
2
/MgO có thể nâng cao tính khử trùng của
xơ composit.
- Nano cacbon hình ống: Nano cacbon hình ống (CNT) là một trong số những
dạng cấu tạo Nano có nhiều triển vọng. Độ bền cao hơn nhưng độ dẫn điện lại
kém hơn so với các hạt Nano cacbon. Nói chung CNT được chia thành 2 loại:
ống các bon một lớp (SWNT) và ống các bon nhiều lớp (MWNT). Những ứng
dụng của CNT là xơ sợi composit dẫn điện và có độ bền cao, thiết bị lưu trữ và
chuyển đổi năng lượng, cảm biến, làm mực in.
- Cấu trúc bọt Nano tạo lỗ trống: Sử dụng các chất phụ gia Nano là một trong
những phương pháp thông dụng nhất để sản xuất sợi Nano composit. Một cách
xử lý khác đó là tạo ra những lỗ trống kích cỡ Nano trong mạng cấu trúc
polyme. Một khối lượng lỗ trống kích cỡ Nano trong vật liệu đã làm cho vật
liệu đó nhẹ hơn, cách nhiệt tốt, chống nứt gẫy mà không bị ảnh hưởng đến độ
bền cơ lý. ứng dụng rất hiệu quả của công nghệ này là sử dụng các thành phần
chức năng đưa vào bên trong những lỗ trống kích cỡ Nano. Xơ có lỗ trống
Nano có thể được coi là sản phẩm composit cao cấp được dùng làm dụng cụ
thể thao và vật liệu du hành vũ trụ.
- Nano-Dry: Xử lý hoàn tất nâng cao tính hút nước cho sợi tổng hợp. Công nghệ
giúp cải thiện đặc tính hút ẩm của sợi nylon và polyeste, làm cho chúng có tính
hút nước. Đó là chất hoàn tất cho trên 50 lần giặt là. Lĩnh vực áp dụng chính là
quần áo thể thao và quần áo lót bằng sợi polyeste và sợi nylon vì chúng yêu
cầu phải thấm mồ hôi. Một cách xử lí khác là xây dựng một mạng lưới phân tử
ba chiều bao quanh sợi (tức là cấu trúc Nano-Net) được gọi là Nano-dry.
- Nano-Touch: Tạo ra sự kết hợp tối đa của sợi tổng hợp và bông. Công nghệ

hoàn tất này tạo ra một lớp cellulozơ bền phủ lên bề mặt xơ tổng hợp. Vỏ bọc
cellulozơ và lõi tổng hợp cùng nhau tạo thành một cấu trúc đồng tâm, có tác
dụng làm giảm những hạn chế của sợi tổng hợp như là tĩnh điện, cảm giác sờ

18

tay không tự nhiên và độ sáng bóng. Nó có thể bền với sau 50 lần giặt là. Công
nghệ Nano-Touch, công nghệ hoàn tất được mong đợi để làm tăng trở lại nhu
cầu dùng sợi tổng hợp vi mảnh, bao gồm sợi crếp, vải the và nhiễu, và mang lại
khả năng phục hồi những mặt hàng này.
- Sợi xenlulô bao bọc sợi tổng hợp và nylon siêu mịn, độ săn cao. Trong khi sợi
bông thường xe trong khoảng Ne5 đến Ne120 (bông xơ dài), thì công nghệ
Nano-Touch đã mở ra một lĩnh vực hoàn toàn mới cho việc sử dụng sợi
polyeste hay nylon chi số Ne300 hay Ne500 thậm chí tới Ne1000. Bởi vì bông
là khó xe chặt, việc sử dụng bị hạn chế đối với vải crếp hay voan cho đồ mùa
hè. Tuy nhiên, khoảng sử dụng sẽ được đa dạng hóa, từ chỗ được bao phủ
polyeste xe chặt bao gồm vải crếp, đến chỗ siêu chặt như vải the, nhiễu đơn và
nhiễu đôi. Mặc dù có sự thay đổi độ xe chặt và kiểu dệt thoi sợi tổng hợp
polyeste, sợi giả tơ tằm đã bị giảm một phần trong thị trường, sự giảm nhu cầu
sử dụng vì đặc tính không thấm nước, cảm giác và trông không tự nhiên, có độ
tĩnh điện cao. Công nghệ Nano-Touch mở rộng tính ưu việt nhằm tăng sự hồi
phục của vật liệu dệt này.
- Sợi xenlulô bao phủ acrylic siêu nhẹ: Lực hút tĩnh điện của sợi acrylic là
khoảng 1.17 đến 1.40, còn bông là 1.54. Công nghệ Nano-Touch sẽ mở ra
thuận lợi cho việc sử dụng sợi xenlulô, cung cấp loại sợi xenlulô bao phủ
acrylic siêu nhẹ. Nhược điểm lớn nhất của sợi acrylic là thấm nước kém, tĩnh
điện cao cũng như một vài sợi nhân tạo khác, cảm giác sờ tay hơi nhũn nhẽo và
dính tay. Công nghệ Nano-Touch đã đưa ra giải pháp khắc phục các vấn đề
này. Vải bông thấm mồ hôi có một sự thay đổi về trọng lượng và thậm chí càng
nặng hơn khi nó ẩm và thoát ẩm cực kỳ chậm. Việc sử dụng nhiều hơn sợi

acrylic theo công nghệ Nano-Touch sẽ đồng thời làm tăng đặc tính được ưa
chuộng của cả 2 loại acrylic và bông, mở ra một trang mới cho các loại sợi
xenlulô siêu nhẹ.
1.2 Ứng dụng công nghệ nano cho sản phẩm vải:
+ Nano-care: think-carefree
- Siêu chống thấm nước, dầu và vết ố bẩn
- Chống nhăn

19

- Bảo quản như mới
- Vải thông thoáng, dễ thở (breathable fabric)
- Dễ bảo quản
- Chất lượng lâu bền
+ Nano-dry:
- Bôi trơn, tăng khả năng thấm hút
- Giữ được sự thông thoáng
- Bảo quản như mới
- Chất lượng lâu bền
+ Nano- pel: (chống bẩn)
- Siêu chống thấm nước, dầu và vết ố bẩn
- Chống nhăn
- Bảo quản như mới
- Vải thông thoáng, dễ thở (breathable fabric)
- Dễ bảo quản
- Chất lượng lâu bền
+ Nano-touch:
- Siêu mịn đối với vải có thành phần pha trộn
- Chất lượng lâu bền
- Cotton sang trọng (luxurious cotton-like hand)

- Dễ bảo quản
+ Hàng dệt cotton UV với lớp phủ nano bạc (nano silver – phần tử bạc nhỏ ở
cấp độ nano): lớp phủ nano bạc tạo ra 1 lớp siêu mỏng và vô hình trên bề
mặt vải dệt, cách ly và chống thấm nước, dầu hay chất bẩn.
+ Kháng khuẩn: Những hạt Nano-silver (Nano-bạc - phần tử bạc nhỏ ở cấp
độ nano) chiếm 1 khu vực bề mặt rất lớn, vì vậy giúp tăng tác động của
chúng lên vi khuẩn hay các loại nấm, và cải thiện đáng kể hiệu quả diệt
khuẩn và nấm.

+ Vải dệt thông minh:

20

- Những mặt hàng vải dễ thoát mồ hôi và mát mẻ: ngăn ngừa sự phát
triển của vi khuẩn bằng việc giải phóng chất chống vi khuẩn hay hấp
thu mùi hương
- Bảo vệ khỏi tác động môi trường
- Bảo vệ khỏi bức xạ UV
- Những vật liệu dệt may với công nghệ vi hệ thống hay công nghệ ứng
dụng điện tử
- Những vật liệu có thể tự động điều chỉnh tính năng của chúng theo
những tác động bên trong hay bên ngoài.

1.3 Những khuynh hướng trong tương lai:
Việc áp dụng một lớp keo hydratcacbon cho vải cũng cung cấp một cơ hội
khi đồng thời hoàn tất vải với những thành phần phụ trợ thêm vào để có ràng buộc
lâu bền cho vải. Bằng cách này, màng bao hydratcacbon hoạt động như một chất
kết dính để truyền đạt độ bền cho những thành phần phụ trợ không quan trọng
được đồng áp dụng với lớp màng hoàn thành. Ngoài ra, các phụ trợ có thể được xử
lý hữu hiệu hydratcacbon và có thể được đưa vào trong quá trình sản xuất sau khi

ứng dụng các lớp màng bao hydratcacbon. Trong cả hai phương pháp, vải ban đầu
được tăng thêm một số thuộc tính mà không thể có được nếu không sử dụng các
lớp màng bao.
Một số ví dụ của các thành phần phụ trợ bao gồm các hợp chất hấp thụ tia
hồng ngoại như cacbon màu đen, nhựa kitin hoặc những chất màu khác hấp thụ tia
hồng ngoại có thể được kết dính cố định lên vải để giảm thiểu sự dò tìm từ các
thiết bị quan sát ban đêm. Nói chung, vùng hồng ngoại có bước sóng nằm trong
khoảng 1000-1200 nm.
Vải được xử lý với một lớp màng bao có chứa vật liệu hấp thụ tia hồng
ngoại sẽ có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại cũng như các tính chất khác mang lại
lợi ích cho vật liệu có màng bao tính chất đó; trong các ứng dụng quân đội, vải có
thể được quan tâm đặc biệt. Tương tự như vậy, hợp chất chắn tia cực tím có thể
được kết hợp để bảo vệ vải nguyên liệu hoặc người mặc của hàng may mặc chống

21

tia cực tím. Sắc tố màu hoặc thuốc nhuộm có thể được đưa vào lớp ngoài. Những
chất keo từ tính có thể được sử dụng trong màng bao để cung cấp khả năng bảo
quản các tính chất của vải. Các tác nhân sinh học (ví dụ như đuổi côn trùng, kháng
sinh và dược phẩm)là những ví dụ điển hình. Những hỗn hợp hấp thụ mùi
(odorabsorbing) và những chất làm trung hòa (Ví dụ như than hoạt tính hoặc
cyclodextrins) hoặc, ví dụ khác, tỏa hương thơm trong khi sử dụng là một trong
những mong muốn trong ngành thời trang đã rất lâu,cũng có thể áp dụng liên kết
hydrolysable.
Những hóa chất làm chậm bắt lửa và những chất chống tĩnh điện có thể kết
hợp vào màng bao rất tốt. Sự kết hợp của Nano-Wrap với màng bao hóa học mới,
khi áp dụng cho hàng dệt may, tạo ra nhiều cơ hội tốt. Tương lai rất có tiềm năng
phát triển.
2. Các công nghệ xử lý hoàn tất vải phổ biến đang được ứng dụng
Công nghệ Nano không chỉ được áp dụng để tạo ra những sản phẩm xơ

composit đa chức năng mà còn thúc đẩy cải tiến những hợp chất hoàn tất hoá học.
Ví dụ quy trình tổng hợp để tạo ra nhũ tương có kích cỡ Nano, khi chúng được ứng
dụng vào các mặt hàng dệt sẽ thu được hiệu quả triệt để hơn, đều hơn và công nghệ
xử lý chính xác hơn. Các chất hoàn tất có thể được phân tán vào các mixel (mao
mạch) có kích cỡ Nano, tạo thành dạng hoà tan Nano hay được bao bọc trong các
nang Nano do đó có thể bám vào cấu trúc vật liệu dệt đều hơn. Những chất hoàn
tất cải tiến này đã tạo ra một hiệu quả chưa từng thấy trong việc xử lý cao cấp hàng
dệt như chống loang màu, hút ẩm, chống tĩnh điện, chống nhàu và ổn định kích
thước…
Sự khác biệt giữa các hợp chất xử lý hoàn tất dạng Nano và dạng thông
thường là ở chỗ; các hạt hoàn tất Nano cho độ bền liên kết là đáng kể, liên kết có
thể là trực tiếp với xơ, hoặc qua lại giữa hoá chất và xơ trong khi các hợp chất
thông thường phải sử dụng chất kết dính, tạo màng trên bề mặt xơ vì vậy cho cảm
giác sờ tay, sự thay đổi ánh màu của vật liệu nền sẽ khác nhau.

22

2.1 Nano-care: Hoàn tất dễ chăm sóc, chịu được sau 50 lần giặt.
Công nghệ này mang lại cho vải khả năng chống nhàu, phòng co, có đặc tính
kháng nước và kháng bẩn, đối với vải xenlulo ví dụ như vải bông hay lanh. Vấn đề
xử lý dễ chăm sóc, một trong những bước hàng đầu của phương pháp xử lý mang
lại sự chống nhàu và phòng co. Công nghệ Nano-Care chịu được sau hơn 50 lần
giặt.
2.2 Nano-Pel: Công nghệ hoàn tất chống thấm nước và kháng dầu cao
Việc ứng dụng công nghệ Nano này để xử lý chống thấm nước và kháng dầu
có hiệu quả cho những xơ thiên nhiên như bông, lanh, len, tơ tằm cũng như các xơ
tổng hợp như polyeste, nylon và acrylic. Đối với xơ thiên nhiên, hiệu năng chống
thấm nước và kháng dầu không thể mong cao tuyệt đối được. Công nghệ Nano-Pel
bông chịu được sau 50 lần giặt là. Nó có thể chịu được 20 lần giặt khô đối với vải
len và lanh, một nét khác biệt trái ngược với phương pháp thông thường là rất thấp

với bất kể tính bền nào.
Việc áp dụng công nghệ Nano-Pel trong sản xuất thương mại hóa ở Mỹ dần
dần được mở rộng tới lĩnh vực đồ nội thất, đồ bọc (đệm giường), quần áo ở nhà
(tạp dề…).
Nano-Pel và Nano-Care tạo tính chống thấm nước và chống thấm dầu cho
các chất nền mà không ảnh hưởng xấu đến các đặc tính mong muốn khác của chất
nền, chẳng hạn như cảm giác sờ tay mềm mại (sự cảm nhận bằng xúc giác ) và độ
thoáng khí .
2.3 Nano-Press: Tính ổn định kích thước bền vững cho bông 100%
Nhược điểm lớn nhất trong xử lý ổn định kích thước theo công nghệ truyền
thống cho vải 100% cotton là làm giảm cường lực, đặc biệt là theo chiều ngang có
thể giảm từ 35% đến 60%. Nano-Press duy trì độ bền ngang và dọc xấp xỉ độ bền
của vải chưa xử lý, thậm chí còn có một chút bền hơn. Tuy nhiên một trong những
mặt hạn chế của các phương pháp cổ truyền là độ bền mài mòn uốn cực thấp làm
cho các đường gấu của quầnvải bông dễ bị mòn xơ lại có thể được cải thiện đáng
kể gấp 7 lần vải không được xử lý. Mặc dầu nó tốt hơn các phương pháp cổ truyền

23

ở chỗ là ít giảm độ bền dọc và ngang của vải hơn, Nano-Press có tính cách mạng ở
chỗ nó mở ra một cánh cửa trước kia bị đóng kín cho ổn định kích thước của vải
bông mỏng thông qua phục hồi đáng kể độ bền mài mòn, uốn từ chỗ gần như
không có.

3. Cơ chế - Quy trình xử lý chống thấm, chống bám bẩn bằngcông nghệ
nano:
3.1 Cơ chế:
3.1.1 Cơ chế không thấm nước (của lá sen): Hình 2. Cơ chế chống thấm
(của lá sen)
Nhìn gần bề mặt của 1 lá sen cho ta

thấy lý do tại sao rất nhiều vật liệu trong tự
nhiên đặc biệt có tính chống thấm hay kị
nước.
Cận cảnh của 1 lá sen, 1 ví dụ về loại
cây siêu chống thấm (hình thứ 2). Sự thô ráp
của bề mặt lá được tạo ra do những ”bướu”
hay u lồi (bumps) cùng tồn tại chung với nhau
trên lá. Mỗi bướu này rộng khoảng 10µm,
trên bướu có những đường ống/rãnh rỗng
(hollow channels) đường kính 1 µm.
Toàn bộ bề mặt được bao phủ bởi 1 lớp
sáp khiến nó trở nên chống thấm. Khả năng
chống thấm của lá còn được nâng cao nhờ vào bề mặt thô ráp của nó.
Ghi chú: Đầu tiên, bề mặt của những chiếc lá này thường xuyên được bao phủ bởi
rất nhiều các loại sáp khác nhau được làm từ một hỗn hợp các phân tử
hydrocarbon lớn, các phân tử này rất kị ướt. Sau đó, quan sát bằng kính hiển vi
phát hiện ra những bế mặt lá này được cấu tạo bởi những bướu rộng 10µm, những
bướu này lại được bao phủ bởi những ống rỗng đường kính 1 µm


24

3.1.2 Cơ chế không thấm nước của Nano-tex:
Nano-Tex cải thiện tính năng chống thấm của vải bằng cách tạo ra những sợi
tinh thể nano (nano-whiskers), những sợi này là những hydrocarbons và có kích
thước bằng 1/1000 kích thước của 1 xơ cotton (cotton fibre) tiêu biểu. Những sợi
tinh thể nano này được bổ sung vào vải để tạo ra hiệu ứng như “lông tơ quả đào”
mà lại không làm giảm đi cường lực (sức bền) của cotton.
Khoảng cách của các sợi tinh thể nano trên vải nhỏ hơn 1 giọt nước nhưng
vẫn lớn hơn những phân tử nước. Nước vì vậy sẽ đọng lại bên trên những sợi tinh

thể này và trên bề mặt của vải (Tuy nhiên, chất lỏng vẫn có thể thấm qua vải nếu
có lực ép tác dụng lên). Đặc tính hoạt động này của sợi tinh thể trên vải là thường
xuyên (vĩnh cửu) trong khi vẫn giữ được độ thông thoáng, dễ thở.
Thêm vào đó, Schoeller, 1 công ty dệt của Thụy Sĩ, đã phát triển
NanoShpere để tạo ra những loại vải không thấm nước. NanoSphere được tạo ra
bởi cấu trúc bề mặt 3 chiều với những chất phụ gia tạo keo giúp chống nước và
ngăn ngừa những hạt chất bẩn không để chúng dính với nhau. Cơ chế này tương tự
như hiệu ứng của lá sen xảy ra trong tự nhiên.
Nano-Tex đã phát triển hai sản phẩm không thấm nước và dầu tốt hơn dựa
trên những polime được thiết kế tùy chỉnh chứa hợp chất flourocacbon: Nano-Pel
và Nano-Care. Nano-Pel là phương pháp xử lí chống thấm nước và dầu có thể
được áp dụng cho tất cả các loại vải, trang phục chính, bao gồm cotton, len,
polyester, ni-long, tơ nhân tạo, sợi tổng hợp. Nano-Care là sản phẩm sử dụng cho
vải 100% cotton mà có thêm khả năng chống nhăn (gấp) ngoài tính chống thấm
nước và dầu.
Nói chung, những polime đồng trùng hợp biểu hiện khả năng chống thấm
nước và dầu bao gồm một monomer chứa gốc methacylate hoặc gốc acrylate, một
nhóm perfluoralkyl có khả năng tạo ra tính chống thấm nước và dầu một cách trực
tiếp, một monomer không chứa flo có khả năng cải thiện tính dính của sợi, và một
monomer có khả năng đảm bảo độ bền thông qua sự tự liên kết chéo hoặc phản
ứng với những chất hoạt động trên bề mặt vật liệu được xử lí. Hầu hết những