مروري بر كابردهاي فناوري نانو در مهندسي ورزش
علمي آموزشي. نانو. ورزش
تهران- فناوري نانو در عرصه ورزش رشد چشمگيري داشته است كابردهاي فناوري نانو را در ورزش ميتوان در بخشهاي وسايل، پوشش ها، تجهيزات و پزشكي در ورزش ارايه كرد.
به گزارش روز يكشنبه ايرنا و به نقل از ماهنامه فناوري نانو، افزايش تقاضا در ورزش براي تجهيزات كامل ورزشي ضرورت سرمايهگذاري را در اين بخش در سالهاي گذشته آشكار ساخته است.
در عرصه ورزش رقابتي، كوچكترين تغيير در تجهيزات ميتواند تغييرات چشمگيري در شكست و پيروزيها ايجاد نمايد.
در همين خصوص به علت اثرات بسياري كه فناوري نانو در بهبود خواص مواد از خود بروز داده است بسياري از سازندگان لوازم ورزشي مطرح جهان براي بهره گيري از فناوري نانو در توليدات خود سرمايهگذاري كلاني كرده اند.
به طوري كه در مجموع توليدات سالانه نانولولههاي كربني كه تنها يكي از نانو مواد مهم با كاربردهاي ورزشي بسيار چشم گير است طي سالهاي گذشته بسيار افزايش داشته است.
ارزش بازار اين مواد در سال ۲۰۰۷بيش از ۱۰۰ميليون دلار بود كه انتظار مي رود سرعت رشد اين بازار همچنان تداوم داشته باشد.
توليدكنندگان قصد دارند ظرفيت واحدهاي توليدي خود را تا سال ۲۰۱۲به هزاران تن افزايش دهند.
اين ارقام بيانگر دامنه و فرصتهاي اين بازار است. در حال حاضر كاربردهاي ورزشي ۱۴درصد مصرف كل نانولولههاي كربني را به خود اختصاص ميدهند كه انتظار ميرود اين رقم افزايش يابد.
براي آگاهي از تاثير فناوري نانو در وسايل ورزشي تحقيقات بسياري صورت گرفته است. بر اين اساس فناوري نانو به عنوان يكي از نيازهاي امروز جامعه ورزش مطرح ميشود.
از اين رو آگاهي از دستاوردهاي فناوري نانو در دهههاي اخير براي مهندسان ورزش ضروري است و اهميت جمع آوري آخرين يافتههاي پژوهشي و ابتكارات و ابداعات و محصولات در زمينه فناوري نانو در ورزش حرفهاي در جهان بيش از پيش مورد توجه قرار ميگيرد.
با توجه به حجم زياد كاربردهاي فناوري نانو در ورزش و به منظور ايجاد انسجام و نظم، اين مطالب در چهار بخش وسايل، پوشش ها، تجهيزات و پزشكي در ورزش ارائه شده است.
اين تقسيم بندي بر اساس اهميت موضوع و حجم مطالب هر يك از حيطه ها، مشخص شده است كه البته ميتوان تقسيم بندي ديگري را نيز بر اساس ويژگي ساخت آنها ارائه نمود.
تمام وسايل ورزشي كه با فناوري نانو توليد شدهاند با هدف بهبود عملكرد ورزشكاران و جلوگيري از آسيبهاي احتمالي آنها بوده است كه در برگيرنده وسايل زير است:
**چوب و توپ گلف
چوب جديد در مقايسه با تيتانيوم معمولي به ميزان ۱۲درصد بيشتر در مقابل خميدگي مقاومت ميكند سختي آن ۳۶درصد بهتر است و سر آن به ميزان ۲۰درصد الاستيسيته بيشتري از خود نشان ميدهد و مسافت پرواز توپ به ميزان ۱۵ يارد افزايش يافته است.
همچنين توپ گلف ساخته شده از مواد نانو در مقايسه با توپهاي معمولي مستقيم تر حركت ميكند و در هوا تغيير جهت ۴۵درجهاي نميدهد.
طراحي توپ و نانو مواد به كار رفته در آن انرژي دريافتي از سر چوب گلف را بهتر جهت دهي كرده و بنابراين از تلوتلو خوردن و انحراف توپ جلوگيري مي كند.
** دوچرخه
دوچرخه ساخته شده از مواد نانو كمتر از يك كيلوگرم وزن داشته و از استحكام و سختي عالي برخوردار است.
**راكت و توپ تنيس
استفاده از فناوري نانو در ساخت راكتهاي تنيس موجب افزايش مقاومت اين راكتها شده است . در راكتهاي معمولي خم شدن قاب در زمان ضربه باعث كند شدن سرعت توپ ميشود اما راكتهاي ساخته شده از مواد نانو به دليل وجود زه مقاوم عكس العمل خوبي در زمان ضربه از خود نشان ميدهند.
همچنين توپهاي تنيس ساخته شده از مواد نانو در مقايسه با توپهاي معمولي ديرتر پرزدار ميشوند.
بيشترين زمان براي استفاده از توپهاي معمولي يك و نيم جلسه است در حالي كه بيشترين زمان براي استفاده از توپهاي ساخته شده از مواد نانو سه جلسه ميباشد. همچنين اين توپها داراي ملاحظات زيست محيطي نيز هستند.
** واكس اسكي
كراكس نانو واكس يكي از اولين محصولات جهاني است كه با استفاده از فناوري نانو شيميايي ، پوشش هوشمندي با خواص چند عملكردي ايجاد مينمايد.
اين واكس سطح بسيار لغزنده و سختي ايجاد مينمايد. اين پوشش هوشمند با كاهش دما بسيار مستحكم ميشود و با كريستالهاي برق و پوست سازگاري بسيار خوبي دارد.
** پوشش ها
فناوري نانو در عرصه پوشش ورزشكاران بسيار ايده الاست و از آسيبهاي احتمالي ورزشكاران جلوگيري ميكند. اين لوازم بسيار سبك و مقاوم هستند و عبارتند از:
** كفش و كفي ورزشي
كفيهاي ورزشي ساخته شده با فناوري نانو به نحوي طراحي شدهاند اصطكاك مناسبي با زمينهاي ورزشي داشته باشند.
با استفاده از اين كفيها علاوه بر فراهم كردن امكان فعاليت ورزشي با حداكثر آسايش و حداقل آسيب امكان انجام دادن حركتهاي بهتري را به ورزشكار ميدهد و آسيبهاي ورزشي را به حداقل ميرساند.
اين كفيها تا ۷۰درصد ضربات وارده به پا و زانو را كاهش ميدهند.
**لباس شنا
در اين نوآوري سرعت فرايند خشك شدن به وسيله فناوري نانو در پارچه لباس شنا افزايش يافته است.
همانند آب كه روي پوست طبيعي جاري ميشود قطرات آب روي لباس شنا جاري و لباس به سادگي خشك ميشود.
با بكارگيري فناوري نانو اين لباس در برابر اشعه ماوراء بنفش بياثر و پايدار است و براي پوست كاملا بيضرر و غير سمي و سازگار با محيط زيست است
** پارچه ورزشي ضد بو و ضد ميكروب
كار با بسياري از مواد شيميايي ضد ميكروب به دليل سمي بودن نياز به مراقبتهاي خاصي دارد. لذا نقره كه از روزگاران قديم به عنوان ماده ضد ميكروب طبيعي، بادوام و ايمن مطرح بوده ميتواند جايگزين ايده آلي براي اين منظور باشد.
اسمارت سيلور (نقره هوشمند) با طراحي نانو مقياس توليدكنندگان را قادر مي سازد تا فورا و بدون صرف هزينه گزاف اين افزودنيها را به محصولات خود اضافه كرده و آنها را داراي خاصيت دائمي ضد بو و ضد ميكروب نمايند .
روش به اين صورت است كه اسمارت سيلور به طور دائمي به مواد ميزبان چسبيده و تا زماني كه از محصول مورد نظر استفاده ميشود در آن باقي ميمانند و كارايي دارند.
يكي از مهمترين مزاياي اسمارت سيلور براي توليدكنندگان لباس و پارچه اين است كه هيچ تغييري در كيفيت و رنگ محصولان توليدي آنها ايجاد نميكند و لذا ميتوانند كالاهاي خود را در هر طرح و رنگ و كيفيتي توليد كرده و از خواص دائمي و كارآمد ضد بود نيز بهره مند باشند.
** شيشه عينك شنا
شيشه عينك توليد شده با استفاده از فناوري نانو باعث ميشود كه قطرات كوچك آب زودتر از آن كه به شكل قطرههاي بزرگ درآمده و باعث شكست نور شود به صورت ورقههاي نازك يكساني پخش شوند.
در اين نانو پوشش ذرات شيشهاي بسيار ريز با استفاده از تكنيك لايه به لايه روي سطح قرار گرفته اند.
اين لايه از نوعي غشاي نانويي متخلخل تشكيل شده كه خاصيت آب دوستي داشته و قطرات آب را جذب ميكند . سطوح پوشيده شده از اين پوشش نانويي هرگز شفافيت خود را هنگام جذب بخار از دست نميدهند.
** تجهيزات
حوزه تجهيزات به دستگاه و تجهيزاتي اشاره ميكند كه با استفاده از فناوري نانو براي كاربردهاي ورزشي مورد استفاده قرار ميگيرند و شامل موارد زير است:
** كف پوش
كف پوش سالنهاي ورزشي با ساختار نانو از جنس پليمر پلي اورتان و پلي آكريليك براي سالنهاي ورزشي حرفهاي و غير حرفهاي نظير زمينهاي واليبال، بسكتبال، هندبال، تنيس مناسب هستند.
اين كف پوشها داري قابليت چسبندگي بالا بر روي سطوح مختلف بوده و با توجه به ساختار نانويي خود از استحكام مكانيكي كششي، سايشي، مقاومت الكتريكي و شيميايي بالايي برخوردار هستند به نحوي كه ميتوان از آنها در محيطهاي اسيدي و بازي به راحتي استفاده كرد.
به دليل بهرهگيري از فناوري نانو، اين محصولات داراي ويژگيهايي نظير بي بو و ضد ميكروب بودن، قابليت شستشو با انواع مواد شوينده و حلالهاي نفتي عمر طولاني و عدم تغيير رنگ به مرور زمان عدم نفوذ پذيري و جذب آب ، نسوز بودن و عدم حساسيت و مقاومت در برابر ضربه هستند.
** پزشكي در ورزش
فناوري نانو در حيطه درماني پيشرفت بسيار خوبي داشته است. اين فناوري مدت زمان درمان را كاهش داده و در زمينه پيشگيري از بيماري نيز بسيار مفيد واقع شده است.
فناوري نانو در بخش ورزشي اين حوزه نيز فعاليتهايي صورت داده است كه در برگيرنده موارد زير است:
** تاندون مصنوعي با نانو الياف تجزيه پذير
محققان دانشگاه منچستر روشي ابداع كردهاند كه نانو الياف تجزيه پذير را به صورت اليافي كه ميتواند به عنوان يك تاندون مصنوعي در بدن استفاده شود الكتروريسندگي ميكند.
اين تاندون ميتواند با جراحي به مكان صدمه ديده پيوند زده شود. اين تاندون مصنوعي به تاندون صدمه ديده كمك ميكند كه سريعا رشد كرده و ترميم يابد.
محققان بر اين باورند كه اين كشف ميتواند زمان مورد نياز براي ترميم تاندون صدمه ديده را به شدت كاهش دهد.
بهبود ركوردهاي ورزشي امروزه بستگي به دو عامل تجهيزات و تمرينات دارد.
در حيطه تمرينات هر روز روشهاي نويني ايجاد ميشود كه منجر به بهبود ركوردها شده است.
در صورتي كه بتوان با برنامه ريزي در توليد برخي از تجهيزات ورزشي كه به صورت مستقيم در بهبود علمكرد ورزشكاران تاثير دارد از فناوري نانو
