مقدمه 
پرداختن به ورزش در بین عموم مردم جامعه به مقاصد مختلفی صورت می  گیرد. جامعه ورزش با حضور ناگهانی ویروس کرونا، درحال مواجهه با شرایطی متفاوت است، که تاکنون چنین شرایطی را تجربه نکرده بود و تمام ابعاد زندگی بشریت با دگرگونی زیربنائی رو به رو شده این دگرگونی  ها مو جب سردرگمی و ترس در جامعه ورزشکاران علی الخصوص قشر کودکان شده بخش ورزش به شدت تحت تأثیر بحران COVID-19 قرار گرفته است و به گونه  ای که قبلاً هرگز دیده نشده بود (1). تمام فعالیت  های بدنی و ورزش  های گروهی با فراگیری کرونا ویروس به طور ناگهانی در بسیاری از کشورها محدود شد و اغلب به اجرای حرکات تمرینی در منزل منتقل می  شوند (2). همچنین افزایش عملکرد و کارایی محصولات ورزشی سال  هاست که شناخته شده است و فناوری نانو مسیرهای جدیدی را برای تولید محصولات ورزشی کاربردی باز کرده است (3). اماکن ورزشی امروزی با استفاده از نانومواد در ساخت استادیوم‌های ورزشی از سقف و کف تا دیوارها و شیشه‌ها به طرز چشمگیری تغییر کرده‌اند. لایه  های نانو با مقاومت بالاتر در برابر آب و رطوبت بر روی کف و دیوار ورزشگاه  ها اعمال می  شود که از ایجاد زنگ-زدگی و نقص جلوگیری می  کند، تمیزی طولانی مدت خود را حفظ می  کند و عمر مفید آن  ها را افزایش می  دهد (3).
نانوذرات نقره به دلیل خواص منحصر به فرد خود در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می  گیرند، محصولات مبتنی بر نانو نقره مانند پانسمان زخم، لوازم آرایشی و پوشش های ضد میکروبی اکنون در بازار موجود است (4). نانو ذرات با توجه به اندازه، توزیع ذرات و ریختشناسیشان دارای خواصی نوین و بهبود یافته نسبت به ذرات بزرگتر و مواد توده  ای هستند پژوهش  های انجام گرفته نشان می  دهند که نانو ذرات نقره در بسیاری از زمینه  ها نسبت به دیگر فلزات دارای برتری هستند (5). خواص عمده نانو ذرات نقره عبارتند از: ایجاد نکردن حساسیت، پایداری زیاد، آب دوست بودن، سازگاری با محیط زیست، مقاوم در برابر حرارت، عدم ایجاد یا افزایش مقاومت و سازگاری در میکروارگانیسم  ها. همچنین، قابلیت زیاد در اضافه شدن به الیاف، پلیمرها، سرامیک  ها، سنگ  ها،و رنگ  ها بدون تغییر دادن خواص ماده دارند (4). خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره باعث گسترش کاربردهای آن در حوزه  های نساجی، صنایع رنگ، سرامیک، داروسازی،کشاورزی، دامپروری، بسته بندی مواد غذایی و لوازم آرایشی -بهداشتی شده است (6).
کوک و همکاران نانوذرات نقره را با میانگین اندازه ذرات 37 نانومتر با روش تابش مایکرو ویو تهیه و خاصیت ضد باکتریایی نانوذرات را در پنج غلظت متفاوت بررسی کردند . نتایج نشان دادند که خاصیت ضد باکتریایی این نانوذرات در مقابل باکتری باگرم مثبت نسبت به گرم منفی بیشتر است (7).
پژوهش  ها نشان داده  اند که نانوکامپوزیت  های پلیمری حاوی نانوذرات نقره، پایداری بالا و فعالیت ضدباکتریایی طولانی مدت دارند و با این حال، برای سلول  ها و بافت  های انسانی سمی نیستند. همچنین، این نانوکامپوزیت  ها انتخابی مناسب برای از بین بردن گونه  های متعددی از باکتری  ها و قارچ  ها هستند (8).
بر اساس مطالعه رمضانی و همکاران نانو ذرات نقره با غلظت پایین از قابلیت مناسبی برای از بین بردن ویروس ویرمی ماهی بهار کپور هست، و می  تواند به عنوان یک عامل ضد ویروسی مناسب در مهار عفونت حاصل از SVCV در آبزی پروری مدنظر قرار گیرد (9).
تعریق در حین فعالیت  های ورزشی محیط مناسبی را برای رشد باکتری  ها و بوی بد ایجاد می  کند.   استافیلوکوکوس اورئوس یک باکتری رایج در جامعه ورزش است که باعث بیماری  های عفونی می  شود.  بنابراین، نجهیزات ورزشی مانند لباس  های ورزشی ضد باکتری می  تواند از ورزشکاران در برابر میکروارگانیسم  ها و بوهای نامطبوع محافظت کند و در عین حال از آسیب و پوسیدگی الیاف جلوگیری کند (10). بر اساس تحقیقات انجام شده در موسسه هوهنشتاین، آلمان، مهم ترین اقدام برای از بین بردن باکتری  های موجود در لباس  های ورزشی ایجاد خاصیت آنتی باکتریال در آن  ها می  باشد، و این اثر باید به صورت دائمی باشد. از طرف دیگر باید  حذف واکنش  های پوستی (آلرژی، تحریک) یا تأثیر منفی بر میکرو فلور پوست نیز باید در نظر گرفته شود (8) .برخی گزارش‌ها وجود دارد که خطرات زیست‌محیطی لباس‌های حاوی نقره را ارزیابی می‌کنند، و غلظت نانو نقره به‌عنوان فاکتور حیاتی برای جلوگیری از خطرات موجود در حداقل محدوده نگهداری می‌شود (9) .تاکید شده است استفاده از نانو در طراحی لباس  های ورزشی مطابق غلظت استاندارد در نظر گرفته شود در غیر ابنصورت استفاده از لباس  های ورزشی نقره باید به حداقل برسد (11).
بنابرین طبق موارد مطرح شده پیشرفت تجهیزات ورزشی نوین انقلابی جدید در تمام رقابت  های ورزشی و مهندسانی که در حال توسعه تجهیزات ورزشی برای افزایش و بهبود عملکرد ورزشکاران هستند، به وجود آورده. با بررسی برخی از تأثیرات عمده مرتبط با توسعه تجهیزات ورزشی بسیاری از پیشرفتها از طریق مهندسی مواد مورد استفاده در ساخت تجهیزات ورزشی اتفاق افتاده است (12, 13).  همچنین دیگر نانو کامپوزیت  های شیمیایی مانند نانو تیتانیوم تقویت شده با الیاف (فیبر) موادی با وزنی سبک، مقاومتی بالا، و با طراحی و ویژگی های منحصر به فرد، کاربرد گسترده  ای در تجهیزات ورزشی به وجود آوردند (14). از طرفی  دیگر  بشریت در دوران کووید19 در یک زمان استثنایی زندگی می-کند نه به این دلیل که درگیر یک بیماری عالم  گیر است زیرا او در گذشته چندین بار شاهد بیماری  های عالم گیر بوده که گاهی اوقات با نتایج حتی ویران کننده  تری همراه بوده است مانند مرگ سیاه (1333-1340) یا اپیدمی آفت در قرن شانزدهم، بلکه به دلیل بسته شدن بسیاری از صنایع، مسافرت  ها و مرزها در جامعه ورزش مطالعات نشان داده که کووید-19باعث پریشانی عاطفی و اختلالات در ورزشکاران می  شود (15)، افزون بر این، این بیماری یا خسارت  های ثانویه آن نیز می  تواند از اهمیت بسیاری برای مشارکت در ورزش و به خصوص برای تحمل بار ورزشی و بار جسمی مبتلایان خاصه در ورزش با عملکرد زیاد برخوردار باشد؛ بنابراین اثرات قابل توجه کووید19 روی ظرفیت عملکرد ورزشکاران را نمی  توان رد کرد (16).
میزان انتقال COVID-19 تقریباً بیشتر از  SARS می باشد. که از زمان فراگیری  دولت  ها و سازمان را مجبور به اجرای محدویت  ها نموده و باعث شد که اکثر رویدادهای ورزشی به حالت تعلیق و یا به تعویق بی  افتند (17).
در این زمینه و با توجه به مسئولیت پذیری دولت های بیشتر کشورها مجبور به انجام اقدامات محدود کننده شده  اند،که برای مهار ویروسی که زندگی بسیاری از مردم، سازمان  ها و موسسات را تغییر داده است (18). بخش ورزش با وجود اینکه در سطوح اقتصادی، ورزشی و اجتماعی یک بخش مهم است، از این محدودیت  ها مستثنی نبوده است. طبق گفته رتان  بخش ورزش به شدت تحت تأثیر بحران COVID-19 قرار گرفته است و به گونه  ای که قبلاً هرگز دیده نشده بود (1). تمام فعالیت  های بدنی و ورزش  های گروهی با فراگیری کرونا ویروس به طور ناگهانی در بسیاری از کشورها محدود شد (2). جهان ورزش در حال حاضر مرحله سختی را پشت سر می  گذارند، زیرا بحران ناشی از COVID-19 یکی از مهمترین مواردی است که بخش ورزش بین المللی در سال  های اخیر نیز با آن دچار شده است (1). سازمان  های ورزشی به دلیل موقعیت  های خصمانه و غیرقابل پیش بینی شده  ناشی از بحران COVID-19  باید خلاقیت و نوآوری  ها را تشویق کنند (19).

در این پژوهش، سعی بر آن شده تا با آنتی میکروب نمودن کفش  های ورزشی که امکان آلوده شدن آن به هرگونه میکروب  ها در حین تماس با سطح آلوده زمین که به منجر تهدبد سلامتی جامعه ورزشکاران می  شود. گامی مثبتی در کنترل و پیشگیری میکروب  ها و ویروس  ها و همچنین بحران ناشی از کرونا ویروس در بین ورزشکاران رشته    های ورزشی مختلف برداشته شود.

روش شناسی
در ابتدا به منظور آنتی میکروب نمودن کفش های ورزشی جهت کنترل و پیشگیری از میکروب ها و ویروس ها تعداد 1 جفت کفش ورزشی مدل شیما ساخت کشور ایران تهیه شد مطابق شکل 1.

برای تهیه نمونه   ها، ابتدا درصدهای مختلفی از محلول نانو نقره شامل 25 ،50 ،75 تا 100 ppm تهیه شد و سپس قسمت   های مختلف نمونه کفش ورزشی مورد نظر در ابعـاد5*5 سـانتی متـر مربـع برش داده شدند. در این بررسی، بـه دلیـل نـوع خـاصّ نمونـه مورد نظر از روش اسپری در افزودن ترکیبـات ضـد میکروبـی استفاده شد، که روشی به مراتب آسان برای افـزودن ترکیبـات ضد میکروبی به شمار مـی   رود. در ایـن روش، از 10 میلـی لیتـر محلول نانو نقره با در صدهای متفاوت برروی نمونه بـا ابعـاد مـورد نظر استفاده شدکه مقدار نقره اضافه شده بر نمونـه قابـل محاسـبه است. عمل اسپری محلول   ها فقط برقسمت فوقـانی نمونـه انجـام گرفـت. پـس از اسـپری محلـول   هـا، نمونه   ها در درون فور در دمای 100 درجه سانتیگراد به مدت 60 تا 90 دقیقه قرار داده شدند. تا ذرات نقره به خوبی به نمونه   ها جذب شوند، سپس در آزمون ضد باکتری برای محاسبه کـاهش باکتری از روش ارزیابی ترکیبات ضد بـاکتری بـرروی منسـوجات استفاده شد.
جهت انجام تست، نمونه   های فرآوری شده، بـرای انجام آزمون ضد باکتری به اندازه 1  سانتی   متر مربـع جـدا و آماده سازی شدند. ابتدا نمونه   های ارسالی به صورت دیسک با قطر یک سانتیمتر برش داده شدند. سپس با استفاده از اشعه یووی استریل شدند. سپس نمونه   ها در یک میلی   لیتر محیط کشت مولر هینتون براث به مدت 24 ساعت قرار داده شدند. سپس محیط رویی جدا گردید و به عنوان اکسترکت نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه به اکسترکت نمونه، حجمی از باکتری موجود در سرم فیزیولوژی اضافه گردید، که میزان باکتری   ها برابر با صد و پنجاه هزار باکتری در میلی لیتر شود (1.5*105 CFU/mL) و به مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه در انکوباتور شیکردار قرار گرفتند. و بــه مــدت 24-18 ســاعت وشــمارش تعــداد کلونی   های باکتری و کلونی باکتری نمونه شاهد میزان کـاهش باکتری با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد

C: A-B×100÷A
  A تعداد باکتری اولیـه (CFU/ML) ؛ B :تعـداد بـاکتری بعـد از مجاورت C :(CFU/ML) درصد کاهش باکتری
همچنین یک گروه کنترل مثبت (محیط کشت به همراه باکتری) و یک گروه کنترل منفی (محیط کشت و ماده مورد تست) در نظر گرفته شد، بعد از سپری شدن مدت زمان مورد نظر، 5 میکرولیتر از سوسپانسیون بدست آمده بر روی محیط کشت مولرهینتون آگار کشت داده شد و به مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه انکوبه شدند.
نتایج
با شمارش تعداد باکتری نمونه شاهد و سـپس تعـداد بـاکتری کاهش یافته در نمونه   های مورد آزمایش، مقدار درصـد کـاهش باکتری محاسبه شد که در جـدول 1 گـزارش شـده اسـت. در کلیه محاسبات آزمون   ها از روش آزمون   های آماری طـرح تـک عاملی (آزمون  (SRD استفاده شـد و میـزان اثـر تیمـار خـاص محلول  نانو نقره برای کاهش درصد باکتری نمونه   های مـا بـا تعـداد تکرار مشخص بررسی شد (20).  همان طور که در جـدول 1 مشـاهده مـی-شـود، حـداقل غلظت محلول نانو نقره یعنـی   025/0 (25 پی پی ام) بـه میـزان  50 درصد خاصیت باکتری   کشی داشته که البته این مقـدار در مجاورت تعداد کلـونی باکتری       (CFU/ML1.8×104)  از نـوع باکتری استافیلوکوک اورئوس در نظر گرفته می   شود.
مطابق جدول شماره نتایج نشان داد، از غلظت 50 و 75  ppmکاهش باکتری S.aureus به ترتیب به میزان 70 و 90 درصد می   باشد، همچنین نتایج نشان داد، که از غلظت  100   ppmبه بعدکاهش باکتری S.aureus به میزان 99/99 درصد ادامه می   یابد.
نتایج جدول 1 نشان داد، مقاومت محلول نانونقره در غلظت   های 75،50،25 ppm در برابر باکتری E.coli به ترتیب با کاهش 70، 90 و 88/97 درصدی ادامه می   یابد، همچنین مطابق جدول شماره 1 نتایج نشان داد،  باکتری S.aureus از غلظت 100 ppm به بعد با کاهش 78/99 می   باشد، که  این مورد مشکلی را نیز به همـراه دارد، از  غلظت 100 پی پی ام  تغییر رنگ از زرد به قهوه‌ای ایجاد می   شود که این امر در اثر انجام واکنش اکسیداسیون اتفاق می-افتد، ایـن مـورد در غلظت   های بسیار کم به چشم نمی   خورد. سعی ما بر این بـود که در انجام آزمون   های ضد باکتری از سوسپانسیون نـانو نقـره رقیق   تری استفاده شود، تا ضمن صرفه جویی در مصـرف مـواد تکمیلی از تغییر رنگ کالا نیز جلوگیری شود.


بحث
هدف از این مطالعه طراحی و ساخت کفش ورزشی جدید آنتی میکروب با استفاده از نانو نقره جهت کنترل و پیشگیری از ویروس    ها و میکروب    ها در بین ورزشکاران رشته    های ورزشی مختلف بود. این پژوهش برای اولین بار در صنعت تجهیزات ورزشی به بررسی قابلیّت ضد میکروبی نانو نقره علیه انواع میکروارگانیسم    ها پرداخت و با استناد به پژوهش    های انجام گرفته شده مشاهده شد استفاده از نانو نقره در صنعت کفش در جهت از بین بردن انواع میکروب    ها و ویروس ها می    تواند مفید واقع گردد. یافته    های پژوهش حاضر نشان به کار بردن نانو نقره با غلظت    های 25، 50 و 75 pmm  منجر به کاهش بیش از 50 درصد باکتری    ها می-گردد، که یافته    های پژوهش حاضر با مطالعه هون جو لی و همکاران که از محلول کلوئیدی نانونقره با روش کنترل رشد باکتری برروی پارچه پلی    استری بی بافت و پارچه پنبه    ای استفاده شد، در این روش ذرات نانو نقره با اندازه 2.3 نانومتر با غلظت    های 30،20،10 pmm بر علیه دو باکتری استافیلوکوک اورئوس و استرپتوکوک پنومونیه استفاده شد، نتایج نشان داد، کاهش باکتری به میزان 99/99 درصد ادامه می    یابد که با نتایج حاضر همسو می    باشد (21)، یافته    های خواجوی و همکاران 1390 طی پژوهشی به بررسی خواصّ آنتی باکتریال و ضد چروک پارچه پنبه    ای با استفاده از پلی کربوکسیلیک اسیدها، کیتوسان و نانو نقره پرداختند و نشان دادند که کاربرد همزمان پلی کربوکسیلیک اسید و نانو ذرات نقره بر رفتار بازگشت از چروک و اثر آنتی    باکتریال نمونه پنبه-های که به این مواد آغشته می    شوند به تنهایی بهبود می    بخشد. و با افزایش دمای پخت برای هر یک از این مواد به تنهایی و با هم اثر ضد چروک و آنتی باکتریال را بهبود می    بخشد (22). در راستایی یافت    های پژوهش حاضر میرزا بابا و همکاران 1390 که به بررسی اثر ضد میکروبی کفپوش‌های سالن حاوی نانو نقره پرداختند نتایج پژوهش آنها نشان دهنده این بود که نمونه کفپوش‌های سالنی که به 25 ppm محلول نانو نقره آغشته شده بود، درصد کاهش باکتریها به 3/73 درصد محاسبه شد. امّا در نمونه کفپوش-های که با 50 پی پی ام و بیشتر به نانو نقره اسپری شده بود، درصد کاهش باکتری ها به 99/99 درصد رسید. به علاوه، بررسی پایداری نانو ذرات نقره روی نمونه    ها پس از 1 الی10 بار شستشوی استاندارد بررسی شد. نقره موجود در سطح کفپوش    ها پایداری خود را در شستشوهای مکرر نگاه داشت و تا کفپوش    ها حد بسیار مطلوبی، خاصیّت ضد میکروبی خود راحفظ کردند (23). گلیگ واد و همکاران 2013 به بررسی فعالیت نانو نقره علیه ویروس    های هپاتیت، هرپس سیمپلکس و ویروس آنفولانزا پرداختند علاوه بر این فعالیت آنتی میکروبی نانو نقره علیه فعالیت ویروس    های پوشش دار گزارش شده است (19). ساندی و همکاران 2007 در مطالعه به بررسی خواصّ ضد میکروبی و مؤثر نانو نقره در صنایع بهداشتی و دارویی پرداختند و تاکنون پژوهشگران بسیاری به بررسی کارایی آنتی میکروبی  نانو نقره علیه میکرو ارگانیسم بیماری زا پرداخته اند و اکثر مطالعات به باکتری ها و قارچ ها معطوف می    گردد پژوهش محمّدی و همکاران 1390 نشان دادند نانو نقره های که قطر و اندازه کوچکی دارند و به دلیل بر خورداری از سطح وسیع و پر تحرکشان منجر به افزایش خاصیّت آنتی میکروبی آن نسبت به ذرات بزرگتر نقره دانستند (19). پینگگو و همکاران 2009 به بررسی غیرفعال سازی فوتوکاتالیستی باکتری  ها از طریق کامپوزیت اکسید پالادیوم و اکسید تیتانیوم پرداختند نتایج مطالعه آنان نشان داد وجود نور مرئی  در کامپوزیت پالادیوم و تیتانیوم اکسید باعث آسیب شدید به دیواره سلول باکتری و غشای سلول می  شود (24).
از غلظت 200 pmm  به بعد این ماده در مجاورت هوا به  راحتی به یون تبدیل شده و امکان جذب به بدن از راه تماس وجود دارد که می تواند بسیار خطرناک و سمی باشد.  در پژوهش حاضر سعی از غلظت    های مطابق  استاندارد جهانی استفاده گردد، که استفاده از غلظت  های پایین هیچ خطری برای جامعه انسانی ندارد.

نتیجه گیری نهایی
استفاده از نانو نقره در طراحی و ساخت انواع کفش¬های ورزشی به منظور پیشگیری و کنترل بسیاری از میکروب¬ها و ویروس¬ها می¬تواند مفید واقع گردد.
تشکر و قدردانی
      از تمامی افرادی که در این پژوهش ما را یاری کردند کمال تشکر و قدردانی را داریم.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
اصول اخلاق تماماً در این مقاله رعایت شده است.
حامی مالی
این پژوهش هیچ گونه کمک مالی از سازمان های دولتی، خصوصی و غیر انتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در طراحی، اجرا و نگارش همه بخش‌های پژوهش حاضر مشارکت داشته‌اند.
تعارض
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.