کاربرد نانو در معماري (Nano Application in Architecture )

Nano Application in Architecture

کاربرد نانو در معماري (Nano Application in Architecture )

نانو تکنولوژي علم ابعاد خيلي کوچک

 

در ترجمه لفظ به لفظ به معني تکنولوژي بسيار کوچک است. نانو به (Nanotechnology)نانو تکنولوژيمعني بسيار بسيار کوچک است (مقياس10به توان ۹- بار کوچک تر نيز معني مي شود).اما اين تعريف نميتواند معناي واقعي نانو تکنولوژي را برساند، زيرا از اين ترجمه لفظ به لفظ چنين برمي آيد که علم نانو تنهابه ساخت اشياي بسيار بسيار کوچک مي پردازد؛ در حالي که پيش از اين هم اشياي بسيار کوچک ساخته ميشدند، اما آن فرآيند نانو تکنولوژي ناميده نمي شد.

 

بايد گفت که ساخت وسايلي با مقياس چند ميليارد واحد کوچک تر، تنها يکي از ابعاد نانو تکنولوژي به شمارمي رود.که در ميان دانشمندان اين فناوري بسيار مورد استفاده قرار مي گيرد، دريچه ( نانو تکنولوژي ) ترجمه علميتازه ترين فناوري اي است که بشر به آن ( نانو تکنولوژي ). هاي مرموز نانو تکنولوژي را بر ما آشکار مي کنددست يافته است. در اين تکنولوژي سعي مي شود با استفاده از خواص مولکولي مواد موجود در طبيعت،وسايلي ساخته شود تا از مشکلات وسايل فعلي بکاهد و در ضمن کارآيي آنها را نيز چندين برابر کند. براي نمونه، لباسي را که به تن مي کنيد در نظر بگيريد، بعد از مدت کوتاهي کثيف مي شود، آن را مي شوييد ودر نتيجه به اتو احتياج پيدا مي کند؛ يا اينکه ترجيح مي دهيم لباسمان در تابستان خنک و در زمستان گرم باشد. حال نقش نانو تکنولوژي در اين ميان چيست؟

با استفاده از فناوري جديد نانو، دانشمندان توانسته اند پارچه اي توليد کنند که هيچ وقت کثيف نشود، يعني هيچ نوع آلودگي روي آن ننشيند جالب تر آنکه اگر چروک شود، فقط با يکبار تکان دادن صاف ميشود.استفاده محققان از تکنولوژي نانو در توليد چنين پارچه اي، به معناي آن نيست که ما پارچه اي درمقياس کوچک توليد کرده ايم، بلکه فناوري نانو، تغييراتي در خواص مولکول هاي تشکيل دهنده پارچه صورت مي دهد و به اين ترتيب پارچه هيچگاه کثيف نمي شود و....

 

با استفاده از نانو، خواص مولکول ها تغيير مي يابد، اما ماده اي که از اين مولکول ها ساخته مي شود، تمام خواص مولکول ها را در خود دارد.

علم يا تکنولوژي

در نگاه اول اين گونه به نظر مي رسد که نانو يک علم باشد، زيرا با استفاده از آن در خواص مولکولي موادتغييراتي ايجاد مي کنيم.اما آيا نانو به واقع علمي نوين در قرن ۱۲ است؟

هنرمندان عصر ما بر اين عقيده اند که دوره خلق آثار تازه به پايان رسيده است و بايد با نگاهي مجدد به آثارهنرمندان پيشين، هنر آنها را از زاويه ديگري به مردم نشان داد، احتمالا شما هم برخي از اين آثار هنريمدرن را که بسيار عجيب هم به نظر مي رسند، مشاهده کرده ايد.

 

دانشمندان نيز به تازگي به اين نتيجه رسيده اند که دوره کشف علوم جديد پايان يافته است و شايد موقع آنرسيده باشد تا از زاويه اي ديگر به علوم مختلف نگاه شود. آنها معتقدند که مي توانند با تغيير در خواصمولکولي مواد، کارآيي آنها را بهبود دهند. به همين دليل از نانو به عنوان يک تکنولوژي يا فناوري نوين  مي کوشد با نگاهي مجدد به وسايل، سيستم ها و موادي که تاکنون ( نانو تکنولوژي ). مي برندساخته شده است، عيوب آنها را برطرف کند

تاريخچه نانو تکنولوژي در دنيا                                            

 

بعد از دهه90 که فناوري اطلاعات هياهوي بسياري در جهان به پا کرد، در آغاز قرن بيست ويکم دانشمندانتمرکز خود را بر فناوري نويني معطوف کردند که به عقيده عده اي مي تواند آينده بشر را متحول کند. نانوتکنولوژي داراي سابقه زيادي نيست. اين موضوع براي نخستين بار حدود40 سال پيش، در سال 1959توسط ريچارد فينمن، دانشمند کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، مطرح شد. او گفت :اگر دانشمندان ترانزيستور ها را ساخته اند، ما با علم اتمي مي توانيم همين ترانزيستور ها را با مقياس «او قصد داشت با قرار دادن اتم ها در کنار يکديگر کوچکترين مصنوعات بشري را .» بسيار کوچک بسازيمبسازد.

 

بعدها اريک درکسلر، دانشجوي رشته کامپيوتر براي پروژه فارغ التحصيلي خود، دانشمند بزرگ هوشمصنوعي دکترمينسکي - پدر علم هوش مصنوعي- را به عنوان استاد راهنما برگزيد. درکسلر علاقه زيادي بهنظريه هاي فينمن ( ساخت سيستم ها در ابعاد نانو) داشت. وي بعد از اخذ درجه استادي علوم کامپيوتر،نظريه نانو تکنولوژي را بنا نهاد. نخستين مقاله وي در زمينه نانو تکنولوژي در سال ۱۸۹۱ و با موضوع نانومدرک MIT تکنولوژي مولکولي به چاپ رسيد. درکسلر نخستين کسي بود که در سال ۱۹۹۱ از دانشگاهFellow Research و Foresight دکتري نانو تکنولوژي را دريافت کرد. وي هم اکنون رئيس انيستيتواست.بعدها کشورهاي توسعه يافته، برنامه ريزي هاي گسترده اي را براي فعاليت هاي تحقيقاتي و صنعتيدر زمينه نانو تکنولوژي تدوين کردند.

 

نانو تکنولوژي در ايران

 

در ايران چند سالي است که تکنولوژي نانو به عنوان يکي از مهمترين تحقيقات زير بنايي کشور مورد توجهقرار گرفته است.در کشور ما نيز براي برخورداري از فناوري هاي نوين تلاش هايي صورت گرفته است. در سال ۲۶۳۱ هجريدفتر « شمسي ( ۴۸۹۱ ميلادي) ميرحسين موسوي (نخست وزير وقت) با توجه به اهميت فناوري روز دنيارا تاسيس کرد

 

هدف اين دفتر، مشاوره علمي و صنعتي در زمينه تکنولوژي هاي نوين بود. اين دفتر در زمان آقاي هاشميتغيير نام » دفتر همکاري تکنولوژي « رفسنجاني نيز به کار خود ادامه داد، تا اينکه در زمان محمد خاتمي بهيافت. اين دفتر علاوه بر مطالعه و تحقيق در زمينه تکنولوژي هاي نوين و مديريت تکنولوژي در ايران، بادستگاه هاي کشور در زمينه بسط و گسترش فناوري روز دنيا همکاري مي کند.

 

در چند سال اخير برنامه ريزان کشور بنا بر اهميت بسيار زياد نانو تکنولوژي، سياست هاي تشويقي خوبي رابراي حمايت از تحقيقات در اين بخش به کار گرفته اند. شايد آخرين اقدام دولت براي حمايت از نانوتکنولوژي، اختصاص بودجه اي براي تشويق محققان اين بخش باشد. جشنواره خوارزمي نيز نشان مي دهدکه برخي مواقع تحقيقات بسيار موثري در اين زمينه در ايران صورت مي گيرد که البته با توجه به نقش اين فناوري نوين در توسعه يافتگي کشورها، بسيار حائز اهميت خواهد بود.

 

کاربرد نانو در معماري

فناوري نانو در صنایع ساختمان هم نقش بسزایی دارد، در این راستا بیشترین سهم را صنایع فولاد، (CNT) وبتن ایفا می کنند. کاربرد نانو ذرات در صنعت ساختمان که مهمترین آن ها نانولوله هاي کربنیهستند، عموما" در سازه هاي اصلی باعث افزایش خواص مکانیکی نمونه ها (TiO دي اکسید تیتانیوم ( 2شده و در بخش نازك کاري نیز کاربرد نانو پوشش ها در نماي داخلی وخارجی ساختمان ها نیز از اهمیتویژه اي برخورداراست. نانو پوشش ها ي ساختمان ضمن اینکه باعث دفع آب شده وجذب کثیفی را بهمقاوم می سازند. این نانو پوشش ها در سطوحی UV حداقل می رسانند، نماي ساختمان را در مقابل اشعهاز جمله؛ سیمان، آجر، سفال، سنگ معمولی، کاشی ، مرمر، چوب، سرامیک، شیشه، فولاد وبتن به کار میروند. ساخت بتن تقویت شده، خود تعمیر کننده و خود تمیز شونده، شیشه هاي خود تمیز شونده، مقاوم دربرابر آتش وکنترل کننده انرژي ودر نتیجه صرفه جویی درمصرف انرژي، استفاده از رنگ هاي حاصل ازعلمنانوکه باعث عدم نفوذ باکتري ها به ساختمان هاي اداري، مسکونی، بیمارستان هاوغیره شده وبه آنهاعمريطولانی، محیطی عاري از باکتري و ماهیتی غیر قابل کثیف شدن وفرسودگی می بخشند نیز از دیگرکاربردهاي مهم فناوري نانو در صنعت ساختمان است. بدین ترتیب به راحتی می توان تشخیص داد که ما بادنیاي تازه اي به نام فناوري نانو روبروهستیم. متخصصان علم نانو براین باورند که بعد از تولید ماشین هايفناوري این علم افق هاي تازه اي رابه دنیاي انسان ها بازخواهد کرد. فناوري نانو، ، IT بخار، موتور وتوسعهقادراست مواد را تا اندازه اي کوچک کند که با دوباره سازي آن ها بتوان مواد وفنآوري هاي جدیدي را بهدنیا عرضه نمود.براي مثال، گل رس وسرامیک را می توان به ابعاد نانو درآورده وبه صورت پودر با نانو پلیمرها مخلوط کردهودر محیطی خنثی مصالحی سخت ومقاوم را که نمونه آن تا به حال دیده نشده بوجود آورد.

فناوري نانو و پوشش هاي ساختمانی

 

نانو پوشش های ساختمان درسطوح داخلی وخارجی ساختمان ها ازجمله: سطوح شیشه ای، پلاستیکی، چوبی، فولادی، سنگی،آجری، کاشی، سرامیکی،سیمانی و بتنی و... استفاده می شوند. دراین سطوح (سطوح هوشمند) که عموما" فوق آبدوست و یا فوق آبگریزهستند واکنش ها برروی سطح صورت می گیرد. لازم به ذکر است که نانوپوشش ها ساختمان آنتی باکتریال بوده وبرای سلامتی انسان بی ضررهستند.

 

نانو پوشش های سنگ وچوب

 

این نانو پوشش ها ی آنتی باکتریال، مقاوم در برابر آب، هوا، مواد ارگانیکی و غیر ارگانیکی هستند و یکی از پوشش های اصلی صنعت ساختمان به شمار می روند. نانو پوشش های سنگ وچوب ترکیباتی هستند که ضمن حفظ ظاهر اصلی سطح باعث عدم ایجاد چسبندگی در سطح شده و آب، چربی وسایرو آلودگی ها را از سطح دفع می کنند. ضمنا" نانو پوشش های سنگ وچوب برای سطوح سنگی نفوذ پذیرکه خاصیت مکندگی دارند نیز موارد استفاده بسیاری دارند. ترکیبات این نانو پوشش ها معمولا" شامل الماس، نقره، شیشه و سرامیک می باشند و باتوجه به موارد مصرف ممکن است متفاوت باشند، اما در اکثرآن ها فاز حامل آب والکل است وذرات آنها تا 300 درجه سانتیگراد مقاوم هستند. 
مزیت ها: پوشش سطوح منفذ دار، حفظ تنفس سطوح، حفظ سطوح در برابرعوامل محیطی، امکان تمیز شدن لک ها ازجمله؛ چربی ها وروغن ها با آّب، جلوگیری از ایجاد کپک، جلبک و مشابه آنها و محافظت سطوح ازتاثیرنم وکثیفی ها.

موارد مصرف

سطوح چوبی 
نانوپوشش های سنگ وچوب، علاوه بر استفاده در سطوح چوبی معمولی برای سطوح چوبی جلادار وسطوح چوبی رنگ شده هم مورد استفاده قرارمی گیرند. درسطوح چوبی جلادارسه ماه پس ازاعمال جلا مورد استفاده قرارمی گیرند وبرای سطوح چوبی رنگ شده ازنانوپوشش های چند منظوره استفاده می شود.

 

چوب همواره در معرض دو دشمن دیرینه خود ، آب و اشعه UV قرار دارد. مطالعات نشان داده است که تقریبا هیچ پوشش شفافی به غیر از پوشش نانو نمیتواند مانع جذب این اشعه گردد. از طرفی تمامی پوششهای ضد آب چوب فقط پوشش سطحی هستند و در مقابل آسیبهای فیزیکی مقاوم نبوده و اگر میزان بسیاری کمی از این پوششها از بین برود ، چوب از همان نقطه آسیب پذیر شده و مانند یک دندان از داخل میپوسد
مواد پوششی نانو چوب تا چند میلیمتر به داخل چوب نفوذ میکنند و بنابر این حتی خراشها نیز نمیتواند خطری برای چوب داشته باشد. در این حالت ، چوب 100% ضد آب میشود . از طرفی اگر نور خورشید به چوب بتابد ، مواد نانو با جلوگیری از ورود اشعه UV به چوب ، از رنگ پریدگی و پوسیدگی و ترک خوردن چوبها جلوگیری میکنند.
برای نانو کردن ، چوب باید کاملا تمیز بوده و هیچ پوششی نداشته باشد. مایع نانو چوب را باید طی 2 مرحله به روی چوب با برس و یا اسپری ، اعمال نمود. حلال این ماده نانو آب است و هیچ خطری ندارد. البته این محصول نیاز به رقیق شدن ندارد و هر لیتر این ماده 20 متر مربع چوب را پوشش میدهد. میزان مصرف نیز به قدرت جذب چوب بستگی دارد.
این پوشش کمی رنگ چوب را تغییر میدهد و مقداری نیز به داخل چوب نفوذ میکند و ماندگاری آنرا به چندین سال افزایش میدهد.


سیمان های الیافی
ساختمان هایی که با سیمان های الیافی ساخته می شوند پس از مدتی به منبع لکه وکثیفی تبدیل می شوند. سیمان استفاده شده درنمای ساختمان ها، کثیفی هاوکپک ها رامکیده وباتاثیر نورخورشید آنها رابخوبی درداخل ماتریس جایگزین می کند و دورکردن این لکه ها وکثیفی ها کار بسیار مشکلی است. استفاده ازنانوپوشش های سنگ وچوب درنمای ساختمان باعث عدم نفوذ کثیفی ها، باکتری ها وغیره به داخل ماتریس می شوند وظاهر اولیه نما را به خوبی حفظ می نمایند.

امروزه سیمان با توجه به کاربردهای مختلف و مصارف گوناگون، نقش مهمی در زندگی بشر ایفا می‌کند. از سوی دیگر مسأله زمان نیز از موضوعات اقتصادی حائز اهمیت برای صاحبان صنایع به شمار می‌آید و کاهش زمان ساخت و ساز، صرفه اقتصادی قابل توجهی را به دنبال خواهد داشت.

 

اخیراً تولیدکنندگان سیمان دریافته‌اند که کاهش اندازه ذرات سیمان تا ابعاد نانو مقیاس، موجب تسریع در سفت شدن آن می‌شود؛ لذا گروهی از محققان سوئیسی با استفاده از روش فاز گازی و سنتز به شیوه تزریق شعله‌ای، به روشی برای آماده‌سازی مستقیم و تک‌مرحله‌ای نوعی سیمان نانوذره‌ای از جنس نانوذرات سیلیکات کلسیم(همان ترکیب سیمان پورتلند معمولی) دست یافته‌اند که واکنش‌پذیری اولیه آن ده برابر بیش از سیمان‌هایی است که به روش‌های معمولی تهیه شده‌اند؛ البته این سیمان بسیار متخلخل بوده و پایداری‌اش نسبت به سیمان‌های معمولی کمتر است و هنوز برای کارهای ساختمانی مدرن که مستلزم تحمل بار زیاد است، مناسب نیست.

 

آنها برای تولید پیش‌سازهای بسیار ارزان، از برخی مواد شیمیایی مانند محصولات فرعی حاصل از پالایش نفت خام و فرایند آئروسل شعله‌ای( که در تولید رنگ‌دانه و کربن بلک به کار می‌رود) استفاده کردند و موفق به فراوری کامل ترکیبات پچیده‌ای مانند سیمان پورتلند شدند. 
این نانوسیمان برخلاف سیمان پورتلند معمولی، متناسب با دمای محیط واکنش، نانوذراتی با اندازه‌های مختلف( به‌طور متوسط یک سوم ذرات مشابه در سیمان معمولی) دارد، همچنین اندازه کوچک این ذرات موجب تغییر کامل رفتار هیدراسیون این سیمان شده و در نتیجه ضمن حفظ همان واکنش‌های ترمودینامیکی، واکنش‌های سینتیکی متفاوتی را خواهد داشت. 
دانشمندان امیدوارند به‌رغم تخلخل بالای این مواد، بتوان با توجه به واکنش‌پذیری اولیه بسیار خوبی که دارند، کاربردهای جدیدی را به‌ویژه در مواردی که کوتاه بودن زمان سفت شدن حائز اهمیت است، به وجود آورند. 

 

هم‌اکنون از این نانوسیمان متخلخل در نوسازی یا عایق‌کاری کاربردهایی که نیاز چندانی به استحکام در برابر فشردگی ندارند و ترکیب آنها با مواد معمولی به بهبود سخت شدگی آنها کمک می‌کند، استفاده می‌شود، همچنین این سیمان در کاربردهای هزینه‌بر کوچک‌مقیاس به‌ویژه اتصالات ساختمانی یا به‌صورت ترکیبی با فرمو‌ل‌ها موجود که به تسریع کار آنها کمک می‌کند نیز کاربرد دارد. 
mW / رهایش انرژی 


آجرها وسرامیک ها
درخت های بزرگ اطراف ساختمان ها با به جا گذاشتن آثار خود برروی سطوح ساختمان ها باعث می شوند نمای ساختمان ها به مرور زمان رنگ سبز درختان رابه خود گرفته وبرای تمیز کردن آن ها می بایست ازابزارتمیزکننده بافشارهای قوی استفاده شود، اما این عمل نیز باعث می شود پس از چند ماه درسطح ساختمان چسبندگی بیشتری ایجاد شود و سریع تر وراحت تراز قبل کثیفی ها رابه خود جذب کنند دراین گونه موارد نیز استفاده از با نانوپوشش های سنگ وچوب ضروری به نظر می رسد.

 

سراميك‌هاي پيشرفته و كاربرد آن

*سراميك‌هاي پيشرفته به‌دليل برخورداري از ويژگي‌هايي چون پايداري در دماهاي بالا، استحكام زياد و مقاومت بالا در برابر خوردگي، خواص مغناطيسي و الكتريكي خاص و منحصربه‌فرد، در بسياري از صنايع در ليست اجزاي بسيار مهم و استراتژيك قرار گرفته‌اند. مثلاً كاربرد آن‌ها در ماشين‌سازي و ساخت قطعات صنعتي به‌خاطر خواصي چون استحكام و مقاومت در برابر سايش و خوردگي، بسيار برجسته است.

1- تعريف سراميك و سراميك‌هاي پيشرفته
به‌طور كلي به مواد كاني غيرفلزي سراميك مي‌گويند؛ به اين مفهوم كه علاوه‌بر اينكه معدني هستند در عين حال خواص فلزي ندارند. علمي كه به بحث در مورد سراميك‌ها مي‌پردازد به علم سراميك و صنعت مرتبط با آن به صنعت سراميك موسوم است. 
در اين صنعت دو شاخه اصلي وجود دارد: 1. سراميك‌هاي سنتي و 2. سراميك‌هاي پيشرفته.
سراميك‌هاي پيشرفته گروهي از مواد نو هستند كه با توجه به ‌كاربرد، ارزش افزوده و پيچيدگي فناوري، داراي تقسيم‌بندي‌هاي مختلفي هستند. رايج‌ترين دسته‌بندي سراميك‌هاي پيشرفته بر اساس كاربرد آن‌ها است. اين دسته‌بندي شامل: سراميك‌هاي مهندسي، بيوسراميك‌ها، الكتروسراميك‌ها و شيشه‌سراميك‌ها مي‌شود. در اين بين، الكتروسراميك‌ها به‌علت حوزة وسيع كاربرد و بيوسراميك‌ها به‌خاطر ارتباطشان با حيات بشر از اهميت خاصي برخوردار هستند. 
در حال حاضر پيشرفته يا سنتي‌بودن يك ماده بيشتر از اينكه به خود آن مربوط باشد به مفاهيم و ديدگاه‌هايي برمي‌گردد كه بر آن اساس ماده، ساخته شده است؛ به اين معني كه نوع نگرش به اين مواد، پيشرفته يا سنتي بودن آن‌ها را تعيين مي‌كند. بنابراين اگر با يك ديدگاه علمي پيشرفته، ماده‌اي را بررسي و دگرگون كنند كه از سال‌ها قبل وجود داشته است، ماده موردنظر در حوزه مواد پيشرفته قرار خواهد گرفت و برعكس اگر كاربردي بسيار متداول و غيرعلمي و غيرمهندسي حتي از يك ماده جديد مدنظر باشد با حوزة مواد سنتي و متداول سروكار خواهيم داشت. 
با ذكر يك مثال مي‌توان مفهوم را روشن‌تر بيان كرد. گچ و رس جزء مواد بسيار سنتي و متداول هستند و سال‌هاي زيادي است كه مورد استفاده قرار مي‌گيرند، ولي در حال حاضر مي‌توان با ديدگاه‌هاي جديد (مثل نانوفناوري) و در مقياس اتمي و سلول واحد، تغييراتي را در اين مواد ايجاد كرد؛ به‌گونه‌اي كه داراي خواصي شوند كه قبلاً فاقد آن بوده‌اند. در اين‌ صورت گرچه هنوز با گچ و رس سروكار داريم ولي حوزة پيش روي ما مربوط به مواد پيشرفته خواهد بود.


پس به‌طور كلي مي‌توان مولفة دانش در توليد يك محصول را به‌عنوان معياري براي تعيين پيشرفته يا سنتي بودن آن در نظر گرفت، به‌گونه‌اي كه اگر دانش در توليد يك محصول سراميكي داراي نقش محوري و اساسي باشد آن ماده را در گروه سراميك‌هاي پيشرفته قرار داده و سراميك‌هاي سنتي را آن دسته از مواد دانست كه در توليد آن‌ها سهم دانش ناچيز باشد.
ماسه سنگ ها 
بتن گازی وماسه سنگ هایی که ساختار سفید رنگی دارند واغلب در آتلیه ها و ایوان ها به کار می روند، کثیفی ها وچربی ها را جذب کرده وظاهر آنها خیلی سریع به صورت نامطلوبی تغییرمی کند. در این شرایط استفاده ازتمیز کننده های بافشار بسیار قوی نیز کارساز نمی باشد. اما در صورت استفاده از نانو پوشش های سنگ وچوب درحالی که به سطح اجازه تنفس داده می شود، باعث عدم نفوذ مواد به سطح می شوند، بدین ترتیب رنگ وساختار اصلی سطح حفظ می شود.


کاشی ها 
استفاده ازنانوپوشش های سنگ وچوب باعث می شوند ساختمان ها همراه با باغچه ها و مجسمه های اطراف آن ها از تاثیرات محیطی محفوظ مانده و به مرورزمان در رنگ آن ها تغییری ایجاد نشود.
شیشه 
نانو پوشش های شیشه در صنایع ساختمان واتومبیل بیشترین کاربرد را دارند، در ادامه به برخی ازکاربرد های آنها در صنایع ساختمانی اشاره شده است.

 

شیشه های خود تمیز شونده
این نوع نانو پوشش ها، باضخامت چند نانومتر در سطح شیشه یک فیلم آب دوست تشکیل می دهند، سطح هیدروفیل آنها از تاثیر نور خورشید یک فوتوکاتالیست تشکیل داده وآب جمع شده در سطح، درمقابل نیروی جاذبه زمین میزان آب/ هوا را برروی خود افزایش داده وبدین ترتیب آب جمع شده در سطح تماما" پخش شده وبخودی خود امکان تمیز شدن رابوجود می آورد. 
نانوپوشش های استفاده شده برروی شیشه پس از شش هفته خاصیت خود تمیزشوندگی را از خود نشان می دهند. بنا به گفته متخصصین نانوذرات TiO2 موجود در این نانو پوشش ها دارای دو خاصیت است ؛ یکی از آن ها فوق العاده هیدروفیل بودن آن است، دیگر آن که دارای خاصیت ضد عفونی کنندگی است، زیرا TiO2 قادربه شکستن وتجزیه آلاینده های آلی است. این تاثیرپس ازگذشت چند هفته در شیشه ایجاد می شود، زیرا تیتانیوم دی اکساید باید در داخل ماتریس شیشه جایگزین شده٬ و شیشه ها را از کثیفی های موجود رها کرده وسپس کثیفی های محیط رابه صورت کاتالیتیک تجزیه نموده واز بین ببرد. خاصیت پخش شوندگی مساوی آ ب در سطح باعث می شود بدون اینکه لکه ای باقی بماند سطح ازکثیفی ها عاری شود.

 

بايد توجه کنيد که اين ماده به شکل يک لايه نيست که روي سطوح کشيده شود، بلکه حاصل يک تغييرشيميايي در سطح مولکولي است که از آلوده شدن سطوح جلوگيري مي کند. اين ترکيب آب گريز، نميگذارد آب يا هر ذره ديگري روي سطح شيشه يا کروم بنشيند. اين ماده، بسيار نازک و شفاف است وباچشم ديده نمي شود؛ در نتيجه سطوح شفاف مانند شيشه ها و لنزهاي دوربين نيز با آن به راحتي محافظتمي شوند. ذرات نانو روي مولکول هاي سطح مي چسبند و مانع از نفوذ هر نوع ماده ديگر روي آن ميشوند. آب هرگز روي سطوح آغشته با اين ماده نمي ايستد، بنابراين اگر جسمي روي اين سطوح بنشيند،تنها با ريختن آب يا باريدن باران پاک خواهد شد.

اگر با ميکروسکوپ به سطح شيشه نگاه کنيم، مي بينيم که سطوح شيشه اي کاملا صاف نيستند. شيشههايي که با استفاده از فناوري نانو ساخته مي شوند، اجازه مي دهند آلودگي ها با آب ترکيب شوند و به اينترتيب بدون دخالت هيچ ماده ديگري از روي شيشه سر بخورند. اين مواد همچنين مانع از رسوب نمک هاروي سطوح شيشه اي مي شوند. همچنين مواد مذکور به وسيله آب، مواد پاک کننده يا فشار فيزيکي ازسطح شيشه جدا نمي شوند. اين محصول نانو از وضوح شيشه ها و همچنين شفافيت آنها نمي کاهد.نگهداري اين شيشه ها نيز بسيار ساده و کم هزينه است.


شیشه های کنترل کننده انرژی
این نوع شیشه ها ضمن دارابودن تنوع دررنگ وسایر خصوصیات، قادرند باکاهش شدید امواج ماوراء بنفش ومادون قرمز عبوری وتنظیم عبور نورمرئی، در زمستان تا 85درصد ودر تابستان تا 80درصد از هدر رفتن انرژی داخل ساختمان جلوگیری کرده ودر صرفه جوئی مصرف انرژی، نقش بسزائی داشته باشند.


شیشه های محافظ در برابر آتش
شیشه های محافظ دربرابر آتش نیز یکی دیگراز دستاوردهای فناوری نانو است. این محصول از طریق قراردادن یک لایه شفاف محتوای نانو ذرات سیلیس (SiO2) درمیان دو صفحه شیشه ای ساخته می شود که در هنگام گرم شدن شیشه این لایه شفاف تبدیل به محافظی سخت، تیره ومقاوم دربرابر آتش می شود.


بتن
تحقیقات بسیاری در زمینه بکارگیری فناوری نانو درساختمان بتن درحال انجام است به منظور درک این مطلب در سطح علم پایه از فناوری هایی مانند؛ میکروسکپ هایAFM ،SEM ، FIB که برای مطالعه در مقیاس نانو ساخته شده اند استفاده می شود


نانوسیلیس ها(SiO2)
با استفاده از نانوذرات سیلیس می توان میزان تراکم ذرات را در بتن افزایش داده که این به افزایش چگالی میکرو ونانوساختارهای تشکیل دهنده بتن ودر نتیجه ویژگی های مکانیکی می انجامد. افزودن نانوذرات سیلیس به مواد بر مبنای سیمان هم موجب کنترل تجزیه شیمیایی ناشی ازH-C-S(کلسیم- سیلیکات - هیدرات)، که در اثر نشست کلسیم در آب رخ می دهد، ونیز جلوگیری از نفوذ آب به داخل بتن می شود که هردوی این موارد دوام بتن را افزایش می دهند.


نانولوله های کربنی (CNT)
تحقیقات گسترده ای درخصوص کاربردهای نانولوله های کربنی در حال انجام است وتاکنون خواص قابل ملاحظه ای از آن ها کشف شده است؛ برای مثال باوجود اینکه چگالی آن ها یک ششم چگالی فولاد است، مدول یانگ آنهاپنج برابر واستحکام آنها هشت برابر فولاد است. درصورت افزودن نیم الی یک درصد وزنی از این نانولوله ها به ماتریس بتن خواص نمونه ها به طور قابل توجهی بهبود می یابد. (نانولوله ها ی کربنی به صورت های تک جداره ویاچند جداره مورد استفاده قرار می گیرند.


نانو ذرات رس (Nano-Clay)

برخی از انواع نانوذرات درچسب های (ملات های binder) مختلف ونحوه تاثیر آنها برروی ویژگی های کلیدی مرتبط با فرسایش بتن؛ مانند ممانعت ازانتقال یون های کلر، مقاومت دربرابر دی اکسید کربن، پخش بخار آب، جذب آب وعمق نفوذ هدایت می شوند. نوعی حلال متشکل از رزین اپوکسی باوزن ملکولی پایین ونانوذرات رس(Nano-Clay)، نتایج امیدوارکننده ای را در این زمینه نشان داده است.


نانوذرات اکسید آهن یا هماتیت(Fe2O3)

درصورت اضافه نمودن نانوذرات اکسید آهن به ماتریس بتن علاوه بر افزایش مقاومت بتن، پایش سطوح تنش بتن را ازطریق اندازه گیری مقاومت الکتریکی برشی امکان پذیر می سازد.
نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2)

 

نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم هم برای بهبود ویژگی های بتن در نمای ساختمان ها به عنوان پوشش بازتاب کننده مورد استفاده قرار می گیرد. این نانو ذرات ازطریق واکنشهای فوتوکاتالیستی قوی قادر به شکستن وتجزیه آلاینده های آلی،ترکیبات آلی فرار(VOC) وغشای باکتریایی هستند، به همین جهت برای ایجاد خاصیت ضد عفونی کنندگی به رنگ ها، سیمان ها وشیشه ها اضافه می شوند. بتن حاویTiO2 دارای رنگ سفید و درخشندگی خاصی است و این درخشندگی رابطور موثری حفظ می نماید. درحالی که ساختمان های ساخته شده بابتن معمولی فاقد چنین ویژگی هستند.

 

زایکوسیل :

 

زایکوسیل نسل جدیدی از تکنولوژی نانو می باشد که برای ضد آب کردن بتن و مصالح ساختمانی و محافظت از آنها در برابر گرما و اشعه فرابنفش و فرسایش ساخته شده است. 

این ماده بخاطر اندازه بسیار ریز (4 تا 6 نانومتر) و قدرت نفوذ بالا (3تا 5 میلیمتر) ، در برابر فرسایش باد ،بارش مداوم باران و اشعه فرابنفش مقاوم است.
در ساخت زایکوسیل مسائل زیست محیطی لحاظ شده اند. این محصول اولین ماده ضد آب، با تکنولوژی نانویی پایه آبی در جهان است، بدین معنی که با بالاترین استانداردهای VOC مطابقت دارد.زایکوسیل در آب حل می شود و محلولی شفاف تشکیل می دهد.

این محلول می تواند برای سطوح تازه ساز و قدیمی ساز بتنی و بناها (مصالح ساختمانی) به وسیله اسپری، قلم مو و یا غلتک استفاده شود. زایکوسیل با سطح بتن و مصالح واکنش شیمیایی داده و پس از خشک شدن بخشی از آنها می شود و آن را به شدت دافع آب می کند و تا زمانیکه مصالح ساختمانی وجود دارند از آنها در برابر آب محافظت می کند.

بتن مسلح، ملات، آسترسیمانی، بلوکه های سیمانی، ورقه های سیمانی سقف، موزاییک، انواع سنگهای طبیعی و مصنوعی، سنگ دانه ها، خاک، دوغاب، آجر، کاشی و محصولات سفالی را می توان با زایکوسیل در برابر آب محافظت کرد.

 

آب به عنوان ویرانگر بزرگ (حلال و واسطه واکنش) مهمترین عامل نابودی مصالح ساختمانی به شمار می رود. مصالح ساختمانی محافظت نشده می توانند صدمات ظاهری و ساختاری جبران ناپذیری را در اثر جذب آب متحمل شوند مثل:شوره زدگی، رشد قارچ و کپک، سیاه شدن نما، پوسته شدن رنگ، طبله کردن وغیره. مسئله مهم دیگر جلوگیری از تضعیف مقاومت بتن مسلح در اثر واکنش های آلی سیلیکا- قلیایی(ASR)، باران های اسیدی، کربنات شدگی و جلوگیری از نفوذ کلرید، عامل خوردگی میله های فولادی در بتن مسلح می باشد.

زایکوسیل نخستین فن آوری مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست است که در مقابل آب محافظتی طولانی مدت (بیش از20 سال) ایجاد می کند. زایکوسیل با نسبتهای 1 به 10 و 1 به 20 در آب حل می شود،هر لیتراز این محلول آماده می تواند در سطوح افقی 3 تا 4 متر مربع و در سطوح عمودی6 تا 8 مترمربع را پوشش دهد، میزان قطعی مصرف بستگی به خلل و فرج سطح دارد.

 

 
برخی از موارد مصرف زایکوسیل بشرح زیر است
کاربردهای عمومی:ساختمانهای جدید، ساختمانهای قدیمی، مناطق ساحلی، ورقه های سقفی سیمانی، محل های فرش شده با بتن، آثارگلی ، کاشی و سفالی، سنگها و آجرهای بدون محافظ.

کاربردهای تجاری و بازرگانی :برج های خنک کننده، تصفیه خانه فاضلاب، لوله های سیمانی و بتنی، پل ها، تراورس های خط آهن، تقاطع های غیر هم سطح، تونل ها، اسکله های دریایی، بار اندازهاو کارخانه های کشتی سازی.
فولاد

 

 فولاد یکی از فلزات بسیار مهم در صنعت ساخت وساز است. تحقیقات نشان داده است اضافه نمودن نانو ذرات مس به فولاد از ناهمواری های سطحی فولاد می کاهد و درنتیجه تعداد عوامل افزایش دهنده تنش ودر نهایت ترک خوردگی های ناشی از خستگی سازه هایی مانند پل ها و برج ها، که در آنها بارگذاری به طور متناوب انجام می گیرد رامحدود می سازد.

 

پژوهشگران دانشگاه هوايي يوفاي روسيه، موفق به ابداع تکنيکي براي تغيير ساختار فلزات و آلياژهايمعمولي به موادي با ساختار نانو و خواص برتر شدند.

 

پروفسور ولاديمير استلاريف، پژوهشگر اين دانشگاه و از محققان اين طرح، درباره تکنيک ابداعي محققانموسوم است، مي گويد :

 

با استفاده از روش تغيير شکل پلاستيک شديد که براي نخستين بار در دنيا ارائه شده، اين امکان فراهم آمدهاست که ساختار مواد و آلياژهاي عادي را با عبور از درون يک قالب تحت فشارهاي بالا به حالت نانو تبديلکرد.در يکي از روش هاي به کار رفته، فولاد يا آلياژ معمولي از درون قالبي با حفره هاي داراي زاويه ۰۹درجه عبور داده مي شود و طي فرآيند کوچک سازي دانه هاي ريزساختار از ابعاد ميکرومتري به نانو متريتبديل مي شدند. طي اين فرآيند که با عمليات تزريق اکستروژن و اعمال حرارت همراه است، شرايط لازمبراي تغيير ساختار آلياژ فراهم مي شود.

 

با تغيير ساختار ايجاد شده و استفاده از (نانو تکنولوژي)، سختي و استحکام مکانيکي آلياژ تا چندين برابرافزايش مي يابد که از لحاظ کاربردهاي صنعتي فولاد و ساير آلياژها از اهميت بسياري برخوردار است.با استفاده از نانو، خواص مولکول ها تغيير مي يابد، اما ماده اي که از اين مولکول ها ساخته مي شود، تمامخواص مولکول ها را در خود دارد.ساخت وسايلي با مقياس چند ميليارد واحد کوچک تر، تنها يکي از ابعاد نانو تکنولوژي به شمار مي رود.مي کوشد با نگاهي مجدد به وسايل، سيستم ها و موادي که تاکنون ساخته شده است، » نانو تکنولوژي «عيوب آنها را برطرف کند.

 

منبع

محصولات فروشگاه: 
نانوفناوری - در معماری و مهندسی ساختمان
فروشگاه
تخفیف 20 درصد
قیمت: 25,000 تومان
25,000 تومان