فناوری نانو و صنعت ساختمان

با گسترش روزافزون جمعیت وافزایش میزان ساخت وساز وهمچنین به دلیل محدود بودن منابع ومصالح مصرفی ،تقاضا برای استفاده از مصالح جدید درصنعت ساختمان افزایش پیدا کرده است .تلاش در جهت پیدا کردن راه حل هایی برای اصلاح کیفیت ،افزایش کارایی مصالح وکاهش مصرف ماده خام وانرژی موجب استفاده از فناوری نانو در این صنعت شده است .ازمزایای استفاده از این فناوری می توان به افزایش کیفیت مصالح ،صرفه جویی در مصرف انرژی و به تبع آن صرفه جویی اقتصادی اشاره کرد.

فناوری نانو و پوشش‌های ساختمانی

نانو پوشش‌های ساختمان در سطوح داخلی و خارجی ساختمان‌ها ازجمله: سطوح شیشه‌ای، پلاستیکی، چوبی، فولادی، سنگی، آجری، کاشی، سرامیکی، سیمانی، بتنی ،مرمر،سنگ معمولی ،سفال استفاده می‌شوند. در این سطوح (سطوح هوشمند) که عموما فوق آبدوست یا فوق آبگریز هستند واکنش‌ها روی سطح صورت می‌گیرد.

لازم به ذکر است که نانو پوشش‌های ساختمان آنتی‌باکتریال بوده و برای سلامت انسان بی‌ضرر هستند.مهمترین  مزیت های استفاده از نانو پوشش ها عبارت است از: ایجاد پوشش عایق مناسب،عدم نفوذ عوامل خوردگی به داخل این پوشش ها،افزایش مقاومت در برابر انتقال حرارت ،افزایش مقاومت در برابر عوامل خوردگی ،سایش وپوسیدگی وخاصیت خود تمیز شوندگی این سطوح.

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 و چوب 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 های نانوپوشش های سنگ وچوب در پوشش سطوح منفذ دار، حفظ تنفس سطوح، حفظ سطوح در برابرعوامل محیطی، امکان تمیز شدن لکه ها ازجمله؛ چربی ها وروغن ها با آّب، جلوگیری از ایجاد کپک، جلبک و مشابه آنها و محافظت سطوح دربرابررطوبت وفساد میکروبی ،ظاهرواضح وافزایش کیفیت وکارایی سطوح وکف های چوبی درساختمان ها،پایداری دربرابراشعه فرابنفش وانواع ویژگی های ظاهری ازقبیل سختی ومقاومت دربرابرآتش می باشد.

استفاده از نانوپوشش ها در جهت بهبود خواص و افزایش عمر سنگ و چوب از کاربرد های فناوری نانو درحوزه ساختمان است. 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 و برای تمیز کردن آن ها می بایست ازابزار تمیزکننده با فشارهای 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. همچنین این نانو پوشش ها باعث می شوند که ساختمان ها یی که دارای باغچه هستند و مجسمه های اطراف آن ها از تاثیرات محیطی محفوظ مانده و به مرورزمان در رنگ آن ها تغییری ایجاد نشود.

افزایش کارایی مصالح وکاهش مصرف ماده خام وانرژی موجب استفاده از فناوری نانو در  صنعت ساختمان شده است .ازمزایای استفاده از این فناوری می توان به افزایش کیفیت مصالح ،صرفه جویی در مصرف انرژی و بهتبع آن صرفه جویی اقتصادی اشاره کرد

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.

نانوپوشش های چوب، 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.

گچ،آجر و سیمان متاثر از فناوری نانو

یکی از مشکلات اساسی گچ ها ،آجرها ،یا سیمان های رایج،خاصیت جذب بالای آن هاست که موجب می شود این مواد بسترهای بسیارخوبی برای نوشته ها یا نقاشی هایی باشند که به زیبایی نمای ساختمان ها آسیب می زند.برای غلبه بر این مشکل ،می توان از روکش های مبتنی بر فناوری نانو استفاده کرد که با ایجاد محافظت دایمی ،از نفوذ رنگ به داخل دیوار جلوگیری می کند .این روکش از دوجزء تشکیل می شود که پس از اعمال شدن روی دیوار ،باهم واکنش می دهند وپس ازآن هر نوشته یا نقاشی روی این سطح به راحتی  تمیز می شود.

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 ها و کپک ها رامکیده و ب اتاثیر نور خورشید آنها را بخوبی در داخل ماتریس جایگزین می کند و دورکردن این لکه ها  وکثیفی ها کار بسیار مشکلی است. استفاده ازنانوپوشش های سنگ وچوب که در بالا ذکر شد،در نمای ساختمان باعث عدم نفوذ کثیفی ها، باکتری ها وغیره به داخل ماتریس می شوند و ظاهر اولیه نما را به خوبی حفظ می نمایند.

نانو پوشش های شیشه

ازجمله کاربردهای فناوری نانو مرتبط با تولیدات شیشه ای ،می توان به پوشش های خود تمیز شونده وجلوگیری کننده ازتشکیل مه اشاره داشت. مشکل  آلودگی سطوح مخصوصا درمورد سطوح با انرژی بالا همانند شیشه که تمایل به جذب مولکول های دیگر دارند ،فراگیر است .راهبرد ارائه شده توسط فناوری نانو ،نانو کامپوزیت های آلی /معدنی هستند که ویژگی های پلیمری پرفلوئوره (همانند تفلون) ایجاد می کنند.معمولا زمانی که زاویه تماس آب بالای 100درجه است،ویژگی دفع روغن وآب افزایش می یابد .این ویژگی در سطوح نچسبی همانند تابه های نچسب (تفلون )مورد استفاده قرار می گیرد.

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 لکه‌ای باقی بماند سطح ازکثیفی‌ها عاری شود.

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.

منبع: تبیان