بررسی کاربرد فناوری نانو در اقلیم کرمان
نانو؛ ضامن پاکیزگی شهر
مهدیه عبدالله دخت
یکی از این نوآوری‌ها، استفاده از دستاوردهای فناوری نانو می باشد. یک ساختمان در زمان‌ها و مکان‌های مختلف می‌تواند رفتارهای متفاوتی از خود نشان دهد، سخت و غیر قابل انعطاف و یا نرم و سیال- تئوریهای شناخت مواد به طور کلی دگرگون می‌شوند. در واقع مصالح، هویت ثابت خود را از دست می‌دهند و دیگر معماری در زمان و مکان محدود نخواهد شد.
مدرک بی واسطه و مستدل برخورد مستقیم فناوری نانو با معماری، مصالح (تولیدات فیزیکی) هستند که عموماً کاربریهای گوناگونی به ساختمانها می‌بخشند. چنین مصالحی امکانات تازهای را برای تکمیل و بهبود شئ معماری و اندیشیدن درباره شکل جدیدی از زندگی، به وجود می‌آورند.
فن آوری نانو و پوشش های ساختمانی
نانو پوشش های ساختمان در سطوح داخلی وخارجی ساختمان ها ازجمله: سطوح شیشه ای، پلاستیکی، چوبی، فولادی، سنگی،آجری، کاشی، سرامیکی،سیمانی و بتنی و… استفاده می شوند. در این سطوح (سطوح هوشمند) که عموما” فوق آبدوست و یا فوق آبگریزهستند واکنش ها بر روی سطح صورت می گیرد. لازم به ذکر است که نانوپوشش ها ساختمان آنتی باکتریال بوده و برای سلامتی انسان بی ضرر هستند.
نانو پوشش های سنگ و چوب
این نانو پوشش های 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 و سایر 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 با توجه به موارد مصرف ممکن است متفاوت باشند، اما در اکثرآن ها فاز حامل آب والکل است و ذرات آنها تا ۳۰۰ 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 از اعمال جلا مورد استفاده قرارمی گیرند و برای سطوح چوبی رنگ شده از نانو پوشش های چند منظوره استفاده می شود.
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 در نمای ساختمان ها، کثیفی ها وکپک ها را مکیده و با تاثیر نور خورشید آنها را به خوبی در داخل ماتریس جایگزین می کند و دورکردن این لکه ها وکثیفی ها کار بسیار مشکلی است. استفاده از نانو پوشش های سنگ و چوب در نمای ساختمان باعث عدم نفوذ کثیفی ها، باکتری ها و… به داخل ماتریس می شوند و ظاهر اولیه نما را به خوبی حفظ می نمایند.
آجرها و سرامیک ها
درخت های بزرگ اطراف ساختمان ها با به جا گذاشتن آثار خود بر روی سطوح ساختمان ها باعث می شوند نمای ساختمان ها به مرور زمان رنگ سبز درختان را به خود گرفته و برای تمیز کردن آن ها می بایست از ابزار تمیزکننده با فشارهای قوی استفاده شود، اما این عمل نیز باعث می شود پس از چند ماه در سطح ساختمان چسبندگی بیشتری ایجاد شود و سریع تر و راحت تر از قبل کثیفی ها را به خود جذب کنند. در این گونه موارد نیز استفاده از نانوپوشش های سنگ و چوب ضروری به نظر می رسد.
ماسه سنگ ها و بتن گازی
بتن گازی و ماسه سنگ هایی که ساختار سفید رنگی دارند و اغلب در آتلیه ها و ایوان ها به کار می روند، کثیفی ها وچربی ها را جذب کرده و ظاهر آنها خیلی سریع به صورت نامطلوبی تغییر می کند. در این شرایط استفاده از تمیز کننده های بافشار بسیار قوی نیز کارساز نمی باشد. اما در صورت استفاده از نانو پوشش های سنگ و چوب در حالی که به سطح اجازه تنفس داده می شود، باعث عدم نفوذ مواد به سطح می شوند، بدین ترتیب رنگ و ساختار اصلی سطح حفظ می شود.
کاشی ها و لوح های سنگی
استفاده از نانو پوشش های سنگ و چوب باعث می شوند ساختمان ها همراه با باغچه ها و مجسمه های اطراف آن ها از تاثیرات محیطی محفوظ مانده و به مرور زمان 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، با ضخامت چند نانومتر در سطح شیشه یک فیلم آب دوست تشکیل می دهند، سطح هیدروفیل آنها از تاثیر نور خورشید یک فوتوکاتالیست تشکیل داده و آب جمع شده در سطح، در مقابل نیروی جاذبه زمین میزان آب/ هوا را برروی خود افزایش داده وبدین ترتیب آب جمع شده در سطح تماما” پخش شده و بخودی خود امکان تمیز شدن را بوجود می آورد. نانو پوشش های استفاده شده برروی شیشه پس از شش هفته خاصیت خود تمیز شوندگی را از خود نشان می دهند. بنا به گفته متخصصین نانوذرات TiO2 موجود در این نانو پوشش‌ها دارای دو خاصیت است؛ یکی از آن‌ها فوق العاده هیدروفیل بودن آن است، دیگر آن که دارای خاصیت ضد عفونی کنندگی است، زیرا TiO2 قادربه شکستن و تجزیه آلایند‌های 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 و سپس 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.
شیشه های کنترل کننده انرژی
این نوع شیشه ها ضمن دارابودن تنوع در رنگ و سایر خصوصیات، قادرند باکاهش شدید امواج ماوراء بنفش و مادون قرمز عبوری و تنظیم عبور نورمرئی، در زمستان تا ۸۵ درصد و در تابستان تا ۸۰درصد از هدر رفتن انرژی داخل ساختمان جلوگیری کرده و در صرفه جوئی مصرف انرژی، نقش بسزائی داشته باشند.
شیشه های محافظ در برابر آتش
شیشه های محافظ در برابر آتش نیز یکی دیگراز دستاوردهای فناوری نانو است. این محصول از طریق قراردادن یک لایه شفاف محتوای نانو ذرات سیلیس (SiO2) درمیان دو صفحه شیشه‌ای 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 در ساختمان بتن درحال انجام است به منظور درک این مطلب در سطح علم پایه از فناوری هایی مانند؛ میکروسکپ های AFM ،SEM ، FIB که برای مطالعه در مقیاس نانو ساخته شده اند استفاده می شود
نانو سیلیس ها(SiO2)
با استفاده از نانوذرات سیلیس می توان میزان تراکم ذرات را در بتن افزایش داده که این به افزایش چگالی میکرو و نانوساختارهای تشکیل دهنده بتن ودر نتیجه ویژگی‌های مکانیکی می‌انجامد. 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، و نیز جلوگیری از نفوذ آب به داخل بتن می‌شود که هردوی این موارد دوام بتن را افزایش می دهند.