استفاده از محصولات نانو در تمیزی و بهداشتی منزل راهکارهایی برای بهبود کیفیت زندگی

اهمیت نانوفناوری در چالش های ساختمانی

نمایندگی محصولات نانوسان در تهران: بدنبال جهش های علمی و تکنولوژی در قرن 19، فناوری اثرات قابل توجهی بر زندگی انسان گذاشته که نانوفناوری در این میان نوید انقلاب صنعتی می دهد و می توان بعنوان موج چهارم انقلاب صنعتی از آن یاد کرد. برای رفع چالش های صنعت ساختمان سازی و استحکام سازه ها بخوبی می توان از نانو فناوری در ساختمان استفاده کرد و با استفاده از روش های سنتزی ویژه و خاص انواع مصالح ساختمانی و مواد اولیه ساخت و ساز در مقیاس نانو تولید کرد که خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی متفاوتی داشته باشند و دوام، استحکام، پایداری، کیفیت و ارزش قابل مقایسه ای با انواع مصالح معمولی داشته باشد.
جزئی ترین مصالح در ساختمان تا راهکارها و ابزارهای بزرگتر در پروژه های ساختمانی نوساز و بازسازی ساختمان ها با کاربری تجاری یا مسکونی، قابل اجرا توسط نانوفناوری هستند از جمله کاربردهای نانو تکنولوژی در صنعت ساختمان، می توان به افزودنی های نانو بتن، نانو فلز، نانو شیشه، ، ، و سایر پوشش های سطوح اشاره کرد.

تفاوت علم نانو و مهندسی نانو در پیشبرد تحقیقات نانوفناوری

قیمت محصولات نانو شرکت بیز: علم نانو و مهندسی نانو برای توصیف دو مسیر در تحقیقات نانوفناوری استفاده می شوند. علم نانو مربوط است به اثر اندازه در مقیاس نانو و مقایسه با اندازه مواد در حد میکرو برای درک بهتر رفتار و عملکرد و نانو مهندسی شامل روشهای ایجاد انواع نانو کامپوزیت ها با رفتار مکانیکی ایده ال که می توان موادی با خواص جدیدی مثل مقاومت الکتریکی پایین، هوشمند بودن، خود تمیز کننده، خود ترمیم کننده، شکل پذیری بالا و ….به وجود آورد.

نانوفناوری در بتن

فروش محصولات نانو در کرج: تاکنون سیلیکا در ابعاد میکرو در بتن ها استفاده شده است و نشان داده شده است که استفاده از ذرات ریزتر از میکرو سیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری بتن گردیده است. بتن ماده ای چند فازی و با اجزا مختلف شن، ماسه و سیمان است. این ساختار شامل فازهای نامنظم کریستالی از ابعاد: میکرومتر تا نانومتر می باشد. فاز سیمان از کلسیم-سیلیکات-هیدرات تشکیل شده و باعث ایجاد اتصال سنگ دانه ها می شود که اجزا بتن را به هم می چسباند و آب در بتن نقش روان کردن بتن برای کارایی بهتر و انجام عملیات هیدراتاسیون را داراست. در عین حال بعضی مواد به عنوان مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می شوند. این افزودنی ها به منظور افزایش مقاومت، کارایی، دوام و تغییر خاصیت های ظاهری بتن به آن اضافه می شود. مواد افزودنی به دو گروه مواد افزودنی های شیمیایی و مواد افزودنی های معدنی تقسیم می شوند.
فعالیت های تحقیقاتی اخیر در زمینه نانو تکنولوژی در بتن شامل: بررسی ذاتی هیدراسیون در سیمان، تاثیر اضافه کردن نانو سیلیکا و نانو ذرات دیگر به سیمان، بتن و پوشش های سیمانی و مشاهده تاثیرات آن ها بر رفتار و مشخصات ایجاد شده است.
نانوفناوری در صنعت بتن با مشکلاتی روبروست، اول هزینه های بالای نانو ذرات مانع از توسعه روزافزون این محصولات و استفاده آن ها در صنعت می گردد، برای همین بهره برداری از نانو تکنولوژی در صنعت بتن در مقیاس تجاری همچنان به چند محصول قابل عرضه در بازار محدود گردیده است. مشکل دیگر در زمینه استفاده از نانو مواد این است که حین افزوده شدن به بتن به صورت کلوخه انباشته می شوند و در مخلوط به خوبی توزیع نمی شوند، که استفاده از دستگاه های مخلوط کن قوی برای حل این معضل نیاز است. چالش سوم جذب آب بسیار زیاد ذرات نانو است برخی از موارد کاربرد نانوفناوری در ساخت بتن اصلاح شده در زیر آورده شده است که مجالی برای توضیح یکایک آنها نیست: نانوذرات سیمان، نانوذرات رس، نانوذرات سیلیس، نانوذرات اکسید آهن، دی اکسید تیتانیوم، نانوذرات اکسید آلومینیوم، نانوالیاف، پوشش های نانویی، بتن های خودترمیم شونده

مواد پرکننده، چسبنده و درزگیر

ارتقای کارایی، قابلیت های بیشتر و مباحث زیست محیطی موجب پذیرش مواد چسبنده و درزگیر نانویی در صنعت ساختمان می شود که حدود ده درصد مواد پرکننده، چسبنده ودرزگیر را شامل می شود. مواد چسبنده و درزگیر برای امور فراوانی از جمله موکت کاری، کاشی کاری، قفسه ها و کمد، بتن، ورقه های دیوار کاذب، گرم سازی، تهویه، تهویه هوای مطبوع، سیمان های متصل شده، خانه های ازپیش ساخته، پانل های ازپیش پرداخت شده، کف کشسان، سقف سازی و پوشش دهی دیوار و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
پلیمر سیلیکون در زمره مواد چسبنده و درزگیر با کارایی بالا به دلیل برخورداری از قابلیت هواخوری و دوام چشمگیر، برای لعاب دهی ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه نانوفناوری در صنعت مواد چسبنده و درزگیر، در قالب پرکننده های نانومقیاس همانند فوم سیلیکا (Fumed Silica)، کربنات کلسیم رسوب دهی شده ی نانویی و دی اکسید تیتانیوم کاربرد دارد. الف) فوم سیلیکا پودر سفیدرنگ دی اکسید سیلیکون می باشد که از تتراکلرید سیلیکون گازی تشکیل می شود و بعنوان پرکننده در پوشش ها، پلاستیک ها، مواد چسبنده، تنظیم ویسکوزیته در رنگها، پوشش ها، جوهرهای چاپی، چسب ها و درزگیرها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده دارای سطحی آبدوست است به عنوان عامل ضخیم کننده با ویژگی تیکسوتروپیک می باشد که می تواند به پودرها اضافه شود. ب)کربنات کلسیم رسوب دهی شده (PCC): کربناتها، دومین ماده ی معدنی فراوان در پوسته ی کره ی زمین پس از سیلیکات ها هستند.
به همین دلیل، به شکل وسیعی از آن ها، به عنوان یک ماده ی پرکننده ارزان قیمت استفاده می شود. کربنات کلسیم (CaCO3) متداول ترین کانی کربنات و در حال حاضر، پرکاربردترین ماده ی پرکننده است. سنگ آهک، گچ و سنگ مرمر متداول ترین منابع طبیعی کلسیت روی کره ی زمین هستند. آنها به دو روش تهیه می شوند از طریق آسیاب کردن سنگ آهک، گچ و سنگ مرمر بنام کربنات کلسیم خاکی بدست می آید و یا بصورت مصنوعی از طریق تکنیک رسوب دهی یا روش باززغالش تولید می شوند و کربنات کلسیم رسوب دهی شده (PCC) نامیده می شوند. ذرات ریز در حد مقیاس نانو PCC گاهی اوقات کربنات کلسیم رسوب دهی شده ی نانویی (NPCC) نامیده می شوند که دارای خصوصیات متفاوتی هستند که بعنوان مثال با اسیدهای چرب مانند اسیداستیریک (stearic) اصلاح می شوند و برای استفاده در محیط های غیرآبی مناسب هستند.

نانوفناوری در سازه  های فلزی

پیشرفت علم در حوزه نانوذرات فلزی و دستاوردهای بزرگ در این زمینه باعث بهبود ویژگی های فلزات ساختمانی از جمله فولاد شده است. اضافه کردن نانوذراتی مانند مس، مولیبدن و وانادیم باعث بهبود خواص مکانیکی فولاد و کاهش هزینه های ساخت شده است. ساخت نانوکابل‎ها، نانوپوشش هایی نظیر دی اکسید تیتانیم و استفاده از فناوری نانو در ساخت و تولید پیچ و مهره‎ها تحول عظیمی را در سازه ها ایجاد کرده است.
فولاد یکی از مهمترین مواد ساختمانی است که در ساختمان‎های اسکلت فلزی به عنوان تیر و ستون و در ساختمان ها و سازه‎های بتنی به عنوان میللگرد ودر اجزای داخلی ساختمان ها مثل در و پنجره‎ها، پیچ ها و اتصالات استفاده می گردد. خستگی و ترک خوردگی، خوردگی در مجاورت سیمان، آثار تبعی جوشکاری، نیاز به مقاومت های بالاتر، ضریب ارتجاعی بالاتر، نیاز به مقاومت بیشتر در مقابل خراشیدگی، از بین بردن آلودگی سطوح فلزی و … از جمله معایب فولاد هستند.
در سال 1992، آمریکا، فولادی کم کربن با عملکرد بالا را برای پل ها تولید کردند.این فولاد زنگ نزن جدید استحکام فوق العاده بالا، فرم پذیری خوب، مقاومت بالا در مقابل خوردگی و خاصیت جوش خوردگی بهتری را به خاطر وجود نانوذرات مس در مرزدانه های فولاد از خود نشان می دهد. این نوع فولاد می تواند نازک تر و سبک تر از اجزایی که از آلومینیوم و تیتانیوم ساخته شده اند تولید شوند. تحقیقات نشان داده‎اند که اضافه کردن نانوذرات منیزیم و کلسیم، دانه‎های مناطق جوشکاری را در فولاد ساده ریزتر می کند (حدود یک پنجم اندازه معمولی) که این امر موجب افزایش چقرمگی جوش می شود. افزایش چقرمگی در اتصالات جوش نه تنها باعث پایداری و بالا رفتن ایمنی سازه می شود، بلکه نیاز به منابع برای برقراری اتصالات را کاهش داده و در نتیجه باعث محدود شدن تنش ها در حد مجاز می شود.
تحقیقات بر روی نانوذرات وانادیم و مولیبدن نشان داده است که این مواد می توانند شکست تأخیری را در پیچ و مهره ها بهبود بخشند و باعث افزایش استحکام این تجهیزات شده است. از فولادهای حاوی نانوذرات در ساخت پل ها استفاده بسیار زیادی می شود زیرا این نوع فولاد مقاومت به خوردگی قابل ملاحظه ای دارد و باعث تولید کامپوزیت های سبک تر و مقاوم تر ساختمانی و در واقع افزایش نسبت استحکام به وزن می شوند.

نانوفناوری در پوشش های ضد باکتری 

علاوه بر آبگریز کردن سطح، از فوتوکاتالیزورهایی مانند نانوذرات دی اکسید تیتانیوم استفاده می کنند. این نانو ذرات آب دوست با جذب نور ماورابنفش در حضور مولکولهای آب می توانند رادیکال آزاد اکسیژن تولید کنند که موجب تجزیه مولکولهای آلی، آلودگی ها و غشای باکتری می شود. با پوشش دهی دیوارها، سقف و شیشه ساختمان ها با این ذرات، اثر مطلوب خودتمیزشوندگی به وجود آمده می تواند باعث پاک شدن سطوح شوند. نقره دارای بالاترین انعکاس نوری، بالاترین هدایت الکتریکی می باشد با انحلال پذیری بسیار کم در آب و در حالت خالص در برابر هوا و آب پایدار است. نقره بعنوان ضد باکتری شناخته شده است که نانوذرات کلوییدی نقره در فناوری مورد استفاده قرار می گیرد.
از نانوذرات نقره، یونهای نقره بصورت آرام و آهسته منتشر می شود و دیواره و غشای سلولی میکرب ها سست و ناپایدار می گردد و زنجیره تنفسی باکتریها را مختل می کنند و سبب مرگ زودرس میکرب ها می شود که در طول زمان ثابت است و کاهش نمی یابد. استفاده از نانوذرات مس هم می تواند دیواره های سلولی باکتری را تخریب کند و بعنوان ضدانگل مورد استفاده قرار گیرد و بهمین دلیل اکثر وسایل بیمارستانی از جنس برنج (آلیاژی ازمس و روی) ساخته شده است. بنابراین نانوذرات فلزی، نانولوله-ها، نانوفوتوکاتالیست ها و نانوکامپوزیت ها توانایی حذف یا کاهش آلاینده های هوا را توسط تجزیه آلودگی های محیطی دارد وعلاوه بر آن می توانند سطح بهداشت محیط را بالا ببرند.

نانوفناوری در عایق های ساختمانی

عایق های ساختمانی نقش قابل توجهی در صرفه جویی انرژی و همچنین افزایش آسایش و آرامش افراد ساکن در یک واحد مسکونی ایفا می کند، عایق ها بسته به نوع و کاربردی که دارند، به انواع عایق های صوتی، حرارتی، رطوبتی و… تقسیم بندی می شوند که در طول زمان تکامل یافته و روز به روز انواع جدیدتری از آن ها روانه بازار می شود. مبنای مواد عایق، بر دارا بودن تعداد زیادی حفره در ساختار است که تا حد امکان بتوانند هوا را در میان خود نگه دارد. نانو مواد به دلیل داشتن تخلخل های ریزتر و بیشتر، قابلیت بیشتری برای به دام انداختن هوا داخل ماده دارند و با استفاده از این مواد می توان با ضخامت های کمتری به خاصیت مطلوب رسید. پوشش های نانو با ایجاد خاصیت مقاومت در برابر رطوبت، می توانند از بروز خطرات مواد پلیمری جلوگیری کند. با استفاده از نانومواد، می توان مقاومت پوشش را نه تنها در برابر رطوبت بلکه در برابر رشد باکتری، قارچ و کپک و نفوذ پرتوهای فرابنفش افزایش داد.