کاربردهای تکنولوژی نانو در صنعت ساخت و ساز

به گزارش اخبار ساختمان، یافتن راه حل هایی که منجر به دستیابی به کیفیت ایده آل مصالح, افزایش کارایی آنها, کاهش مواد خام اولیه و صرفه جویی در مصرف انرژی شود بشر را به سمت ایجاد فناوری های نوین در صنایع مختلف سوق داده است. یکی از جدیدترین و بزرگ ترین فناوری در عصر حاضر فناوری نانو است که می تواند نیازهای صنایع را برطرف سازد.

فناوری نانو از جمله تکنولوژی های اخیر است که نقش موثری در توسعه صنعت ساخت و ساز ایفا می کند. این فناوری پیشرفت های قابل ملاحظه ای در حوزه های صنعتی و علمی ایجاد کرده و فرصت های زیادی برای رقابت در صنعت ساخت و ساز فراهم نموده است.

تکنولوژی نانو در تمام قسمت های ساختمان کاربرد دارد از جمله تقویت کیفیت و دوام مصالح ساختمانی, تولید مصالح چند منظوره, دکوراسیون داخلی, نما و اسکلت ساختمان, سیستم های گوناگون و … . این تکنولوژی فناوری ها و محصولاتی را ارائه می دهد که قبل از فناوری نانو وجود نداشته اند و علاوه بر آن تاثیر بسزایی در عملکرد این محصولات و ارتقاء کیفیت و بهینه سازی آنها می گذارد.

به کارگیری فناوری نانو در صنعت ساخت و ساز باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی می گردد. هر چند امروزه با کاربرد محدود مصالح نانو در ساختمان سازی مواجهه هستیم اما با در نظر گرفتن ویژگی های این فناوری امید است در آینده با رشد قابل ملاحظه ای در استفاده از این فناوری در صنعت ساخت و ساز رو به رو شویم.

هزینه های بسیار بالای ذرات نانو یکی از دلایل استفاده محدود و عدم توسعه این محصولات در صنایع مختلف می باشد. از جمله کاربردهای فناوری نانو در صنعت عمران می توان به موارد زیر اشاره نمود:

زیرساخت ها

افزودن ذرات نانوسیلیس به بتن کیفیت و مقاومت بتن را ارتقاء داده و میزان استفاده از افزودنی هایی که به محیط زیست آسیب می زنند را به حدالقل یا صفر می رساند. نانوذرات سیلیس باعث بهبود خواص و ساختار شیمیایی بتن های مقاوم به اسید می شود.

این بتن ها برای ساخت برج های خنک کننده در نیروگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر بتن های مقاوم به اسید, بتن الیافی که در ساخت زیرساخت های سازه ای, پل های بزرگ, ستون های مقاوم و … به کار می رود مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و دوام و مقاومت در برابر بار آن با پوشش های متفاوت به طور چشمگیری افزایش می یابد.

نماکاری ساختمان

با استفاده از فناوری نانو می توان خواص مصالحی که برای نماکاری ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند را از نظر زیبایی و عملکرد تقویت نمود. نانوذرات مقاومت سطح نما را در برابر ذرات گردو غبار و نفوذ آب بالا می برند و کیفیت آن را با توجه به نوع کاربرد تنظیم می نمایند. از جمله سطوحی که با فناوری نانو ساخته می شوند می توان به سطوح آب دوست, سطوح آب گریز و سطوح مقاوم به روغن اشاره نمود.

علاوه بر آن پوشش های فوتوکاتالیستی با قابلیت آب دوستی بالا که در آینه, قاب پنجره , آجر و پنجره های خود تمیز شونده به کار می روند نمونه هایی از کاربرد فناوری نانو در نمای ساختمان می باشند.

شیشه

شیشه به عنوان یک مصالح ساختمانی با هر طرح و الگویی برای نماکاری ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد اما دارای معایبی نظیر به جای ماندن اثر لک بر روی آن, انعکاس نور و عملکرد نامطلوب به عنوان یک عایق می باشد.

فناوری نانو توانسته این معایب را به طور چشمگیری کاهش دهد و عملکرد متفاوت و کارآمد برای شسشه به ارمغان بیاورد. این فناوری با استفاده از پوشش های ذخیره کننده انرژی, شیشه را به یک عایق حرارتی تبدیل نموده و علاوه بر آن با پوشش های فوتوکاتالیستی خاصیت خود تمیزشوندگی به آن بخشیده است.

شیشه ها اغلب نور را به صورت نامطلوب منعکس می کنند به همین دلیل با افزودن لایه SiO۲ نانو حفره به شیشه, پوشش ضد انعکاسی ایجاد شده و انعکاس نور به میزان محدود صورت می گیرد. پوشش های ضد انعکاسی که برای شیشه های مسطح استفاده می شوند با استفاده از فناوری نانو ساخته می شوند و میزان انتقال نور را افزایش می دهند, در نتیجه اتلاف انعکاس نور در شیشه کاهش می یابد.

مواد ضد حریق

فناوری نانو گام موثری در تولید مواد ضد حریق و بهبود خواص آنها برداشته است. این مواد به عنوان جایگزین مناسبی برای مواد آلاینده ای که برای محیط زیست مضر هستند در نظر گرفته می شوند. نانوذرات سیلیکات از جمله نانوذراتی هستند که برای افزایش مقاومت مصالح در برابر آتش و به عنوان پر کننده پلیمرها مورد استفاده قرا می گیرند.

کامپوزیت های نانو که در ساخت پریز برق, فیوزها, محفظه لامپ ها و … به کار می روند میزان اتلاف حرارت و گسترش دود را کاهش می دهند و جرقه های احتمالی را به تعویق می اندازند. پوشش های ضد حریق مانع از گسترش آتش می شوند و در مصالحی نظیر فلز, چوب, بتن یا پلاستیک مود استفاده قرار می گیرند.

مصالح ساختمانی

نانوذرات به عنوان مکمل در مصالح ساختمانی به کار می روند. استفاده از نانوپودرها در مخلوط سیمان مقاومت آن را بالا می برد و فرآیندپذیری آن را بهبود می بخشد. علاوه بر آن افزودن نانوپودرها به عنوان مکمل به سیمان باعث ایجاد تغییر در خواصی نظیر کنترل هدایت حرارتی, واکنش های کاتالیستی, حفاظت الکترومغناطیسی و تغییر رنگ می شود.

همچنین خواص ملات سیمان را می توان با مواد مکمل نظیر اکسیدهای فلزی نانومقیاس و یا کوپولیمرهای بلوکی‌ بهبود بخشید. با استفاده از این مواد مکمل مقاومت بتن در برابر خوردگی ناشی از مواد اسیدی افزایش می یابد.

طراحی داخلی

با استفاده از فناوری نانو می توان سطوح مناسب برای دکوراسیون داخلی ایجاد نمود. پوشش های متفاوتی در طراحی داخلی ساختمان استفاده می شوند از جمله دیوارپوش, کفپوش, نمای شیشه ای و … که با استفاده از فناوری نانو می توان خواص آنها را بهبود بخشیده و مقاومت آنها را در برابر عوامل مختلف بالا برد.

از جمله پوشش های نانو می توان به پوشش آنتی باکتریال, پوشش ضد خش و ضد اثر انگشت, پوشش ضد گردو غبار و آلودگی, پوشش آب گریز و پوشش چند منظوره اشاره نمود.

نورپردازی

تکنولوژی نانو باعث بهره وری روزافزون تکنیک های نورپردازی و تولید انرژی در ساختمان می شود. از جمله موارد استفاده از فناوری نانو در نورپردازی می توان به کاربرد دیودهای نوری با بازده انرژی بالا برای نورپردازی, استفاده از سلول های خورشیدی رنگی در نمای شیشه ای, استفاده از غشاهای نانوساختار به منظور افزایش بازده پیل های سوختی در بخش گرما و الکتریسیته و استفاده از لامپ های زیبا و کوچک LED اشاره نمود.

ساختمانچی