» چگونه از فناوری نانو در صنایع استفاده می شود؟

چگونه فناوری نانو صنعت ساختمان را تغییر خواهد داد

وقتی کلمه «نانو فناوری» را می شنوید، چه چیزی به ذهنتان خطور می کند؟ روبات های کوچکی که شبیه باگ هستند؟ دنیایی که غرق در رنگ خاکستری است ؟ رویاهای آینده نگر از خلاقیت های میکروسکوپی که در جریان خون شما شنا می کنند تا عفونت را اسکن کنند؟ در حالی که بیشتر ما در مورد علم کوچک فناوری نانو شنیده‌ایم، همیشه مشخص نیست که این همه چیز کوچک درباره چیست.

اولین چیز گیج کننده در مورد نانوتکنولوژی این است که این یک مدرسه علمی خاص نیست. وقتی در مقیاس معینی انجام شود به هر یک از علوم اشاره دارد. در عمل، پیشوند «نانو» به اندازه‌ای از مواد اشاره دارد که در آن قوانین منظم فیزیک شکسته می‌شوند و اثرات کوانتومی (یا اثرات نانو) بر آن تأثیر می‌گذارند : گرانش اهمیت کمتری دارد و انرژی الکترو مغناطیسی متفاوت عمل می‌کند.

اگر احمقانه به نظر می رسد، اینگونه به آن فکر کنید: یک نانومتر یک میلیاردم متر است، و اثرات گرانش و الکترومغناطیس در برخورد با چیزی کمتر از صد نانومتر نسبتاً ناچیز می شود. در آن مقیاس، تفاوت‌ها با دنیایی که می‌شناسیم آنقدر شدید است که تقریباً غیرقابل تصور است.

فناوری نانو در حال حاضر در مصالح ساختمانی کاربرد دارد. این یک علم نسبتاً جدید است، اما در حال حاضر بر ساخت مصالح ساختمانی که با آنها آشنا هستید تأثیر می گذارد: شیشه، فولاد، بتن، پوشش ها و حتی چوب. اختلاط ذرات نانوتکنولوژی با این مواد، مجموعه ای از اثرات مفید را ایجاد می کند.

نانوتکنولوژی از ساخت بتن و شیشه ای که در برابر آتش محافظت می کند گرفته تا استحکام بخشیدن به چوب و فولاد با تراکم بسیار پایین تر و حتی خود تمیز کردن شیشه و سیمان، به ما کمک می کند دنیایی امن تر، تمیزتر و کارآمدتر بسازیم.

مطلب مرتبط نحوه پین کردن پست ها در اینستاگرام

اما صنعت ساخت‌وساز یکی از قدیمی‌ترین حرفه‌ها است و با بی‌انتهاترین مواد موجود - سنگ و چوب - با موفقیت منظم کار می‌کند. بخش بسیار کمی از صنعت ساخت و ساز در سطح جهان به تحقیق و توسعه در فناوری نانو می پردازد. به هر حال، ساخت و ساز در همه جا مورد نیاز است، و آنها از ابتدای تمدن بشری با آنچه که دارند، کار خوبی انجام داده اند.

مانند هر توسعه سبز یا در حال تغییر صنعت، استفاده از فناوری نانو یک مسابقه آهسته اما پیوسته است. اما تغییر در طول زمان سرعت بیشتری می‌گیرد و با فشار به سمت استراتژی‌های ساختمانی ارزان‌تر و سبزتر، احتمال اینکه در دهه آینده شاهد گسترش چشمگیر ادغام فناوری نانو در ساخت و ساز باشیم، خوب است.

در این میان، تعجب نکنید اگر در بازدید بعدی خود از مرکز بهبود خانه، برخی از این برنامه ها را در محصولاتی مشاهده کردید که فکر می کردید از قبل با آنها آشنا هستید. آینده در جعبه ای با برچسب روشن با علامت آینده نمی آید. پس از عرضه آزمایشی به بازار، طراحی، تغییر نام و شبیه به دنیایی که قبلاً می‌شناسیم، ظاهر می‌شود - اما این باعث نمی‌شود که هیجان‌انگیز کمتر شود.

صنعت ساخت و ساز اخیراً شاهد پیشرفت های زیادی در زمینه فناوری نانو بوده است. بسیاری از نانو مواد بر صنعت ساخت و ساز تأثیر گذاشته اند که جدیدترین ماده آن گرافن است.

گرافن

گرافن (و اکسید گرافن) راه خود را در بسیاری از کاربردها باز کرده است، اما اخیراً سر و صدای زیادی در مورد چگونگی استفاده از گرافن برای اهداف مختلف در صنعت ساخت و ساز وجود داشته است. استحکام کششی بالا، شفافیت نوری و رسانایی الکتریکی عالی گرافن دلیلی است که در حال حاضر به طور گسترده در جنبه های مختلف صنعت ساخت و ساز اجرا می شود.

گرافن به طور گسترده در کامپوزیت ها استفاده شده است. اما شاید تعجب برانگیز باشد که این حوزه اصلی نیست که گرافن در آن در کاربردهای ساختمانی استفاده شده است. در حالی که گرافن استحکام کششی بسیار بالاتری نسبت به فولاد دارد، نمی‌توان از آن در لایه‌های ضخیم استفاده کرد و کامپوزیت‌های زمینه فلزی به سختی ایجاد می‌شوند، به خصوص زمانی که گرافن ساده‌ترین ماده برای پراکندگی نیست. گرافن هنوز روی فولاد استفاده می شود، اما به عنوان یک پوشش ضد خوردگی برای محافظت از فولاد در برابر آب و عناصر اطراف استفاده می شود.

گرافن همچنین به عنوان یک افزودنی در سیمان برای معرفی خواص خود تمیز شوندگی و استحکام بالا استفاده می شود. از دیگر مزایای سیمان تقویت شده با گرافن می توان به استحکام خمشی بیشتر و سیمان سازگارتر با محیط زیست اشاره کرد.

مواد گرافن همچنین در نورپردازی LED کم وات، به عنوان رنگ های محافظ ضد خوردگی، به عنوان اسپری بر روی پانل های خورشیدی و در نمایشگرهای شفاف و تعاملی (صفحه لمسی) برای استفاده در ساختمان ها استفاده شده است.

در حالی که گرافن توجه زیادی را به خود جلب کرده است، بسیاری از نانومواد دیگر پیش از آن در صنعت ساختمان سازی بوده اند. به عنوان یک کلاس کلی از مواد، بیشتر نانومواد می توانند استحکام، خواص ضد میکروبی یا خواص خود تمیز شوندگی بالاتری را به بسیاری از مواد مورد استفاده در صنعت ساخت و ساز معرفی کنند.

از نانو تیتانیا، نانو سیلیس، نانو اکسید روی و نانو نقره در رنگ‌های اکو استفاده شده است. برخی از این رنگ ها برای ایجاد خواص ضد خوردگی مورد استفاده قرار می گیرند، در حالی که برخی دیگر حاوی منافذ طراحی شده ویژه ای هستند که می توانند گازهای گلخانه ای را جذب کرده و آنها را به اکسیژن تبدیل کنند. اینها به ویژه در مناطق شهری برای بهبود کیفیت هوای اطراف مفید بوده اند.

وقتی بتوان آنها را به طور موثر پراکنده و تراز کرد، نانولوله های کربنی می توانند در کاربردهای ساختاری مانند کامپوزیت ها یا کابل های فولادی که می توانند پل ها را تثبیت کنند، استفاده شوند. سیمان را می‌توان با نانو موادی مانند نانو سیلیس، نانو رس، نانولوله‌های کربنی، نانو آلومینا و نانو تیتانیا تقویت کرد که همگی ویژگی‌های متفاوتی را به سیمان ارائه می‌کنند - این می‌تواند از بهبود ویژگی‌های پلاستیکی سیمان تا معرفی عکس را شامل شود. خواص کاتالیزوری در سیمان علاوه بر این، الیاف نانو کربن می تواند برای تقویت جاده های بتنی در مناطق برفی و نانو کلسیت برای محافظت از درزگیرها استفاده شود.

تعدادی از شرکت ها سیمان گرافنی با مقاومت بالا ایجاد کرده اند که برای ساخت مسکن و زیرساخت های پایدار مناسب است. علاوه بر این، در حال حاضر کارخانه‌های تولیدی در سراسر جهان وجود دارد که رنگ‌های تقویت‌شده با گرافن را تولید می‌کنند.