حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش
نانوپوشش‌هایی برای فناوری پاک در معماری

نانوپوشش‌هایی برای فناوری پاک در معماری

تاریخ : ۱۳۹۸/۱۱/۱۳ تعداد بازدید :‌ ۸۸۹
بخش نانو فناوری در جهان به‌سرعت در حال رشد است و کاربردهای آن برای استفاده در صنایع مختلف توسعه می‌یابد. معماری یکی از این بخش‌ها است که به دنبال بهره‌مندی از توسعه قابلیت‌های بعدی است.

در حال حاضر از فناوری نانو برای ایجاد نانوپوشش‌های جدید استفاده می‌شود؛ کاربردهای آن شامل پشتیبانی از فناوری پاک (Clean Technology) در معماری است. نانوپوشش توزیع نانوذرات را شامل می‌شود و بسته به نانوذرات مورداستفاده، پوشش‌ها می‌توانند قابلیت‌های متفاوتی داشته باشند. این توانایی‌ها از واکنش‌پذیری نوری (photoreactive)، عایق‌کاری و ضد اشعه ماوراءبنفش شدن استفاده می‌کنند تا بتوانند کثیفی را تجزیه کرده و یا در برابر آسیب محافظت کنند.

در زیر این توانایی‌ها در رابطه با کاربرد آن‌ها برای فناوری پاک در معماری موردبحث قرارگرفته است.

 

پوشش‌‎هایی برای صرفه‌جویی در انرژی (Energy Saving Coatings)

نانوپوشش‌ها به تعداد زیادی در محصولات تجاری موجود ساخته‌شده‌اند که می‌توان دیوارها را با آن‌ها رنگ زد تا انتقال حرارت کاهش یابد. این پوشش می‌تواند اتلاف حرارت را تا یک‌سوم کاهش دهد و همچنین انرژی موردنیاز برای گرم کردن ساختمان را کاهش دهد.

دانشمندان برای داشتن خاصیت گرمارنگی (therm-chromic) پوشش‌هایی را تولید کرده‌اند. پیشرفت‌های اخیر، ایجاد موفقیت‌آمیز پوشش‌هایی را نشان می‌دهد که با تغییر رنگ خود، به گرما واکنش می‌دهند و به آن‌ها اجازه می‌دهند تا شفاف شوند و موجب می‌شوند انعکاس گرما را بگیرند، یا سیاه شوند و گرما را جذب کنند.

پیشرفت‌های آینده این برنامه ممکن است باعث شود انرژی گرمایی از خورشید جذب و ذخیره شود تا انرژی لازم برای خانه فراهم شود. در حال حاضر، معماری از این پیشرفت برای عایق‌بندی ساختمان‌ها استفاده می‌کند و آن‌ها را از نظر انرژی کارآمدتر می‌سازد.

 

پنجره‌های خودتمیزشونده (Self-Cleaning Windows)

تیتانیوم دی‌اکسید (Titanium dioxide) نانوذره‌ای است که دارای خاصیت فوتوکاتالیستی (photocatalytic) است. نور اشعه ماوراءبنفش، (نوعی تابش که توسط خورشید ساطع می‌شود) باعث می‌شود که الکترون‌ها در تیتانیوم دی‌اکسید فعال شوند. این امر باعث می‌شود که واکنشی رخ دهد، که در آن مولکول‌های آب در هوا به رادیکال‌های هیدروکسیل تبدیل می‌شوند و باعث اکسیداسیون شیمیایی و واکنش‌های کاهش روی سطح پوشش می‌شوند.

رادیکال‌های هیدروکسیل، محصولات کربنی را به قطعات به‌اندازه کافی کوچک تجزیه می‌کنند تا آب باران شسته شوند. با واکنش‌های رخ‌داده بر روی پوشش، کثیفی از لایه پایین به بالا تخریب می‌شود و باعث می‌شود پوشش در تمیز کردن تمام لایه‌های چرک مؤثر باشد، که می‌تواند هنگام تمیز کردن پنجره‌ها به روش سنتی دشوار باشد.

پنجره‌های خودتمیزشونده به ساختمان‌ها امکان می‌دهد تا سبز شوند چون نیاز به تولید و استفاده از مواد شیمیایی ناخوشایند را که به‌طور معمول برای شستن پنجره‌ها بکار می‌رود، از بین می‌برند.

 

پوشش‌های خودترمیم‌شونده (Self-Healing Coatings)

نانوپوشش‌هایی ساخته‌شده‌اند که می‌توانند خاصیت ضد خوردگی و همچنین خاصیت خودترمیم‌شوندگی را به مواد اضافه کنند. این پوشش‌ها حاوی سازنده‌های فیلم (film-formers) هستند که قادرند به هنگام خراشیدن، آسیب به پوشش را ترمیم کنند. افزودن این نوع پوشش به ساختمان‌ها می‌تواند سبب کاهش خوردگی فولاد شود.

این یک گام مهم رو به جلو برای فناوری پاک به دو روش است. اولین مورد این است که نیاز به استفاده از مواد شیمیایی و فرایندهایی وابسته به سوخت‌های فسیلی را برای رفع مشکلات ناشی از خوردگی از بین می‌برد. علاوه بر این، از صدمات ناشی از خوردگی فلزات به محیط‌زیست جلوگیری می‌کند.

وقتی فلزات خورده شوند، آب و زمین اطراف آن می‌توانند آلوده شوند. آلودگی محیط‌زیست پس از آن نیاز به هزینه‌های انرژی بیشتر در فرآیندهای مربوط به پاک‌سازی آن دارد.

 

پوشش‌های ضد دیوارنگاری (Anti-Graffiti Coatings)

امروزه معماری مدرن در حال استفاده از پوشش‌های ضد دیوارنگاری بر روی ساختمان‌های جدید است. در لندن، سالانه حدود ۲۰۰ میلیون دلار صرف تمیز کردن نقاشی‌های دیواری می‌شود و این مسئله نیز مصرف انرژی مربوط به پاک‌سازی را سنگین می‌کند.

برای جلوگیری از این مسئله دو نوع نانوپوشش تولیدشده‌اند. اولین پوشش، پوششی است که یک‌لایه نازک نامرئی را تشکیل می‌دهد که می‌تواند به همراه دیوارنگاری لایه‌برداری شود. دومین پوشش، نانوپوششی است که مانند مورد اول نامرئی است، اما ویژگی‌های پوشش مانع از چسبیدن هرگونه نشانی به سطح ساختمان می‌شود. بنابراین هر دو مورد با کاهش تلاش‌های موردنیاز برای تمیز نگه‌داشتن مصرف انرژی ساختمان را کاهش می‌دهند.

استفاده از نانوپوشش در مراحل بسیار ابتدایی است و در سال‌های آتی، مطمئناً با کاربردهایی برای فناوری پاک در معماری شاهد نوآوری‌های بیشتری در این حوزه خواهیم بود.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)
Captcha