زندگی زیر سقف نانو/ وقتی صنعت ساختمان رنگ فناوری می گیرد

خبرگزاری مهر-گروه دانش و فناوری، میترا سعیدی کیا: چند سالی می شود که درمیان همه تکنولوژی ها در ایران، فناوری نانو سری در میان سرها بلند کرده تا حدی که مردم هم با این علم به واسطه استفاده از کالاهای مرتبط با آن آشنا شده اند.

ایران رتبه چهارم را در دنیا از نظر علمی و تولید مقالات در حوزه نانو دارد و این نشان می دهد که همواره محققانمان در صدد بوده اند که جایگاه این فناوری در کشور را ارتقا دهند.

محصولات نانو در حیطه های مختلفی قابل استفاده و کاربردی است و ما اکنون در زمانه ای قرار گرفته ایم که می توانیم نانو را نه در مقالات، بلکه در خانه های خود نیز لمس کنیم.

تولید ۵۰ محصول نانویی در یک ساختمان

دکتر محمد یوسفی، مدیر صنعت و بازار حوزه ساخت و ساز ستاد توسعه فناوری نانو در زمینه آخرین دستاوردهای نانویی در زمینه ساخت و ساز در گفتگو با خبرنگار مهر گفت: در حال حاضر ۵۰ محصول نانویی در زمینه ساخت و ساخت، تجهیزات آشپزخانه، منسوجات کاربردی در منزل و ... توسط شرکت های دانش بنیان صنعتی به تولید می رسند.

وی با بیان اینکه سال گذشته ۴۰ محصول در این زمینه به تولید رسید، گفت: طی یک سال ۱۰ محصول دیگر توانستند برای ورود به بازار تاییدیه دریافت کنند.

یوسفی با اشاره به تجهیزاتی که می توانند در یک خانه مورد استفاده قرار بگیرند، گفت: بتن و ساختمان، شیرآلات، لوله ها، لوازم آشپزخانه مانند گاز، یخچال، هود، لباسشویی، کاشی، ظروف چینی، منسوجات برای استفاده روتختی، پوشش مبلمان، شیشه ها، رنگ های نانویی، بتن و کفپوش ها از جمله محصولاتی هستند که با فناوری نانو اکنون به تولید رسیده و قابل استفاده هستند.

وی با تاکید بر اینکه با این محصولات می توان یک خانه نانویی داشت، عنوان کرد: این محصولات که متناسب با نیاز ساخت و ساز طراحی و تولید شده اند به صنعت، مردم و کشورهای جهان قابل عرضه هستند.

نانوهای خانگی

یک خانه نانویی شامل کاشی و سرامیک آنتی باکتریال، شیرآلات بهداشتی ضد لک، ضد اثر انگشت، ضد خش، رنگ های عایق حرارت، خودتمیزشونده، مقاوم به خراش، چوب آنتی باکتریال ضد رطوبت و آتش، منسوجات ضد آب و لک و محافظ امواج، لوله های فاضلابی بی صدا، بتن با مقاومت مکانیکی بالا، سبک سازه، خودترمیم شونده و ضد خوردگی، کفپوش های مقاوم به خراش و ضد جرم، عایق رطوبت کاربردی در سقف، عایق حرارتی سقف، آینه های ضد بخار سرویس بهداشتی و حمام، شیشه کنترل کننده انرژی، ضد انعکاس، ضد اتش، هوشمند و خودتمیز شونده، نمای ساختمان آبگریز، نمای آجر خودتمیز شوند، دستگیره درب های ورودی ضد خش و خراش، درب های ضد آب و ضد آتش، فرش های آنتی باکتریال، ضدآب و لک، روکش مبل ضد آب و لک، پوشش های آبگریز و ضد چربی کاربردی در سطوح گاز و هود و... از محصولات نانویی هستند که یک خانه نانویی را مجهز می کنند.

این محصولات معمولا آبگریز، ضد لک، ضد آب، ضد چربی، ضد خراش، کنترل کننده انرژی، خوده تمیز شونده و ... هستند که این ویژگی ها می تواند باری از دوش هر یک از افراد خانه بردارد و شرایط راحت تر و آسوده تری را برای صاحبان آن فراهم آورد.

در همین راستا به معرفی محصولات نانوی کاربردی در یک ساختمان می پردازیم. این محصولات در نمایشگاه فناوری نانو ارائه شد و در معرض دید بازدیدکنندگان قرار گرفت.

کاشی و سرامیک های آنتی باکتریال نانو

کاشی‌ها دارای پایداری شیمیایی و ظاهر فوق العاده‌ای هستند به همین دلیل به طورگسترده در محیط‌های مختلف مانند محیط‌های بیمارستانی و خانگی استفاده می‌شوند. قرار گرفتن کاشی در محیط‌هایی که معمولا در معرض انواع آلودگی است، امکان حضور و تکثیر باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها روی سطح آن را به همراه دارد که این موضوع می‌تواند سلامت انسان را به خطر اندازد.

با توجه به این موضوع نیاز به شستشوی مکرر و استفاده از مواد ضدعفونی‌کننده ضروری بنظر می‌رسد. اما استفاده از این مواد نیز به دلیل ماهیت اسیدی و گازهای فرار آن علاوه بر ایجاد مشکلات تنفسی برای شخصی که کار شستشو را انجام می‌دهد، موجب از بین رفتن سیمان و ملات بین کاشی‌ها می‌شود. از این رو استفاده از کاشی که به خودی خود دارای خاصیت آنتی‌باکتریال است می‌تواند در رفع این مشکلات موثر باشد.

در همین راستا محققان موفق شدند با استفاده از فناوری نانو و نانو ذرات اکسید روی، کاشی های آنتی باکتریال را به تولید برسانند که باکتری ها را از بین می برد. این نانوذرات می‌توانند با لعاب کاشی به عنوان افزودنی مخلوط شوند و خاصیت آنتی‌باکتریال را بر روی آن ایجاد کنند.

شیشه های کنترل کننده انرژی برای ساخت پنجره ها

این محصول، کنترل‌کننده انتقال حرارت و حاوی نانولایه‌های فلزی و سرامیکی بوده که برای جلوگیری از انتقال حرارت طراحی شده است. برای کاهش هدر رفتن انرژی از طریق شیشه‌های پنجره ساختمان، از شیشه‌هایی با پوشش خاص موسوم به Low-E (کم گسیل) استفاده می‌شود و در نتیجه زمانی که شیشه گرم می‌شود به جای اینکه گرمای خود را گسیل کند، آن را بازتابش می‌کند.

شیشه دو جداره تولید شده دارای یک جداره شیشه کنترل کننده انرژی است که ضریب انتقال حرارت آن بسیار کمتر از شیشه‌های معمولی است و باعث صرفه جویی در مصرف انرژی در فصل سرما و گرما در منازل و ساختمان های اداری و ... می‌شود و به عنوان یک عایق حرارتی شفاف عمل می‌کند.

لوله های بی صدای نانو

زندگی مدرن امروز بشر باعث بوجود آمدن بسیاری از ناهنجاری‌های جدید در جوامع شده که آلودگی صوتی یکی از این موارد است. کوچک شدن فضای زیستی در شهرهای بزرگ و استفاده از مصالح سبک و بادوام باعث بوجود آمدن و اجباری شدن استانداردهای جدیدی جهت کنترل صدا در محیط زندگی انسان‌ها در جوامع مدرن شده است. در این میان وسایل و تجهیزات تاسیساتی داخل مثل فن‌ها، فن کویل‌های سقفی و دیواری، سیستم‌های لوله‌کشی آب سرد و گرم و سیستم لوله‌کشی فاضلاب از عوامل موثر در تولید صدا در فضای زیستی هستند که می‌بایست در هنگام انتخاب به استانداردهای تولید صدا و حد تولید صوت این تجهیزات بعنوان یک مشخصه مهم توجه کرد.

از بین این تجهیزات لوله‌های انتقال فاضلاب بعلت اینکه بصورت غیر مدفون و در داخل فضای مسکونی بکار برده می‌شوند نقش مهمی در انتقال صوت ناخواسته به محیط زیست انسان دارند. از این رو لوله های نانویی تولید شده که اکنون در بازار نیز موجود هستند و به هنگام ساخت و ساز ساختمان ها می توان از این محصول نانویی بهره برد.

این لوله‌ها  خواصی همچون مقاومت به خوردگی و شیمیایی، مدول الاستیسیته بالا و انعطاف‌پذیری، استحکام کششی بلند مدت، نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت به سایش دارند.

همچنین این لوله‌ها می‌توانند در برابر سرما شکننده باشند. این لوله ها از آلودگی های صوتی در ساختمان ها نیز جلوگیری می کند.

شیرآلات نانوساختار ضد خش خوردگی

همان‌طور که کیفیت آب مصرفی برای هر فردی اهمیت فوق‌العاده بالایی دارد، کیفیت و زیبایی شیرآلات مورد استفاده در هر خانه ای هم مهم و ضروری است. به طور کلی شیرآلات از دو جنس آلیاژ برنج یا سرب خشک ساخته می‌شوند و تنها روکش‌های آنهاست که تفاوت‌های ظاهری در آنها ایجاد می‌کند. بعد از جنس فلز مورد استفاده در شیرآلات، آبکاری دارای اهمیت فراوان است که می‌تواند در مقاومت شیر تاثیر بسزایی داشته باشد و هرچه کیفیت آبکاری بهتر باشد شیرآلات دیرتر فرسوده می‌شوند.

اما از آنجا که تولیدکنندگان همواره به دنبال محصولات با زیبایی، کیفیت و طول عمر بیشتر هستند، امروزه شیرآلاتی با پوشش‌های نانوساختار دارای سختی و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر تولید می‌شود. شناخته‌شده‌ترین این پوشش‌های تزئینی نانوساختار TiN است.

یخچالهای نانو

وظیفه اصلی یخچال ها کاهش فساد و افزایش زمان نگهداری مواد غذایی است. علاوه بر یخچال‌ها که برای نگهداری کوتاه مدت‌تر مواد غذایی به کار می‌روند، فریزرها نیز از دیگر لوازم خانگی مرسوم بوده که دمای کمتری دارند. در واقع در یک یخچال دمای نگهداری مواد غذایی کمی بالاتر از نقطه انجماد آب و در حدود ۳ تا ۵ درجه سانتی‌گراد است و در فریزرها این دما به کمتر از نقطه انجماد آب کاهش می‌یابد.

استفاده از فریزرها باعث افزایش زمان نگهداری موادغذایی می‌شود. به طور کلی می‌توان گفت وجود یخچال و فریزر از الزامات ضروری موجود در آشپزخانه‌ها شده است. برای افزایش فضای قابل استفاده جهت نگهداری مواد غذایی و کاهش فضای اشغال شده این لوازم، تولیدکنندگان مدل‌های متنوعی از یخچال و فریزرها را به بازار عرضه کرده‌اند.

یکی از انواع پر طرفدار آن مدل ساید بای ساید است که علاوه بر داشتن فضای زیاد جهت نگهداری مواد غذایی، فضای کمتری را نیز در آشپزخانه اشغال می‌کند. موضوع دیگری که امروزه در ساخت یخچال‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد، کاهش حضور باکتری‌ها بر روی بدنه داخلی آنها به منظور کاهش فساد و حفظ کیفیت مواد غذایی است.

بدنه یخچال‌ها به دلیل داشتن درزها و گوشه‌ها مستعد تجمع باکتری هستند که در نتیجه بوی نامطبوع و تغییر رنگ را ایجاد خواهند کرد. برای این منظور بدنه‌های آنتی‌باکتریال که در ساخت آن‌ها از فناوری نانو استفاده شده است، توسعه یافته‌اند. اکنون این یخچال ها در بازار وجود دارند و راغبان این محصول خانگی می توانند آن را در خانه نانویی خود قرار دهند.

فرشهای حفاظت شده در برابر میکروب ها

فرش نقش مهمی در دکوراسیون دارد و اصول دکوراسیون را از طریق استفاده از رنگ و بافت فراهم می کند. اخیراً صنعت فرش سهم بازار خود را به دلیل رابطه بین نواحی فرش شده و افزایش بیماری، آسم و آلرژی از دست داده است. استفاده از پوشش های کف نرم در مدارس، بیمارستان ها و دیگر مراکز بهداشتی به دلیل اینکه از فرش به عنوان محیطی برای حضور میکروارگانیسم ها در محیط داخل یاد می شود مورد بحث قرار گرفته است.

هوای محیط داخل ساختمان ها ترکیب پیچیده ای از زیست آئروسل ها و ذرات غیر زیستی است. در میان آن ها، فلس های پوست انسان نیز روی فرش ریخته می شود و همچنین قارچ ها، ویروس ها و باکتری ها از دیگر موارد مهم هستند. دو نوع روش آنتی باکتریال برای ضدعفونی کردن فرش ها و روکش ها وجود دارد که آمیخته شدن فرش با نانو می تواند این ویژگی ها را به خود بگیرد.

نوع اول در فرایند ساخت استفاده می شود که از فساد باکتریایی ترکیبات لاتکس که پیش از فرایند ساخت از آن ها استفاده می شود، جلوگیری می کند. نوع دوم استفاده از افزودنی آنتی باکتریال در بافت فرش یا پشت فرش در حین فرایند تولید است. هدف اصلی از این روش، حفاظت در برابر رشد میکروارگانیزم ها هنگامیکه فرش در محیط مرطوب قرار می گیرد، است.

چای و غذا با طعم نانو

در همه‌ خانه‌های ایرانی سرویس چای‌خوری از الزامات پذیرایی به شمار می‌رود. سرویس‌های چای‌خوری نه تنها در ایران بلکه در کشورهای دیگر نیز مخصوصا برای مهمانی‌های عصرانه بسیار مورد توجه است. بر همین اساس این وسیله پذیرایی با تنوع زیاد و با جنس‌های متفاوت به بازار عرضه شده که در برخی از انواع آن­ها، از آلیاژهای فلزی برای پایه، دسته یا سینی استفاده شده است و از آنجا که در معرض مواد شوینده و آب قرار می گیرند ممکن است دچار خوردگی، خراش و لکه شوند.

به همین منظور پوشش‌های مناسب نانویی برای حفاظت از آن‌ها و همچنین افزایش زیبایی توسعه یافته‌اند. پوشش‌های TiN پوشش‌های مقاوم به خوردگی و سایش هستند که به دلیل رنگ طلایی زیبایشان برای کاربرد تزئینی نیز به کار می‌روند. این پوشش‌های سرامیکی در برابر موادغذایی پایدار هستند. علاوه بر این، از ایجاد لکه وقتی در معرض موادغذایی، مواد شوینده و آب قرار می‌گیرند، نیز جلوگیری به عمل می‌آورند.

سوپ خوری، سینی، سالاد خوری، سوفله خوری، سرویس چینی از جمله وسایلی هستند که در آشپزخانه ها استفاده می شوند و اکنون در بازار به صورت نانویی به فروش می رسند.

دو روش رایج برای اعمال پوشش‌های TiN  بر سطح، رسوب فیزیکی بخار و رسوب شیمیایی بخار بوده که به جهت مزایایی که روش‌های مختلف مانند سرعت بالا، قابلیت حصول ساختار نانو، کیفیت و یکنواختی دارند، روش‌های مرسوم‌تری برای اعمال آن‌ها به شمار می‌روند.

این ظروف و اجزایشان ممکن است در حین شسته شدن، دچار لک، خش و خوردگی شوند. به همین دلیل لازم است با اعمال پوشش‌های مناسب، علاوه بر افزایش زیبائیشان از آسیب‌های ناشی از خوردگی و سایش نیز حفاظت شوند.

زباله و پلاستیک های زباله نانویی در آشپزخانه

استفاده از پلی پروپیلین آنتی‌باکتریال که دسته‌ای از پلیمرها با فعالیت آنتی‌باکتریال است، به‌طور پیوسته افزایش یافته است. این امر به این دلیل است که مواد پلیمری می‌توانند به‌سادگی توسط باکتری یا قارچ محاصره شوند که متعاقباً این موضوع به انتقال بیماری‌ها و عفونت‌های شدید منجر می‌شود. جلوگیری از آلوده شدن سطح پلیمرها توسط میکروب‌ها می‌تواند به‌وسیله استفاده از یک عامل ضد باکتریایی فعال مانند نانوذرات نقره درون ساختار آن‌ها صورت گیرد.

یون‌های نقره و ترکیبات آن برای طیف وسیعی از باکتری‌ها بسیار کشنده هستند و سمیت خیلی کمی را برای سلول‌های بدن انسان نشان می‌دهند آن چنانکه استفاده از نقره در اشکال مختلف یک روش رایج برای محافظت در مقابل باکتری‌ها است.

اثر ضد باکتریایی نانوکامپوزیت پلیمر- نقره محفوظ باقی می‌ماند و بازدهی ضد باکتریایی خوب آن در برابر گونه‌های مختلف باکتری‌ها مشاهده شده است. البته که پلاستیک هایی هم با فناوری نانو به تولید می رسد که اکنون در بازار موجود است.

تجهیز اتاق خواب به منسوجات نانو

کارشناسان بهداشت هشدار می دهند، به طور متوسط در هر رختخواب حدود ۱۰ میلیون موجود میکروسکوپی و میکروب ناشی از گردو غبار وجود دارد. موجودات میکروسکوپی و میکروب‌های ناشی از گرد و غبار که در ملحفه، تشک، پتو و روبالشی وجود دارد، می‌تواند سبب ابتلا به بیماری‌هایی مانند آسم، تب یونجه، آنفلوانزا و مسمومیت غذایی شود. از این رو مقابله با این موجودات میکروسکوپی می‌تواند در راستای سلامت فردی بسیار حائز اهمیت باشد.

در همین راستا منسوجات نانو اکنون به تولید رسیده و قابل تهیه است.

پتو و منسوجات  آنتی‌باکتریال از نخ‌های نایلون آنتی‌باکتریال تهیه شده است که با استفاده از فناوری به کارگیری نانوذرات نقره، امکان از بین بردن انواع متنوعی از باکتری‌ها ، قارچ‌ها و سایر میکرو ارگانیزم‌های بیماری‌زا را دارد. با استفاده از ذرات نقره در مقیاس نانومتری، امکان تاثیرگذاری بیشتر و ایجاد خاصیت ضد میکروب با استفاده از میزان کمتری از مواد ضد باکتری فراهم شده است. فناوری ویژه استفاده از نانوذرات حین فرایند تولید الیاف منجر به افزایش پایداری خواص در زمان استفاده و شست و شوهای مکرر شده است.

سرویس های بهداشتی آنتی باکتریال نانو

اغلب اوقات اشخاص در هنگام استفاده از دستشویی های عمومی ، نگران مسائل بهداشتی و بیماری های حاصل از آن هستند. غالبا افراد به این موضوع حساس بوده و با وسواس خاصی به وسایل دست می زنند. عفونت های ناحیه تناسلی، عفونت های قارچی، حساسیت‌های پوستی و بیماری‌های عفونی و میکروبی از شایع‌ترین عواقب ابتلا به این باکتری‌ها است.

از این رو سرویس بهداشتی آنتی‌باکتریال نانویی به تولید رسیده که حاوی نانوذرات اکسید روی است. سرویس بهداشتی آنتی‌باکتریال دارای سطوحی با قابلیت ضد رشد میکروبی است. اینگونه سرویس‌های بهداشتی با موادی پوشیده می‌شوند که میکروارگانیسم‌های خطرناک مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و سایر میکروب‌ها را نابود می‌کنند.

کاربرد اکسیدروی در بیوپزشکی و حوزه های ضد ویروسی ناشی از زیست سازگاری آن نسبت به سایر اکسیدهای فلزی، حلالیت آن در محیط‌های قلیایی و سطوح منقطع دوقطبی آن است.

صادرات محصولات ساختمانی نانو به کشورهای خارجی

اما این تعداد محصول تنها نمونه های انگشت شماری از تولیدات شرکتهای ایرانی هستند که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین تعدادی از آنها علاوه بر فروش و رفع نیاز کشور به کشورهای دیگر نیز صادر می شوند.

فهرست محصولات تایید شده نانوی کاربردی در ساختمان

به گفته یوسفی، مسئول صنعت و بازار حوزه ساختمان ستاد توسعه فناوری نانو، این ۵۰ محصول توسط ۳۰ شرکت تولید شده اند و به مرحله تجاری سازی رسیده اند که برخی از آنها صادر شده و در کشورهای خارجی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

وی با بیان اینکه این محصولات دارای تاییدیه نانو مقیاس و برخی مراکز تحقیقاتی هستند، افزود: در حال حاضر لوله های بیصدای نانو به کشورهای اروپایی و منطقه خلیج فارس و جنوب شرقی اسیا، شیرآلات به چین و کره جنوبی  و کشورهای عربی، کاشی های نانو به کشور عراق، شیشه های نانو به ۲۰ کشور دنیا و ... صادر می شوند.