نفوذ نانو به استخوان ساختمان‌ها/ محصولات حوزه عمران با محیط‌زیست سازگار می‌شوند

شرکت‌های دانش‌بنیان و صنعتی ایران در تلاش هستند تا چالش‌ها و مشکلات حوزه عمران و ساختمان را شناسایی کرده و با استفاده از فناوری نانو راهی برای رفع آنها پیدا کنند.

کد خبر: ۱۲۶۵۱۹۲

تاریخ: ۱۸ آذر ۱۴۰۰ - ۱۴:۴۲

به گزارش خبرگزاری دانا فناوری نانو تقریبا در هر صنعتی نفوذ کرده و کیفیت و کارایی محصولات را در هر حوزه‌ای افزایش داده است. محققان ایرانی نیز از پیشرفت‌های جهانی عقب نمانده و با استفاده از این فناوری دست به ابتکارات بسیاری زده‌اند. حوزه ساختمان و عمران یکی از صنایع تحت نفوذ نانو است که پیشرفت‌های جالب و چشمگیری در این خصوص تجربه کرده است. ۸۰ شرکت دانش‌بنیان، صنعتی و استارت‌آپ در حوزه‌های مختلف از مصالح سازه‌ای تا مصالح غیرسازه‌ای فعالیت می‌کنند و تاکنون ۱۵۰ محصول در این حوزه توسعه یافته و تولید شده است. ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ابتدا نیازهای حوزه عمران را شناسایی کرده سپس تلاش می‌کند با جهت‌دهی فناوری‌های متناسب با این نیازها، تقاضاها و چالش‌ها به توسعه این حوزه کمک کند.ایران کشوری زلزله‌خیز است، بنابراین ساختمان‌ها در کشور باید با مصالح و مواد مقاوم ساخته شوند، سبک‌سازی ساختمان‌ها نیز نقشی کلیدی در این حوزه دارد. درواقع مسئله سبک‌سازی ساختمان یکی از چالش‌های فعلی کشور است، بنابراین اگر بتوان مصالحی سبک ساخت که مقاومت بالایی در برابر زلزله داشته باشند این چالش رفع می‌شود. به گفته محمد یوسفی، مدیر کسب‌وکار حوزه عمران ستاد ویژه توسعه فناوری نانو  «شرکت‌های دانش‌بنیان ایرانی محصولات بسیاری در این حوزه طراحی و تولید کرده‌اند. اتلاف انرژی یکی از چالش‌های صنعت برق، نیروگاهی و عمران به شمار می‌رود. از سوی دیگر عمر ساختمان‌ها در ایران کمتر از کشورهای دیگر است. بدین ترتیب ساخت مصالحی با دوام بالا باید در دستور کار قرار بگیرد.»

تولید محصولات بتنی سازگار با محیط‌زیست

محیط‌زیست یکی از عناصر کلیدی در حوزه ساختمان و عمران است که در تمام جهان روی آن کار می‌شود. در حال حاضر در کشور نیز مصالح و محصولات سازگار با محیط‌زیست ساخته شده که این امر نشان می‌دهد ایران نیز در حال حرکت به این سو است. بخش کسب‌وکار حوزه عمران ستاد نانو با در نظر گرفتن عوامل و عناصر ذکر شده، شاخص‌های کلیدی از زنجیره ارزش صنعت عمران به دست آورده و با استفاده از آن به سوی رفع نیازهای این حوزه گام برمی‌دارد. تاکنون بیش از ۱۵۰ محصول در بخش‌های مختلف عمران مانند بتن و سیمان، شیشه، پوشش‌ها، تاسیسات مکانیی و برقی، قیر و آسفالت در کشور تولید شده است.

یوسفی می‌گوید «یکی از محصولاتی که در حوزه سبک‌سازی تولید شده بتن سبک است که وزن آن تقریباً نصف بتن معمولی است اما مقاومت آن برابر با بتن معمولی و حتی بالاتر از آن است. محدوده بتن‌های سبک سازه‌ای در محدوده هزار و ۳۰۰ تا هزار و ۹۰۰ کیلوگرم است و می‌توان مقاومت‌های بالای ۱۷ تا ۶۰ مگاپاسکال را در این بتن‌ها اعمال و استفاده کرد. این بتن مقاومت بالایی در برابر سایش دارد. در حوزه اتلاف انرژی شیشه‌هایی لویی در کشور تولید می‌شود که ضریب انتقال حرارت شیشه را کاهش می‌دهد. برای مثال اگر ضریب انتقال حرارت در شیشه‌های معمولی حدود سه باشد، ضریب انتقال حرارت شیشه لویی بین یک تا یک و نیم است.»

ضریب انتقال حرارت شیشه شاخصی برای ارزیابی میزان اتلاف انرژی در تمامی مواد است. شیشه‌های لویی مانع از اتلاف انرژی در زمستان و تابستان می‌شود. این شیشه‌ها به طور گسترده‌ای در اروپا و آمریکا استفاده می‌شوند چراکه بحث انرژی در این مناطق بسیار مهم است. یکی دیگر از محصولات بهینه‌سازی شده با استفاده از فناوری نانو در حوزه ساختمان و عمران کاشی‌های «ایزی کلین» یا ضدلک هستند که آسان تمیز می‌شوند. نوعی پوشش‌ نانویی روی سطح این کاشی‌ها اعمال شده که مانع از لک گرفتن می‌شود. البته از فناوری پوشش ایزی کلین می‌توان در حوزه‌های مختلفی مانند مبلمان، لباس و شیشه استفاده کرد.

از چسب نانویی تا نانوپوشش چوب و طلا

مدیر کسب‌وکار حوزه عمران ستاد ویژه توسعه فناوری نانو می‌گوید «چسب‌های نانویی از جمله محصولات حوزه رنگ، رزین و چسب هستند که به جای ملات برای اتصال بتن به پی ساختمان، بتن به بتن، کاشی به سیمان و سنگ به نمای ساختمان استفاده می‌شود. یکی از چالش‌های حوزه ساختمان‌سازی این است که اتصال سنگ‌های کار شده روی نمای ساختمان بعد از گذشت مدتی شل یا باز می‌شوند. بنابراین بعد از پنج ماه یا ۶ سال بسته به میزان نشست ساختمان، سنگ‌های نمای با رول‌پلاک محکم می‌شوند. با جایگزینی چسب‌های نانویی که تنش برشی بالایی دارند. به جای اتصالات مرسوم می‌توان این چالش را رفع کرد. کاربرد چسب‌های نانویی به نمای ساختمان محدود نمی‌شود و می‌توان از این محصول برای کاشت میلگرد استفاده کرد.»

یکی دیگر از محصولات حوزه عمران و ساختمان کاشی‌ها و رنگ‌های آنتی‌باکتریال است که با شیوع کرونا در جهان مورد توجه قرار گرفتند. این محصولات برای سطوح بیمارستانی، مراکز بهداشتی، سرویس بهداشتی و حتی آشپزخانه طراحی شده است. رنگ‌ها و پوشش‌های ضدخوردگی یکی دیگر از محصولاتی حوزه نانو است که با هدف رفع یک چالش تولید شده است. در صورتی که بتوان با استفاده از این محصول پنج تا ۱۰ درصد این مشکل را برطرف کرد نیز اثر اقتصادی بزرگی برای کشور دارد چراکه خوردگی یکی از چالش‌های اساسی در جهان به شمار می‌رود. از این محصولات می‌توان روی سطوح مختلف استفاده کرد.

به گفته یوسفی «پوشش‌هایی برای افزایش مقاومت در برابر حرارت برای چوب‌ها توسعه داده شده، همچنین نمونه‌هایی برای تمیز کردن آسان و افزایش مقاومت در برابر خش‌پذیری نیز ساخته شده است. دسته دیگری از محصولات این حوزه نانوپوشش‌هایی است که روی شیرآلات استفاده می‌شود. در گذشته شیرآلات معمولا آبکاری می‌شدند، حال با استفاده از فناوری نانوپوشش‌هایی را روی شیرآلات اعمال می‌کنند که علاوه‌ بر زیبایی و جلوه، مقاومت در برابر خش‌پذیری آنها را نیز افزایش می‌دهد. از این فناوری در حوزه زیورآلات نیز استفاده می‌شود، در این روش لایه از نانوذرات طلا روی سطح زیورآلات اعمال شده تا جلوه جذابی ایجاد کند.»

یکی از چالش‌های کلیدی در حوزه پنجره و پروفیل، قطعه فولادی، مقاومت پایین آنها در برابر اشعه فرابنفش است. محققان با اعمال مواد نانویی در سطح این تجهیزات میزان مقاومت آنها به اشعه فرابنفش را افزایش می‌دهد، علاوه‌ بر این منجر به افزایش مقاومت مکانیکی، فشاری، خمشی و کششی می‌شود. در حال حاضر استفاده از مواد پلیمری در صنایع مختلف به خصوص عمران رو به افزایش است و نانو در این میان نقش کلیدی بازی می‌کند. پلیمر در مقایسه با استیل مقاومت پایین‌تری دارد اما با استفاده از فناوری نانو ویژگی‌های آنها بهبود می‌یابد. یکی از ضعف‌های پلیمر مقاومت پایین در برابر حرارت است که این مشکل با استفاده از نانوذرات حل شده است.

انتهای پیام/