تبلیغات
فیزیک - فناوری نانو و صنعت ساختمان
فیزیک
دبیرستان دخترانه علامه محمدتقی جعفری استان کرمانشاه
گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من
درباره وبلاگ


وبلاگ جهاد علمی در آبان ماه 91 شروع به فعالیت در عرصه فیزیک کرده است و امید است بتواند مورد رضایت شما قرار گیرد.

مدیر سایت: مهسا احمدی

دبیر محترم: خانم تمله

مدیر وبلاگ : مهسا احمدی
نویسندگان
نظرسنجی
اطلاعات شما در مورد نانو در چه حد میباشد؟





برچسبها

فناوری نانو و صنعت ساختمان (1)


پژوهشگران فعال دربخش راه وساختمان به منظور بهبود ویژگی های مواد ومصالح ساخت وساز، به کاربردهای مختلف فناوری نانودراین حوزه روی آورده اند.فناوری نانو می تواند مشخصات بنیادی موادساختمانی همچون استحکام ،دوام وسبکی رابهبود بخشیده وویژگی ها وکارکردهای مفیدی همچون عایق بندی حرارتی ،خودپاک شوندگی ،پایش ایمنی ساختمان ها وسلامت ساختارها و...مورداستفاده قرارگیرند.

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

با گسترش روزافزون جمعیت وافزایش میزان ساخت وساز وهمچنین به دلیل محدود بودن منابع ومصالح مصرفی ،تقاضا برای استفاده از مصالح جدید درصنعت ساختمان افزایش پیدا کرده است .تلاش در جهت پیدا کردن راه حل هایی برای اصلاح کیفیت ،افزایش کارایی مصالح وکاهش مصرف ماده خام وانرژی موجب استفاده از فناوری نانو در این صنعت شده است .ازمزایای استفاده از این فناوری می توان به افزایش کیفیت مصالح ،صرفه جویی در مصرف انرژی و به تبع آن صرفه جویی اقتصادی اشاره کرد.

 

فناوری نانو و پوشش‌های ساختمانی

نانو پوشش‌های ساختمان در سطوح داخلی و خارجی ساختمان‌ها ازجمله: سطوح شیشه‌ای، پلاستیكی، چوبی، فولادی، سنگی، آجری، كاشی، سرامیكی، سیمانی، بتنی ،مرمر،سنگ معمولی ،سفال استفاده می‌شوند. در این سطوح (سطوح هوشمند) كه عموما فوق آبدوست یا فوق آبگریز هستند واكنش‌ها روی سطح صورت می‌گیرد.

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

لازم به ذكر است كه نانو پوشش‌های ساختمان آنتی‌باكتریال بوده و برای سلامت انسان بی‌ضرر هستند.مهمترین  مزیت های استفاده از نانو پوشش ها عبارت است از: ایجاد پوشش عایق مناسب،عدم نفوذ عوامل خوردگی به داخل این پوشش ها،افزایش مقاومت در برابر انتقال حرارت ،افزایش مقاومت در برابر عوامل خوردگی ،سایش وپوسیدگی وخاصیت خود تمیز شوندگی این سطوح.

 

نانو پوشش های سنگ وچوب

این نانو پوشش ها ی آنتی باکتریال، مقاوم در برابر آب، هوا، مواد ارگانیکی و غیر ارگانیکی هستند و یکی از  پوشش های اصلی صنعت ساختمان به شمار می روند. نانو پوشش های سنگ و چوب ترکیباتی هستند که ضمن حفظ ظاهر اصلی سطح باعث عدم ایجاد چسبندگی در سطح شده و آب، چربی وسایرو آلودگی ها را از سطح دفع می کنند. ضمنا" نانو پوشش های سنگ وچوب برای سطوح سنگی نفوذ پذیرکه خاصیت مکندگی دارند نیز موارد استفاده بسیاری دارند. ترکیبات این نانو پوشش ها معمولا" شامل الماس، نقره، شیشه و سرامیک می باشند و باتوجه به موارد مصرف  ممکن است متفاوت باشند، اما در اکثرآن ها فاز حامل آب والکل است وذرات آنها تا 300 درجه سانتیگراد مقاوم هستند.

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

مزیت های نانوپوشش های سنگ وچوب در پوشش سطوح منفذ دار، حفظ تنفس سطوح، حفظ سطوح در برابرعوامل محیطی، امکان تمیز شدن لکه ها ازجمله؛ چربی ها وروغن ها با آّب، جلوگیری از ایجاد کپک، جلبک و مشابه آنها و محافظت سطوح دربرابررطوبت وفساد میکروبی ،ظاهرواضح وافزایش کیفیت وکارایی سطوح وکف های چوبی درساختمان ها،پایداری دربرابراشعه فرابنفش وانواع ویژگی های ظاهری ازقبیل سختی ومقاومت دربرابرآتش می باشد.

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

استفاده از نانوپوشش ها در جهت بهبود خواص و افزایش عمر سنگ و چوب از کاربرد های فناوری نانو درحوزه ساختمان است. درخت های بزرگ اطراف ساختمان ها با به جا گذاشتن آثار خود برروی سطوح ساختمان ها باعث می شوند نمای ساختمان ها به مرور زمان رنگ سبز درختان رابه خود گرفته و برای تمیز کردن آن ها می بایست ازابزار تمیزکننده با فشارهای قوی استفاده شود، اما این عمل نیز باعث می شود پس از چند ماه درسطح ساختمان چسبندگی بیشتری ایجاد شود و سریع تر وراحت تراز قبل کثیفی ها رابه خود جذب کنند دراین گونه موارد نیز استفاده از با نانوپوشش های سنگ وچوب ضروری به نظر می رسد. همچنین این نانو پوشش ها باعث می شوند که ساختمان ها یی که دارای باغچه هستند و مجسمه های اطراف آن ها از تاثیرات محیطی محفوظ مانده و به مرورزمان در رنگ آن ها تغییری ایجاد نشود.

افزایش کارایی مصالح وکاهش مصرف ماده خام وانرژی موجب استفاده از فناوری نانو در  صنعت ساختمان شده است .ازمزایای استفاده از این فناوری می توان به افزایش کیفیت مصالح ،صرفه جویی در مصرف انرژی و بهتبع آن صرفه جویی اقتصادی اشاره کرد

بتن گازی وماسه سنگ هایی که ساختار سفید رنگی دارند واغلب در آتلیه ها و ایوان ها به کار می روند، کثیفی ها وچربی ها را جذب کرده وظاهر آنها خیلی سریع به صورت نامطلوبی تغییرمی کند. در این شرایط استفاده ازتمیز کننده های بافشار بسیار قوی نیز کارساز نمی باشد. اما در صورت استفاده از نانو پوشش های سنگ وچوب درحالی که به سطح اجازه تنفس داده می شود، باعث عدم نفوذ مواد به سطح می شوند، بدین ترتیب رنگ وساختار اصلی سطح حفظ می شود.

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

نانوپوشش های چوب، علاوه بر استفاده در سطوح چوبی معمولی برای سطوح چوبی جلادار وسطوح چوبی رنگ شده هم مورد استفاده قرارمی گیرند. درسطوح چوبی جلادارسه ماه پس ازاعمال جلا مورد استفاده قرارمی گیرند وبرای سطوح چوبی  رنگ شده ازنانوپوشش های چند منظوره استفاده می شود.

 

گچ،آجر و سیمان متاثر از فناوری نانو

یکی از مشکلات اساسی گچ ها ،آجرها ،یا سیمان های رایج،خاصیت جذب بالای آن هاست که موجب می شود این مواد بسترهای بسیارخوبی برای نوشته ها یا نقاشی هایی باشند که به زیبایی نمای ساختمان ها آسیب می زند.برای غلبه بر این مشکل ،می توان از روکش های مبتنی بر فناوری نانو استفاده کرد که با ایجاد محافظت دایمی ،از نفوذ رنگ به داخل دیوار جلوگیری می کند .این روکش از دوجزء تشکیل می شود که پس از اعمال شدن روی دیوار ،باهم واکنش می دهند وپس ازآن هر نوشته یا نقاشی روی این سطح به راحتی  تمیز می شود.

ساختمان هایی که با سیمان های الیافی ساخته می شوند پس از مدتی به منبع لکه وکثیفی تبدیل می شوند. سیمان استفاده شده درنمای ساختمان ها، کثیفی ها و کپک ها رامکیده و ب اتاثیر نور خورشید آنها را بخوبی در داخل ماتریس جایگزین می کند و دورکردن این لکه ها  وکثیفی ها کار بسیار مشکلی است. استفاده ازنانوپوشش های سنگ وچوب که در بالا ذکر شد،در نمای ساختمان باعث عدم نفوذ کثیفی ها، باکتری ها وغیره به داخل ماتریس می شوند و ظاهر اولیه نما را به خوبی حفظ می نمایند.

 

نانو پوشش های شیشه

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

ازجمله کاربردهای فناوری نانو مرتبط با تولیدات شیشه ای ،می توان به پوشش های خود تمیز شونده وجلوگیری کننده ازتشکیل مه اشاره داشت. مشکل  آلودگی سطوح مخصوصا درمورد سطوح با انرژی بالا همانند شیشه که تمایل به جذب مولکول های دیگر دارند ،فراگیر است .راهبرد ارائه شده توسط فناوری نانو ،نانو کامپوزیت های آلی /معدنی هستند که ویژگی های پلیمری پرفلوئوره (همانند تفلون) ایجاد می کنند.معمولا زمانی که زاویه تماس آب بالای 100درجه است،ویژگی دفع روغن وآب افزایش می یابد .این ویژگی در سطوح نچسبی همانند تابه های نچسب (تفلون )مورد استفاده قرار می گیرد.

 

نانو پوشش های شیشه در صنایع ساختمان واتومبیل بیشترین کاربرد را دارند، در ادامه به برخی ازکاربرد های آنها در صنایع ساختمانی اشاره شده است.

 

شیشه های خود تمیز شونده

 این نوع نانو پوشش ها، باضخامت چند نانومتر در سطح شیشه یک فیلم آب دوست تشکیل می دهند، سطح هیدروفیل آنها از تاثیر نور خورشید یک فوتوکاتالیست تشکیل داده وآب جمع شده در سطح، درمقابل نیروی جاذبه زمین میزان آب/ هوا را برروی خود افزایش داده وبدین ترتیب آب جمع شده در سطح تماما" پخش شده وبخودی خود امکان تمیز شدن رابوجود می آورد.

نانوپوشش های استفاده شده برروی شیشه پس از شش هفته خاصیت خود تمیزشوندگی را از خود نشان می دهند. بنا به گفته متخصصین نانوذرات TiO2 موجود در این نانو پوشش ها دارای دو خاصیت است ؛ یکی از آن ها فوق العاده هیدروفیل بودن آن است، دیگر آن که دارای خاصیت ضد عفونی کنندگی است، زیرا TiO2 قادربه شکستن وتجزیه آلاینده های آلی است. این تاثیرپس ازگذشت چند هفته در شیشه ایجاد می شود، زیرا تیتانیوم دی اکساید باید در داخل ماتریس شیشه جایگزین شده و شیشه ها را از کثیفی های موجود رها کرده وسپس کثیفی های محیط رابه صورت کاتالیتیک تجزیه نموده واز بین ببرد. خاصیت پخش شوندگی مساوی آ ب در سطح باعث می شود بدون اینکه لکه‌ای باقی بماند سطح ازکثیفی‌ها عاری شود.

فناوری نانو و صنعت ساختمان(1)

شیشه های کنترل کننده انرژی

این نوع شیشه ها ضمن دارابودن تنوع دررنگ وسایر خصوصیات، قادرند باکاهش شدید امواج ماوراء بنفش ومادون قرمز عبوری وتنظیم عبور نورمرئی، در زمستان تا 85درصد ودر تابستان تا 80درصد از هدر رفتن انرژی داخل ساختمان جلوگیری کرده ودر صرفه جوئی مصرف انرژی، نقش بسزائی داشته باشند.

 شیشه های محافظ در برابر آتش

شیشه های محافظ دربرابر آتش نیز یکی دیگراز دستاوردهای فناوری نانو است. این محصول از طریق قراردادن یک لایه شفاف محتوای نانو ذرات سیلیس (SiO2) درمیان دو صفحه شیشه ای ساخته می شود که در هنگام گرم شدن شیشه این لایه شفاف تبدیل به محافظی سخت، تیره ومقاوم دربرابر آتش می شود.

 یك ساختمان بزرگ به استحكام، امنیت و تامین انرژی نیاز دارد كه هر یك از این مولفه ها با صنعتی مجزا مرتبط است. به دلایل متعدد ساختمان سازی یكی از اقتصادی ترین فعالیت ها در دنیای امروز است و به بسیاری از فناوری ها ارتباط دارد.
یك ساختمان معمولاً باید 50 تا 100 سال عمر كند و می توان آخرین تحولات در فناوری را در آن اعمال كرد بدون آنكه نیاز به بیرون رفتن ساكنانش باشد. بخش زیادی از فعالیت های جدید فناوری نانو مربوط به ساختمان در حیطه كاهش اتلاف انرژی است، چرا كه میزان زیادی از انرژی مصرفی خانه ها صرف گرمایش و سرمایش و استفاده از وسایل برقی می شود، بنابراین به این بخش توجه ویژه ای صورت گرفته است. ساختمان های جدید خروجی دی اكسید كربن و انرژی مصرفی كمتر دارند. 
در بسیاری از ساختمان های امروزی مقادیر اتلاف انرژی به حداقل رسیده است .متوسط مصرف ساختمان های كم انرژی امروزی 85 كیلو وات ساختمان به ازای هر متر مربع است. این مقدار برای ساختمان های متداول 220 كیلو وات ساعت به ازای هر متر مربع است.
در ساختمان سازی امروزی كلیه مراحل عمر یك ساختمان از مصالح اولیه و ساخت تا تخریب ساختمان ها، مورد دقت قرار می گیرد. سرفصل های ساختمان سازی در دنیای امروز شامل كاهش مصرف منابع، استفاده از مواد و اجزای قابل بازیافت ساختمانی، جلوگیری از هزینه های حمل و نقل، بازگشت ایمن مواد ساختمانی به چرخه مواد طبیعی، جلوگیری از آسیب به طبیعت و ساختمان هایی است كه در آن ها فضا تلف نشود.
هنر فناوری نانو آن است كه بتواند هزینه های مربوط به مسكن را كاهش دهد و به خانه دار شدن همه نیز كمك كند.
ساخت بناهای قرص و مطمئن با استفاده از نانو مواد

در نگاه اول به یك بنا اول از خود می پرسیم این بنا چقدر محكم است. مصالح نیز تركیبی از مواد استحكام دهنده و نگهدارنده هستند. استحكام دهی به یك بنا به طور معمول به مصرف مصالح خیلی زیادی نیاز دارد، مثلاً باید تیرآهن و میلگرد زیادی برای پی ریزی ساختمان استفاده شود. میزان زیاد مصرف ماده و انرژی حین ساخت و سكونت مساله بسیار مهمی است. فناوری نانو راه هایی برای افزایش استحكام با مصرف مصالح كمتر اما محكم تر و كاهش مصرف انرژی ارائه می دهد، یكی از راه ها استفاده از قدرت نانومواد است. نانومواد عمدتاً فعال تر و قوی تر از مواد حجیم هستند و توانایی آن ها به طور چشم گیری افزایش یافته است. لذا حجم كمتری از آنها مورد نیاز است. حضور نانولوله های كربنی و نانوذرات سرامیكی در مصالح می تواند تحمل بار در آنها را افزایش دهد. 
بتن مسلح به فولاد محكم در برابر فشارهای خم كننده تحمل بالایی دارد اما تكرار سرما و گرما و چرخه های رطوبت و خشكی سرانجام باعث خرد شدن بتن و بی حفاظ ماندن فولاد می شود كه بعدها به زنگ زدن آن منجر خواهد شد. مواد كامپوزیت جدید (نانوكامپوزیت ها)بر اساس پیشرفت های فناوری نانو می توانند این مشكلات را حل كنند.

اضافه كردن نانولوله ها ی كربنی (نانولوله ها ی كربنی به صورت های تك جداره ویاچند جداره مورد استفاده قرار می گیرند.) و نانوذرات سرامیكی به موادی مانند بتن ها و پلیمرها می تواند قابلیت تحمل بار آنها را افزایش دهد و مقاومت آن ها را نسبت به شرایط محیطی مثل سرما و گرمای خیلی زیاد با شرایط خوردگی نمك یا برخورد با آب، افزایش دهد و توانایی آن ها را برای رو به رو شدن با تنش های دیگر مثل بر خورد با حركت در زمین لرزه ها، بدون اینكه شكاف بر دارند یا شكسته شوند، زیاد كند،وكارایی وخواص بتن را به طور قابل ملاحظه ای افزایش دهد، استفاده از مصالح جدید نیاز به استفاده از مواد تقویت كننده سنگین مانند فولاد را تغییر داده و امكان ضعیف شدن سازه بر اثر خوردگی را رفع می كند.
هنر فناوری نانو آن است كه بتواند هزینه های مربوط به مسكن را كاهش دهد و به خانه دار شدن همه نیز كمك كند

جلوگیری از اتلاف انرژی درساختمان
كاری كه یك پارچه از عهده آن بر می آید كنترل دما در مجاورت بدن است. پارچه با ذخیره مقادیر اندكی هوا به عنوان بهترین عایق جلوی اتلاف حرارت و گرما را بگیرد. این مثال در مقیاسی بزرگ تر برای یك خانه نیز ممكن است. بشر در طول تاریخ بیشتر از مواد طبیعی برای عایق بندی استفاده كرده است. اگر چه مواد قدیمی در هر موقعیتی كه كاربرد انبوه آن ها امكان پذیر بود مانند فضاهای خالی دیوار خوب عمل می كردند، اما برای كاربردهایی مثل شیشه كاری كه مقادیر قابل توجه ای گرما می تواند جذب یا دفع شود، مناسب نیستند. مبنای مواد عایق بر دارا بودن تعداد زیادی از حفرات است كه تا حد امكان بتوانند هوا را در میان خود نگه دارند. مواد عایق از خاصیت رسانش پایین هوا استفاده كرده و جلوی جریان آزاد هوا را می‌گیرند.
 فناوری نانو خصوصیات عایق بندی بالایی را ممكن می سازد كه به پوشش ها یا لفاف های نازك تر امكان می دهد تا از اتلاف یا جذب حرارت بالا جلوگیری كند. كاری كه با مواد معمول امكان پذیر نیست. در این عرصه، مواد نانو حفره‌ای ویژگی‌های بسیار جالبی ارائه می‌دهند. از سویی می‌توان به عایق حرارتی در مقابل هر سه نوع انتقال گرا شامل تشعشع، جابجایی و همرفتی اشاره كرد. خصوصیت ویژه این محصول، مایع بودن آن است كه امكان استفاده از آن را بر روی سطوح فلزی و غیر فلزی فراهم می‌كند و با صرف هزینه نسبتاً كمی، می‌توان حتی از آن در ساختمان‌های در دست بهره برداری نیز استفاده نمود و هیچ گونه تغییر ظاهری نیز در تركیب ساختمان ایجاد نمی‌كند.حاصل این كار جلوگیری از اتلاف انرژی از ساختمان است.

فوم های نانوساختار هم با به حداكثر رساندن هوای به دام افتاده مربوط به توده جامد مثل لباس عمل می كنند. این فوم ها از تركیب پلیمرها و مواد نانوساختار مثل نانوذرات سرامیكی و نانولوله های كربنی ساخته شده اند. برای آنكه هوا بتواند گرما را انتقال دهد، باید مولكول ها با یكدیگر ارتباط داشته باشند. در فوم های میكرومتری تراكمی حدود 10 سلول در هر میلیمتر وجود دارد. نانوفوم ها حفره های بسیار ریزتری دارند كه اندازه آنها كمتر از نیم میكرومتر است. بنابراین باید 2000 سلول در هر میلی متر از این سلول ها وجود داشته باشد. در نانوفوم ها، تعداد مولكول های محبوس در هر سلول آنقدر كم است كه مولكول ها حتی اجازه رویت مولكول های جانبی را پیدا نمی كنند و نمی توانند انرژی را دست به دست انتقال دهند، در نتیجه خصوصیت بازدهی در سد كردن گرما بسیار زیاد می شود.





نوع مطلب : فناوری نانو، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
مهسا احمدی
یکشنبه 19 آذر 1391
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی