آبگریزی سطوح با استفاده از فناوری نانو


معرفی نانو آبگریز یا نانو پوشش آبگریز کننده

آبگریزی سطوح با استفاده از فناوری نانو

 

در طي سال های گذشته، جوامع علمي و صنعت پو شش دهي دنيا، با سطوح و پوشش هاي آبگريزو خودتميزشونده مبتني برفناوری نانو همراه با خواص منحصر به فرد دفع آب، آشنا شده است. فيلم هاي ويدئويي آنلاين، تخيلات عمومي را با استفاده از به تصويركشيدن راه رفتن مردم از ميان گودال هاي گل ولاي بدون مرطوب يا گلي شدن كفش هاي تنيس آن ها و به پرواز درآمدن واقعي آب از روي سطوح پوشش دهي شده، نشان داده است. موضوع فناوري خودتميزشوندگي و آبگریزی از طبيعت الهام گرفته است. بسياري از سطوح در طبيعت داراي خصوصيات خود تميزشوندگي هستند، سطح گياهان و حشرات مانند بال پروانه ها، برگ گياهان و برگ نيلوفر آبي چند نمونه از آنها هستند. دفع بيش از حد آب توسط موارد ذکر شده الهام بخش دانشمندان براي ترغيب به انجام تحقيقات اوليه بر روي پديده آبگريزي شد. در حقيقت اصطلاح “اثر لوتوس يا نيلوفرآبي ” بیان کننده رفتار فوق آبگريزي مي باشد. از آنجايي كه پوشش هاي خودتميزشونده كاربردهاي زيادي در صنايع مختلف از جمله صنايع خودروسازي، صنايع نساجي، صنعت اپتيك، صنعت هوا و فضا، صنايع دريايي و در رنگ ها دارند در حال حاضر تحقيقات متعددي در سراسر جهان براي توسعه كارآمدي و دوام اين نوع پوشش ها در شرايط محيطي مختلف در حال انجام است.

تعریف پوشش آبگریز

در پوشش هاي آبگريز، قطرات آب روي سطح از طريق لغزش و غلتیدن حركت مي كنند و در مسير خود سطح را كاملاً تميز مي‏كنند. سطوحي كه داراي زاويه تماس آب بيش از 150 درجه و زاويه لغزش كمتر از 5 درجه هستند به عنوان سطوح فوق آبگريز شناخته مي شوند.

تاریخچه پوشش آبگریز

سطوح خود تمیز شونده آبگریز اولین بار با کشف ریز ساختار برگ نیلوفر آبی که بر خلاف ظاهر صافش، دارای سطحی زبر در مقیاس میکرو و نانو است، مورد توجه قرار گرفت. در این گیاه، آب به محض تماس با سطح به شکل قطرات کروی تجمع یافته و با لغزش از روی سطح ذرات آلودگی و خاک را با خود از روی سطح می‌زداید. بنابراین سطوح خود تمیز شونده آبگریز با مکانیسم مشابه با برگهای نیلوفر آبی، علاوه بر دفع آب از روی سطح خود توانایی دفع آلودگی‏ها شامل ذرات جامد، مایعات آلی و آلودگیهای زیستی را نیز دارند.

اهمیت آب‌گریز کردن سطوح با استفاده از نانو پوشش های آبگریز

وجود رطوبت و نشت آب به زیرساخت‏های مختلف قطعات ساختمانی و صنعتی مسئله‌ای شناخته شده است. آب و رطوبت در صنایع مختلفی مانند صنعت ساختمان، صنایع دریایی، سطوح فلزی و غیره می‌تواند مشکل‌ساز باشد، به عنوان نمونه در زیر به برخی از مشکلات مرتبط با آب در صنایع مختلف اشاره شده است:

رسوخ در مصالح ساختمانی، نشت آب به علت خلل و فرج های داخلی و ترکهای ریز، مسئله‌ای مشخص است. بیشتر مصالح ساختمانی مانند آجر، سنگ، گچ، بتن و سیمان دارای تخلخل‏های بسیار ریز و گروه‌های هیدروکسیل در سطح خود هستند. این گروه‌های هیدروکسیل به خاطر شباهت با ساختار آب و ویژگی آب دوستی جاذب آب بوده، بنابراین به راحتی خیس شده و آب در سطح آنها نفوذ می‌کند. بنابراین به منظور جلوگیری از رشد ترک‏ها، پوسته پوسته شدن سطوح ساختمانی، ایجاد کبک و قارچ در اثر رطوبت آبگریز کردن این سطوح دارای اهمیت ویژه‌ای است. خوردگی سطوح فلزی و فولادی در نواحی ساحلی و صنایع مختلف و جلوگیری از تضعیف مقاومت مصالح ساختمانی بتنی، مسئله مهم دیگری است که در ضد آب‌سازی به آن پرداخته می‌شود. استفاده از نانو پوشش آبگریز به منظور افزایش دوام، کاهش هزینه‌ها و کاهش زمان مورد نیاز برای نظافت تجهیزات در صنایع مختلفی مانند اتومبیل‌سازی، ساختمان وغیره مورد استفاده قرار گرفته است. نانو پوشش‏ها و رنگ‏های خود تمیز شونده آبگریز به واسطه حرکت قطرات آب از روی سطح خود آلودگیهای سطحی را می‌زدایند.

چند دلیل استفاده از نانو پوشش های آبگریز کننده برای مصالح ساختمانی

  • خسارات ناشی از جذب رطوبت در مصالح ساختمانی یا نمای ساختمان ها:
  • شوره زدگی و پوسته پوسته شدن سطح
  • حملات قارچ ها، کپک ها و جلبک ها
  • پوسته شدن رنگ
  • نفوذ و نشت رطوبت به درون دیوارها
  • کثیف شدگی زودهنگام سطح
  • ترک های ناشی از تورم و انقباض
  • یخ زدگی و ذوب شدن پیاپی آب در مصالح
  • کربونیزاسیون – باران های اسیدی – سولفاته شدن – خوردگی شیمیایی
  • خوردگی آهن آلات به کار رفته در اسکلت ساختمان
  • آلودگی هوا خصوصاً در شهرهای بزرگ و کثیف کردن چهره ساختمان‏های شهر
  • دشواری شستشوی نمای ساختمان‏ها و در برخی موارد غیرممکن بودن این امر
  • فرسودگی، کثیفی و رنگ‏پریدگی نماهای برخی از ساختمان‏ها در سطح شهر

 

انواع کاربردهای نانو پوشش های آبگریز

محافظ نانو برای همه سطوح

  • پوشش برای ترموست، ترموپلاستیک و سطوح رنگ شده
  • پوشش برای فلزات و آلیاژها
  • پوشش برای پارچه و چرم
  • پوشش برای سطوح شیشه ای و سرامیک
  • پوشش برای آجر، بتن، سنگ طبیعی و سطوح معدنی
  • پوشش برای سطوح چوبی
  • پوشش های فوق آبگریز
  • پوشش های ضد نوشتار (ضد شعارنویسی)

پیشنهاد میکنیم برای آشنایی بیشتر مقاله های آبگریز آجر، آبگریز سنگ، آبگریز چوب و ام دی اف، آبگریز کاشی و سرامیک، آبگریز شیشه ، آبگریز سطوح فلزی و آبگریز سطوح رنگ شده را مطالعه بفرمایید.

 

نویسنده: دکتر مریم شهرکی

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *