اصول کار نانو پوشش‏ ها


اصول کار نانو پوشش ‏ها

 

 

1- “نانو” به چه معناست؟ فناوری نانو چیست؟ اهداف آن چیست؟ در کدام صنایع کاربرد دارد؟

“نانو” یک پیشوند است که به یک میلیاردم هر واحد اشاره دارد. به عنوان مثال ، یک متر از یک میلیارد نانومتر تشکیل شده است.

فناوری نانو اصطلاح چتری برای کلیه فعالیت‏هایی است که در مقیاس نانو به طور نامرئی انجام می‏شود و در رشته‏ های مختلف مانند شیمی، فناوری، مهندسی و بسیاری دیگر کاربرد دارد. ساختارهای بنیادی فناوری نانو، ذرات نانو هستند که اندازه آنها به اندازه 100 نانومتر یا کمتر است. دستکاری و طراحی ماده در این مقیاس- که به اندازه 1/80000 عرض یک تار موی انسان است- زمینه اصلی مطالعه فناوری نانو است.

فناوری نانو در بسیاری از صنایع اعم از پزشکی تا مهندسی، از شیمی تا کشاورزی کاربرد دارد. از نانوذرات می توان برای تشخیص و درمان برخی بیماری ‏ها استفاده کرد. همچنین پیش بینی می شود که آنها می توانند در زمینه انرژی پایدار برای ارائه راه حل های سازگار با محیط زیست استفاده شوند. علاوه بر این، فناوری نانو به طور گسترده ای در بخش صنعتی و تولید محصولات نهایی مورد استفاده قرار می گیرد.

در ادامه چند نمونه از نقش فناوری نانو در زندگی روزمره ما عنوان می شود:

طول عمر بسته بندی مواد غذایی را افزایش می دهد.

وزن دستگاه های الکترونیکی را کاهش می دهد.

مقاومت کرم های ضد آفتاب را در برابر اشعه ماوراء بنفش افزایش می دهد.

استخوان های مصنوعی را تقویت می کند و دوام سطوح وسایل نقلیه را در برابر عوامل خارجی افزایش می دهد.

 

2- نانو پوشش ‏های بر پایه نانوتکنولوژی (فناوری نانو) چیست؟

نانو پوشش‏ها لایه‏های نازک و نامریی هستند که بر اساس اصول فناوری نانو توسعه یافته اند. وقتی سطوح با این لایه ها پوشش‏ دهی شوند، خواص مختلفی به دست می آورند. برخی از این موارد عبارتند از:

  • آبگریزی و روغن‏ گریزی
  • مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش
  • مقاومت در برابر مواردی مانند خراش، ضربه، تغییر رنگ، اکسیداسیون و فرسایش
  • جلوگیری از رشد باکتری ها
  • مقاومت در برابر مواد شیمیایی مضر

با توجه به این ویژگی ها که عملکرد سطوح پوشش داده شده را بهبود می بخشد، نانو پوشش ها به طور گسترده ای بر روی طیف وسیعی از مواد، محصولات و ساختارها با هدف افزایش سهولت مصرف و افزایش طول عمر استفاده می شوند.

 

3- مزایای استفاده از نانو پوشش‏ ها چیست؟

سطوحی که با نانو پوشش‏ ها پوشش‏ دهی می شوند، بسته به ماهیت مواد مورد استفاده، خواص مختلفی مانند ضدآب و ضد‏لکه یا مقاومت در برابر خراش و مواد شیمیایی را به دست می آورند. به لطف این ویژگی‏ ها، مصرف کنندگان می توانند از محصولات نانو پوشش خورده راحت تر و روان تر استفاده کنند، طول عمر وسایل شخصی خود یا سطوح خانه/وسیله نقلیه خود را طولانی کرده و بازده مالی خرید خود را افزایش دهند. این محصولات، که به دلیل کاربرد نانو پوشش بسیار آسان‏تر تمیز می شوند، در برابر عوامل مختلف مخرب دوام می آورند، بنابراین زمان و تلاش مصرف کنندگان برای فرایندهای تمیز کردن و مراقبت از محصول را کاهش می دهند. اشیاء ارزشمند و وسایل شخصی برای مدت طولانی در شرایط خوبی باقی می مانند و ارزش آنها افزایش می یابد.

 

4- پوشش‏ های آبگریز و اثر نیلوفر آبی چیست؟ چگونه از نانوپوشش ها برای این منظور استفاده می شود؟

آبگریزی، در این زمینه، به دفع آب اشاره دارد. سطوحی که با نانو پوشش پوشش داده می شوند آبگریز می شوند. به این ترتیب سطوح نانو شده مایعات را دفع می کنند، به راحتی تمیز می شوند و بدون لکه باقی می مانند.

در مورد اثر نیلوفر آبی، این اصطلاح به نام گل نیلوفر آبی نامگذاری شده است، که بسیار شبیه به گل آبی معروف است. گیاه نیلوفر آبی به دلیل داشتن برگهای دافع مایع و خاک معروف است. این ویژگی آبگریزی، که در گیاهان دیگر مانند گندم و ذرت نیز مشاهده می شود، به تمیز ماندن برگها و گلبرگها کمک می کند. از آنجا که ساختار سطحی نانوپوشش ها از ساختار طبیعی این گیاهان الهام گرفته شده است، خاصیت دفع آب و تمیز کردن آسان سطوح نانو شده به عنوان اثر نیلوفر آبی شناخته می شود.

نانوپوشش ها را می توان برای این منظور روی سطوح مختلف، از جمله منسوجات، شیشه، سرامیک، فلز، چوب، آجر، سنگ، بتن و مواد معدنی طبیعی استفاده کرد. آنها از کثیف شدن و لکه دار شدن لباس ها و کفش های گرانبها جلوگیری می کنند. همچنین می توانیم با این نانو پوشش‏ها، نمای ساختمان‏ها، آلاچیق‏ها، وسایل چوبی، سازه‏های چوبی، سطوح وسایل نقلیه، عرشه قایق ها و بسیاری از سطوح دیگر را که در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم آبگریز و ضدآب کنیم.

 

5- اثرات مضر اشعه UV بر سطوح مختلف چیست؟ چگونه از نانوپوشش ها برای این منظور استفاده می شود؟

درست مانند بدن انسان، سطوح نیز می توانند تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش قرار بگیرند. هنگامی که موادی که در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم نیستند برای مدت طولانی در معرض این اشعه ها قرار گیرند، برخی پیامدهای منفی مانند تغییر رنگ و رنگ‏پریدگی، ترک خوردن، تجزیه، آفتاب سوختگی، شکستن و از بین رفتن انعطاف پذیری مشاهده می شود. این آسیب ها عموماً تخریب UV نامیده می شوند.

بسیاری از انواع مواد طبیعی و مصنوعی که به طور گسترده در زندگی روزمره ما استفاده می شوند مستعد تخریب اشعه ماوراء بنفش هستند. نانو پوشش‏هایی که محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را ارائه می دهند، می توانند برای جلوگیری از آسیب ناشی از نور خورشید در محصولات و سازه های مختلف، به ویژه موارد ساخته شده از لاستیک، چوب و PVC استفاده شوند. این نوع نانو پوشش ها به طور خاص با هدف محافظت از سطوح در برابر تخریب اشعه ماوراء بنفش ساخته شده اند.

هنگامی که نانو پوشش ‏هایی با محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش روی سطوحی که اغلب در معرض نور خورشید هستند اعمال می شود، این لایه نامرئی به عنوان یک محافظ عمل می کند و از مشکلاتی مانند رنگ پریدگی، زردگروی، ساییدگی و ترک خوردگی جلوگیری می کند. پوشش‏های نانو به طور گسترده ای برای ترموود، وسایل چوبی، منسوجات و چرم، سطوح قایق ها و رنگ آمیزی خودرو استفاده می شود.

 

6- خاصیت ضد لکه و آسان تمیز شوندگی چیست؟ چگونه از نانوپوشش ها برای این منظور استفاده می شود؟

هنگامی که نانو پوشش های آسان تمیز شونده بر روی سطوح استفاده می‏شوند، سطوح دافع آب و گرد و خاک می شوند، از ایجاد لکه جلوگیری می شود و دیرتر کثیف می شوند و مراحل تمیز کردن این سطوح آسان تر انجام می شود. حتی موادی که معمولاً سخت ترین لکه ها را ایجاد می کنند، به دلیل نانو پوششی که به عنوان یک سپر و محافظ عمل می کند، نمی توانند به لایه های عمیق تر سطح جذب شوند و در سطح نفوذ نمی‏کنند، بنابراین روی سطح می مانند و راحت تمیز می‏شوند. علاوه بر این با توجه به خواص آبگریزی و اثر نیلوفر آبی ایجاد شده توسط نانو پوشش، گرد و خاک نمی تواند به سطح متصل شود و بدون نیاز به فرایندهای تمیز کردن سنتی به راحتی پاک می شود.

نانو پوشش ‏ها به طور گسترده ای برای این منظور در نمای ساختمان، محصولات نساجی، مراقبت از خودرو، وسایل شخصی و سطوح خانه و سطوح چوبی استفاده می شود. به عنوان مثال، کفش های جیر که با یک محصول نانو نساجی محافظت می شوند، حتی پس از قرار گرفتن در معرض خاک و گل، به سادگی پاک می شوند. همین اصل در مورد محصولات حفاظتی سطح خودروهای نانو شده صدق می کند. آنها یک لایه با دوام بر روی رنگ ایجاد می کنند و از عوامل خارجی مانند باران، گل، آهک، آب سخت، فضولات پرندگان، مواد شیمیایی و شن، از ایجاد لکه و آسیب به سطح جلوگیری می کنند.

 

7- نانو پوشش ‏ها در چه صنایع و برای چه اهدافی مورد استفاده قرار می‏گیرند؟ نانو پوشش‏ ها چگونه کار می‏کنند؟

 نانو پوشش‏ ها برای بسیاری از صنایع به دلیل لایه محافظتی که روی سطوح مختلف ایجاد می‏کنند استفاده می‏شوند.

در صنایع نساجی و صنایع مرتبط، از آنها برای محافظت از الیاف و پارچه در برابر لکه ها، رنگ پریدگی، ساییدگی، پارگی، چین و چروک، آسیب UV و رشد باکتری ها استفاده می شود. در صنایع خودروسازی و دریایی، نانوپوشش ها سطوح را در برابر آب، رطوبت و اشعه ماوراء بنفش محافظت می کنند و از مسائلی مانند اکسیداسیون، خوردگی و خراش جلوگیری می کنند. به طور مشابه در سطوح چوبی، سطوح منزل و وسایل شخصی به دلیل خاصیت آبگریزی و ضد لکه، خاصیت آسان تمیز شوندگی، مقاومت شیمیایی و خراش استفاده می شوند. نانو پوشش ‏ها در مقایسه با دیگر پوشش ‏های استاندارد عملکرد بسیار موثرتر و طولانی‏تری با مقدار کمتری از محصول ارائه می دهند.

نانو پوشش ها حاوی ذرات بسیار کوچکی هستند که در مقیاس نانومتری اندازه گیری می شوند. به این ترتیب آنها یک لایه بسیار بسیار  نازک‏تر از پوشش های استاندارد روی سطح تشکیل می دهند. این لایه محافظ برای چشم انسان نامرئی است و به هیچ وجه بر بافت یا ظاهر سطح تأثیر نمی‏گذارد. این لایه انرژی سطحی مواد نانو شده را تغییر می دهد و ویژگی هایی مانند آبگریزی یا دافع مایعات، مقاومت در برابر لکه، تمیز کردن آسان و دوام در برابر عوامل مخرب مختلف را برای آن فراهم می کند. به این ترتیب، پوشش‏های نانویی باعث افزایش طول عمر، تسهیل در استفاده و همچنین افزایش کارایی و ارزش محصولات نهایی می شوند.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

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