چگونگی ساخت و تغییر رنگ مواد نانو (رنگ ساختمانی)

رنگ و سایر پوشش‌ها اغلب برای اجزا یا محصولاتی که باید در برابر اثرات بالقوه محیطی مانند خوردگی یا گرد و غبار بسیار مقاوم باشند ضروری هستند. اخیرا، صنعت رنگ بر روی فناوری نانو متمرکز شده است، به ویژه نانوذرات، یا ذرات ماده ای که قطری بین 1 تا 100 نانومتر دارند. محققان شروع به ترکیب نانوذرات و مواد مشابه در رنگ‌های جدید کرده‌اند تا خواص بیشتری مانند محافظت بیشتر در برابر خوردگی داشته باشند.

برخی از نانوذرات همچنین مزایای منحصر به فردی دارند که با رنگ‌های معمولی به دست نمی‌آیند، مانند خواص ضد میکروبی. این امر آنها را به ویژه برای مشاغلی که علاقه مند به پوشش های بسیار مؤثر محصول هستند جذاب می کند. در اینجا نحوه استفاده از نانوذرات برای تقویت رنگ در کاربردهای صنعتی آورده شده است.
آرسیان کو تولید کننده و پخش کننده انوع نانو ساختمانی و عایق رطوبتی نانو رنگ با کیفیت و ماندگاری بالاست. هدف این مجموعه جلب رضایت مردم و مشتری مداری است.

1. پودر نانو نقره به رنگ ها خاصیت ضد میکروبی می دهد

کنترل باکتری ها و میکروب ها در بیمارستان ها می تواند کار دشواری باشد. سطح تمیزی مورد نیاز برای جلوگیری از عفونت و فعال کردن کار روزانه به این معنی است که سطوح باید مرتبا تمیز و استریل شوند. این امر ایمنی را برای پزشکان و بیماران تضمین می کند و در عین حال از گسترش بیماری جلوگیری می کند. پوشش‌های ضد میکروبی می ‌توانند کار استریل نگه داشتن سطوح را بسیار ساده‌تر کنند، زیرا میکروب‌ها در تماس کشته یا از بین می‌روند.
محققان در حال آزمایش با استفاده از پودر نانو نقره مخلوط با رنگ برای ارائه محلول پوشش ضد میکروبی به بیمارستان ها، ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی و سایر سازمان هایی هستند که به آن نیاز دارند.
نقره یک ضد میکروبی است که به خوبی مستند شده است. این می تواند عملکردهای مهم سلولی در میکروب ها را مهار کند و به عنوان عامل کشتن باکتری ها، قارچ ها و حتی ویروس های خاص شناخته شده است. استفاده از نقره خالص به عنوان پوشش معمولا عملی نیست، به همین دلیل است که محققان به دنبال استفاده از نانومواد و یون‌ها به جای آن هستند.

تکنیک های جدید برای سنتز نانو پودر نقره

یک رویکرد جدید برای سنتز نانو پودر نقره که توسط تیمی از محققان هندی در مرکز تحقیقات اتمی Bhabha مستقر در بمبئی (BARC) توسعه یافته است، از فرآیندی سازگار با محیط زیست استفاده می کند که نیاز به مواد شیمیایی خشن را به حداقل می رساند.
این روش همچنین با استفاده از صمغ عربی از انتشار نانوذرات نقره در محیط جلوگیری می کند. این یک پلیمر زیست محیطی دوستدار محیط زیست است که از شیره درخت اقاقیا به دست می آید.
به گفته محققان، علاوه بر ارائه رنگ هایی با خواص ضد میکروبی، این پودر می تواند در مدیریت پسماند یا آب تمیز نیز استفاده شود.

2. فناوری نانو از خوردگی جلوگیری می کند

خوردگی یک مسئله مهم در دنیای صنعتی است. در سطح جهانی، هزینه تخمینی سالانه مبارزه با آن- از جمله بازرسی و تعویض قطعات و محافظت در برابر خوردگی – حدود 2.5 تریلیون دلار است. طبق تحقیقات انجمن ملی مهندسین خوردگی (NACE) این معادل 3.4 درصد از تولید ناخالص داخلی جهانی در سال 2020 است.
رنگ ها و پوشش های صنعتی برای کاهش تاثیر خوردگی و افزایش طول عمر قطعات فلزی ضروری هستند. نانوتکنولوژی جدید به ایجاد جایگزین هایی کمک کرده است که در مقاومت در برابر خوردگی بسیار موثر هستند.

مبارزه با خوردگی با رنگ ها و پوشش های گرافنی

به عنوان مثال، تحقیقات اخیر توسط شرکت شیمیایی استرالیای جنوبی Sparc Technology نشان داده است که گرافن هنگامی که با پوشش‌ها و رنگ‌های نانو موجود در بازار مخلوط می‌ شود، خواص ضد خوردگی امیدوارکننده‌ای دارد . گرافن ماده ای فوق نازک است که از اتم های کربن که در ساختاری شبکه مانند قرار گرفته اند ساخته شده است.

برای آزمایش قدرت پوشش، محققان پوشش گرافن و یک پوشش کنترلی را روی لایه های فولادی اعمال کردند و هر دو را در معرض 1344 ساعت پاشش نمک قرار دادند. به گفته این شرکت، افزودن گرافن باعث بهبود 62 درصدی در خزش اسکریپ در مقایسه با پوشش‌های کنترل شد که نشان‌دهنده بهبود قابل توجه مقاومت در برابر خوردگی است.

بیشتر بخوانید:قیمت عایق رطوبتی نانو
در آزمایش‌های این شرکت، رنگ‌ها و پوشش‌های گرافن روی فولاد صاف و نورد سرد اعمال شد. این ماده به طور معمول یک بستر چالش برانگیز برای پوشش های ضد خوردگی در نظر گرفته می شود. دارای پروفیل لنگر کمتری نسبت به زیرلایه های مشابه است، مانند فولاد ساینده تمیز شده با انفجار، که معمولا پوشش ها راحت تر به آن می چسبند. تیم تحقیقاتی موفقیت پوشش گرافن را قابل توجه دانستند.
همراه با سایر تکنیک‌های مدیریت خوردگی- مانند کنترل دما و بهبود جریان هوا- این رنگ‌ها می ‌توانند دارایی ارزشمندی برای کسب ‌و کارها باشند.

3. پوشش های دافع گرد و غبار با نانومولکول های مبتنی بر TiO 2

کسب ‌و کارهایی که کاربردهای تجاری نانو پوشش‌های مبتنی بر TiO 2 را آزمایش می‌ کنند، دریافته‌ اند که می ‌توانند در کنترل گرد و غبار و کثیفی در ناحیه‌ای که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار دارند، مؤثر باشند. یک شرکت جدید یک سیستم انتقال نانوذرات را توسعه داده است که می تواند برای ایجاد پوشش های دافع گرد و غبار برای پانل های خورشیدی، بهبود کارایی و به حداقل رساندن تعمیر و نگهداری مورد نیاز استفاده شود.
شرکت سازنده این فناوری، Swift Coat، در درجه اول انتظار دارد که این فناوری برای جلوگیری از کثیف شدن صفحات خورشیدی مفید باشد. با گذشت زمان، به دلیل انباشته شدن گرد و غبار، خاک و سایر زباله ها روی سطح پانل، کارایی آنها کاهش می یابد. در یک مقیاس زمانی به اندازه کافی طولانی، کثیفی می تواند بازده پنل خورشیدی را تا 30٪ کاهش دهد.
این می تواند مشکلات شدیدی را برای مشاغل و مصرف کنندگان ایجاد کند. پانل های خورشیدی نصب شده در پشت بام خانه ممکن است به راحتی توسط صاحب خانه قابل دسترسی نباشد. اگر آنها نتوانند پانل ها را تمیز کنند یا از عهده یک تیم نظافتی برآیند که بتواند این کار را برای آنها انجام دهد، این کاهش کارایی می تواند ماه ها ادامه داشته باشد.
کسب و کارهایی که تاسیسات خورشیدی از راه دور دارند با چالش های مشابهی روبرو هستند. هزینه های نیروی کار تمیز کردن پانل های خورشیدی می تواند به میزان قابل توجهی باعث کاهش صرفه جویی شود که شرکت ممکن است با اتخاذ یک منبع انرژی سبز تضمین کند.

به حداقل رساندن تاثیر کثیفی بر روی پنل های خورشیدی با TiO2

رویکرد Swift Coat استفاده از روشی منحصر به فرد برای اعمال نانوذرات مبتنی بر دی اکسید تیتانیوم بر روی سطوح پنل های خورشیدی پس از نصب است. این ذرات نور فرابنفش را کاتالیز می کنند تا ذرات خاک و گرد و غبار موجود در هوا را تجزیه کنند و به کند شدن یا حتی جلوگیری از کثیف شدن کمک می کنند. در عمل، نانوپوشش ممکن است تولید انرژی یک پنل خورشیدی را تا 3 درصد در هر سال بهبود بخشد، بدون اینکه هزینه ساخت افزایش یابد.
این رویکرد که رسوب نانومواد مبتنی بر ضربه آئروسل (AIDA) نامیده می‌شود، شامل شتاب نانوذرات آئروسل‌شده با سرعت صوتی از طریق یک نازل شکاف‌دار توسط جریان گاز و متصل به یک بستر است.
این فرآیند علاوه بر ارائه یک پوشش شفاف که به دفع گرد و غبار کمک می کند، به اعمال کننده امکان کنترل تخلخل و ضخامت پوشش را نیز می دهد. این به کاهش انعکاس کمک می کند که می تواند بر کارایی پنل خورشیدی تأثیر منفی بگذارد.
اثر ضد خوردگی بالقوه ذرات دی اکسید تیتانیوم، مشابه سایر نانومواد مانند گرافن، به این معنی است که این پوشش می تواند برای جلوگیری از خوردگی قطعات فلزی در مجموعه پنل خورشیدی نیز استفاده شود.

چگونه نانومواد در حال تغییر صنعت رنگ هستند؟

نانوموادها می ‌توانند رنگ‌ها و پوشش‌هایی را با ویژگی‌های منحصر به ‌فرد– مانند خواص ضد میکروبی، ضد خوردگی و دافع گرد و غبار– ارائه دهند که می ‌تواند مزایایی را برای طیف وسیعی از صنایع ارائه دهد.
استفاده از نانومواد هنوز عمدتا تجربی است، اما چندین کاربرد تجاری عایق نانو اولیه نشان داده‌اند که چگونه فناوری نانو ممکن است انواع جدیدی از رنگ‌ها و پوشش‌های صنعتی را فعال کند. مزایای افزودن نانوذرات بسیار بیشتر از هزینه هاست و می تواند منجر به تولید محصولات نهایی با ماندگاری بیشتر و کارآمدتر شود.

بیشتر بخوانید:خرید عایق رطوبتی نانو