ارتقا خواص رنگ ها توسط مواد نانو – کاربردشان در صنعت ساختمان سازی

برای قرن ها رنگ بسیار بیشتر از یک پوشش تزئینی بوده است. این اولین خط دفاعی در برابر خوردگی، سایش، تنش، کرنش، فرسایش شیمیایی، پوسیدگی و حتی تشعشع بوده است. مردم با استفاده از یک لایه نازک و در عین حال فیزیکی از رنگ یا لاک از چوب، پلاستیک، فلز و حتی شیشه محافظت می کنند.
رنگ در طول تاریخ طولانی خود دوره های توسعه سریعی را تجربه کرده است، زیرا انسان ماقبل تاریخ از گچ، خون و رنگ های طبیعی برای پوشش دیواره های غار استفاده می کرده است.

در دهه 1950، تولیدکنندگان پوشش، لاک های اکریلیک گرمانرم و استفاده از رنگدانه های فلزی را ایجاد کردند. در دهه 1970 آنها برای جلوگیری از زنگ زدگی خودروها پرایمرهای رسوب الکتریکی ابداع کردند، در حالی که اخیرا اختراع اکریلیک ها و پلی استرهای قابل کاهش با آب، لاتکس های اکریلیک و در نهایت پراکندگی پلی اورتان در دهه 1990 خواص رنگ را ارتقا داده است .

فناوری نانو صنعت

نانو مواد مانند نانوذرات، نانولوله ها و میله های نانو قطری کمتر از 100 نانومتر دارند. در این مقیاس، مواد با نحوه عملکردشان در مقیاس کلان متفاوت عمل می کنند. بنابراین، یک ماده را می توان با گنجاندن این مواد خام کوچک قوی تر، انعطاف پذیرتر، مغناطیسی، رسانای الکتریکی، رسانای حرارتی، یا سفت تر ساخت .
معنای این امر برای صنعت پوشش این است که به رنگ و لاک می توان خواص جدیدی داد. به عنوان مثال، افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم می تواند رنگی ایجاد کند که نیازی به تمیز کردن ندارد.
همانطور که مجله صنعت نانومواد توضیح می دهد، “نانو دی اکسید تیتانیوم در رنگ برای بهره برداری از دو ویژگی عالی آن استفاده می شود: (1) فعالیت فوتوکاتالیستی و (2) محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش. به طور خاص، “ترکیب اثر فوتوکاتالیستی، همراه با خواص آبدوست منجر به اثر خود تمیز شوندگی رنگ می شود. سطح دیگر نیازی به تمیز کردن منظم نخواهد داشت زیرا آب و خاک دیگر روی آن نمی‌چسبند.
در همین حال، افزودن نانوذرات دی اکسید سیلیکون به مخلوط رنگ می‌تواند سختی و مقاومت پوشش را در برابر سایش، خراشیدگی و آب و هوا بهبود بخشد. متأسفانه، نانو دی اکسید سیلیکون نیز خاصیت ارتجاعی رنگ را محدود می کند، بنابراین طول عمر پوشش را کوتاه می کند زیرا کمتر قادر به انبساط و انقباض طبیعی در اثر تغییرات دما و رطوبت است.
یکی از شرکت هایی که از انقلاب نانوتکنولوژی در صنعت پوشش بهره می برد، گروه دلینا کو مستقراست (که میزبان این صفحه وب است). آنها با تکیه بر تقریبا 30 سال تخصص خود در تامین مواد خام صنعتی، مجموعه ای از نانومواد را برای استفاده در رنگ ها و همچنین انواع فرآیندهای ثبت اختراع برای بهبود خواص پوششی نانو رنگ برای عایق کاری دیوار ایجاد کرده اند.

خواص نانو موادها

نانومواد خواص جدیدی به رزین‌ها و رنگ‌ها می‌افزایند، بدون اینکه تأثیر نامطلوبی بر پایه فیزیکی و شیمیایی مواد بگذارند، که راه‌حل ما را از عرضه‌های معمولی در بازار متمایز می‌کند. به عنوان مثال، استفاده سنتی از کربن سیاه، استحکام مکانیکی پلیمرها را کاهش می دهد و کل طیف رنگ را به یک نتیجه رنگ محدود می کند. اما در مورد راه حل ما اینطور نیست.

مزایای استفاده از نانو موادها

یکی از مزایای کلیدی نانومواد این است که اندازه آنها نسبت سطح به وزن زیادی را فراهم می کند. این بدان معنی است که گنجاندن مقدار کمی از نانومواد می تواند تأثیر قابل توجهی بر روی توانایی های یک پوشش داشته باشد.
لیاپیکوف می‌گوید: «فناوری توسعه‌ یافته توسط شرکت ما به ما امکان می‌دهد با طیف وسیعی از نانومواد با غلظت‌های مختلف کار کنیم. به عنوان مثال، ما می توانیم محلولی با غلظت 0.015 درصد نانومواد ایجاد کنیم که خواص عملکردی عالی دارد. یا می توانیم ترکیبی حاوی حداکثر 10 درصد نانومواد با سطح ویژه تا 1000 متر مربع در هر گرم تولید کنیم.
در حال حاضر هیچ تضمینی وجود ندارد که نانومواد موجود در رنگ ها و نماها وظیفه خود را در دراز مدت انجام دهند، زیرا مطالعات بلندمدتی در دسترس نیست. نتیجه گیری ، “بنابراین در حال حاضر هنوز مشخص نیست که آیا ترکیب نانومواد در رنگ ها منطقی است یا خیر. تحقیقات و توسعه فشرده هنوز برای یافتن پاسخ مورد نیاز است.
تحقیقات برای یافتن اثرات جانبی منفی ناشی از استفاده از نانومواد به عنوان ماده خام در رنگ و لاک هنوز خطرات قابل توجهی برای سلامتی نشان نداده است، اگرچه مطالعات هنوز ادامه دارد. به طور قابل توجهی، یک مزیت واضح به دست آمده از گنجاندن نانومواد در رنگ می تواند افزودن خواص ضد باکتریایی و ضد ویروسی باشد.

بیشتر بخوانید: قیمت رنگ نانو

تا سال 2008، مطالعه‌ای که در مجله Nature Materials منتشر شد، نشان داد که سطوحی که با رنگ نانوذرات نقره پوشانده شده‌اند، با از بین بردن پاتوژن‌های گرم مثبت انسانی (استافیلوکوکوس اورئوس) و باکتری‌های گرم منفی (اشریشیا کلی) خواص ضد میکروبی بسیار خوبی از خود نشان دادند.
در حالی که یک مطالعه در سال 2010 در مجله نانوبیوتکنولوژی نشان داد که ” نانوذرات نقره ثابت کرده اند که فعالیت ضد ویروسی علیه HIV-1 در غلظت های غیر سیتوتوکسیک دارند…”

به سرعت به سال 2020 می رسیم و محققان اکنون به یافتن نانو موادی نزدیک شده اند که می توانند برای از بین بردن ویروس کرونا به پوشش ها اضافه شوند. مجله صنعتی Coatings World گزارش می دهد که “بررسی ادبیات نشان می دهد که نانوذراتNPs فلزات مختلف و اکسیدهای فلزی مانند نانوذرات اکسید روی ZnONPs ، نانوذرات اکسید مس CuONPs ، نانوذرات نقره ذرات نانوذرات نانوذراتAgNPs CuINPs ، نانوذرات طلا روی نانوذرات سیلیس Au-SiO2NPs و همچنین برخی کاتیون‌های آمونیوم چهارتایی که معمولا QUAT نامیده می‌شوند، برای غیرفعال کردن ویروس بسیار امیدوارکننده هستند و به خوبی ثابت شده‌اند.

نانوتکنولوژی در پوشش ها به وضوح چیزهای زیادی برای ارائه دارد

خواصی که نانو مواد می توانند به زودی برای رنگ آمیزی ایجاد کنند ممکن است محدودیت هایی نزدیک به آنچه امروزه به عنوان داستان علمی تخیلی دیده می شود داشته باشد.
آیا نانوذرات مس می توانند پوششی را رسانای الکتریکی کنند و دیوار را به صفحه کامپیوتر تبدیل کنند؟ آیا نانومواد می توانند سطوح بیمارستان را ضد باکتری کنند؟ آیا نانومواد می توانند رنگ را در برابر گرمای شدید محافظت کنند؟ یا سرد؟ یا تشعشع؟
در حالی که برخی از این مفاهیم ممکن است به عنوان یک فانتزی ناب باقی بمانند، پیشرفت‌هایی که توسط متخصصان نانومواد در بهبود دامنه پوشش‌های ساخته شده انجام می‌شود را نباید نادیده گرفت. رنگ‌ها و لاک‌ها دائما نیاز به ارتقا داشته‌اند و اکنون زمان آن است که فناوری نانو نقش خود را در تاریخ آن ایفا کند.

بیشتر بخوانید: لیست قیمت محصولات نانو