برخي از نمونه‌هاي خودباوري
1401/07/26 09:31فصل قبل
در اين بخش به برخي از جلوه‌هاي علمي و فناوري‌هايي پرداخته مي‌شود که دستيابي به آن‌ها حاصل خودباوري مهندسين و دانشمندان اسلامي و ايراني در رشته متالورژي بعد از انقلاب بوده است
پيشرفت‌هاي کشور درزمينه نانو
امروزه ديگر کسي نيست که از فناوري نانو بي‌اطلاع باشد يا از کاربرد آن در فناوري‌هاي مختلف اطلاع نداشته باشد. در تمامي صنايع، فناوري نانو به کار گرفته و يک اصل اساسي از نوآوري شده است. شما نمي‌توانيد بحث پيشرفت در صنايع را بشنويد اما درباره تأثير نانو در اين صنايع سخني به ميان نيامده باشد. بهبود عملکرد و اصلاح ساختارها و خواص مواد گوناگون، نخستين و مهم‌ترين نتايج کاربرد فناوري‌هاي نانو در صنايع مختلف است. فناوري نانو علمي برگرفته از علوم مواد، فيزيک، شيمي و زيست‌شناسي است. اين فناوري رفتار ماده را در ابعاد بسيار ريز بررسي مي‌کند به‌گونه‌اي که بتوان از اين رفتار و ويژگي‌ها در صنعت استفاده کرد. در کشور ما، معاونت علمي و فناوري رياست‌جمهوري با تشکيل ستاد فناوري‌هاي نانو با همکاري و مشارکت وزارت صنعت، معدن و تجارت اقدامات خوبي را درزمينه پژوهش، تجاري‌سازي، ثبت اختراع، ترويج و آموزش فناوري نانو انجام داده است. اين اقدامات منجر به توليد صدها محصول دانش‌بنيان درزمينه نانو گرديده است. هم‌اکنون تعداد زيادي شرکت دانش‌بنيان در حوزه نانو وجود دارد که محصولات آن‌ها در بازار موجود است. در ادامه به تعدادي از محصولات دانش‌بنيان درزمينه نانو اشاره مي‌گردد.[1]
کاشي و سراميک آنتي باکتريال
کاشي و سراميک آنتي باکتريال داراي خاصيت ضدعفوني‌کنندگي قوي و عمر بالا است که به کمک نانو ذرات به کار رفته در لعاب آن، محيط را در برابر هرگونه بيماري و باکتري ايزوله کرده و هزينه‌هاي مربوط به تميز نگه داشتن و ضدعفوني کردن محيط را به کمترين ميزان کاهش مي‌دهد. از مهم‌ترين ويژگي اين محصول جلوگيري از رشد باکتري‌ها، ويروس‌ها و قارچ‌ها در محيط‌هاي حساس به آلودگي مانند بيمارستان‌ها، خانه‌هاي بهداشت، مراکز درماني و غيره است.
شيشه کنترل‌کننده انرژي
اين محصول کنترل‌کننده انتقــال حرارت و حاوي نانولايه‌هاي فلزي و سراميکي اســت که براي جلوگيري از انتقال حرارت طراحي شده اســت. براي کاهش هدر رفتن انرژي از طريق شيشه‌هاي پنجره‌ي ساختمان، از شيشه‌هاي با پوشش خاص موسوم به Low-E (کم گسيل) استفاده مي‌شود و در نتيجه زماني که شيشه گرم يا سرد مي‌شود به‌جاي اينکه گرما يا سرماي خود را انتقال دهد، آن را باز مي‌گرداند. شيشه دو جداره توليد شده داراي يک جداره شيشه کنترل‌کننده انرژي است که ضريب انتقال حرارت آن بسيار کمتر از شيشه‌هاي معمولي است و باعث صرفه‌جويي در مصرف انرژي در فصل سرما و گرما مي‌شود و به عنوان يک عايق حرارتي شفاف عمل مي‌کند.
مورد استفاده اين شيشه در ساختمان‌ها، مراکز تجاري و اداري پنجره‌ها و نماي شيشه‌اي ساختمان‌ها براي کنترل سرما و گرما و توليد شيشه‌هاي دوجداره با ضريب انتقال حرارت پايين است.
نانو کفپوش اپوکسي مقاوم به سايش
پوشش‌هاي گوناگون با هدف ايجاد و افزايش خواص متفاوتي چون زيبايي سطحي، چسبندگي مناسب، مقاومت به خوردگي و مقاومت به سايش روي سطوح مورد استفاده قرار مي‌گيرند. امروزه با استفاده از فناوري نانو قابليت افزايش خواص سطحي پوشش‌ها به‌طور چشمگيري افزايش يافته است. شرکت بساپليمر پوشش نانوکامپوزيتي اپوکسي سيليکا را به عنوان کفپوش با مقاومت بسيار بالاتر از کفپوش‌هاي رايج ارائه کرده است که منجر به حفاظت از سطوح در مقابل سايش و آثار ناشي از آن مي‌شود. حضور نانو ذرات سيليس در اين پوشش سبب افزايش مقاومت به سايش و سختي اين نانوکامپوزيت شده است. همچنين نتايج آزمون سايش انجام شده روي اين محصول و نمونه شاهد (فاقد نانو ذرات سيليس) نشان دهنده افت جرم کاهش‌يافته در اثر سايش به دليل حضور نانو ذرات است.
کاربرد اين پوشش‌ها، مي‌تواند در اتاق‌هاي تميز و مکان‌هاي بهداشتي، محيط‌هاي صنعتي، سالن‌هاي توليد، انبارهاي صنايع غذايي و نوشيدني، صنايع دارويي و شيميايي، پارکينگ خودروها و سطوح مکان‌هاي تجاري و مسکوني باشد.
نانو امولسيون ايجادکننده پوشش آبگريز
نانوسيل الوان بر پايه سيلان/سيلوکسان در اندازه‌هاي نانو است. اين محصول به عنوان پوشش آبگريز براي آغشته سازي و استفاده به عنوان سيلر براي زيرآيندهاي معدني و بسيار قليايي قابل استفاده است. با اعمال پوشش ضد آب و ضدلک الوان، سطح نسبت به محيط بيروني آبگريز شده اما تنفس از داخل مصالح وجود دارد. اين محصول براي ايجاد خاصيت آبگريزي در سطوح معدني متخلخل و جاذب مورد استفاده در صنايع ساختماني و آثار هنري و باستاني قابل استفاده است.
ايجاد خاصيت آبگريزي در آجر، سنگ‌هاي معدني طبيعي و هنري، آجر آهکي، فايبر بوردهاي سيماني، پوشش رنگ‌هاي معدني، همه سطوح بتوني و سطوح گچي از موارد کاربرد اين پوشش است.
نانو بتن سبک سازه‌اي
بتن سبک را با روش‌هاي مختلفي توليد مي‌کنند. براي داشتن بتن سبک سازه‌اي و پر مقاومت، سبک دانه‌ها به عنوان جايگزين بخشي از سنگ‌دانه‌هاي معمولي يا همه آن به کار مي‌رود. از جمله سبک دانه‌هاي مصنوعي، رس منبسط شده است که اغلب ليکا ناميده مي‌شود. بتن‌هاي سبک سازه‌اي، بتن‌هايي هستند که عليرغم چگالي کمتر از 1900 کيلوگرم در مترمکعب، مقاومت فشاري بيش از 170 کيلوگرم بر سانتي‌متر مربع را داشته باشند. ساخت اين بتن‌ها صرفاً با استفاده از سنگ‌دانه‌هاي سبک و مقاوم امکان‌پذير است. از موارد مصرف اين بتن سبک مصرف آن در ساخت دال بتني سقف‌ها و قطعات پيش‌ساخته بتني است.
فيلتر هواي خودرو
نانوفيلتر هواي خودرو داراي يک لايه نانوالياف روي سطح کاغذ فيلتر است که باعث افزايش نسبت سطح به حجم شده است. افزايش اين نسبت باعث تأثيرگذاري بيشتر روي فرآيند تصفيه هواي ورودي به موتور خودرو مي‌گردد. کوچک‌ترين جزء ورودي به داخل محفظه احتراق موتور دوده است که مضر بوده و توسط فرآيند فيلتراسيون جذب مي‌گردد. اين محصول با جذب و به دام انداختن ذرات در مقياس نانومتري اجازه عبور جريان هواي بهتر را نسبت به فيلترهاي معمولي داده که موجب بهبود عملکرد و افزايش قدرت موتور مي‌گردد. مکانيسم به دام افتادن ذرات مضر در فيلترهاي نانو سطحي و در فيلترهاي معمولي عمقي است که اين امر موجب افزايش طول عمر فيلترهاي نانويي نسبت به غيرنانويي شده است.
فيلتر هواي خودرو براي محافظت موتور در مقابل غبار، گرده، آلودگي و ديگر ذرات مضر در هوا به کار مي‌رود. انواع فيلترهاي هواي ساخته شده در خودروي پژو 206، خودروي پژو 405 و خودرو پرايد استفاده شده است.
6-اکسيد آلومينيوم متخلخل با فاز غالب گاما
اين محصول که با روش هيدروکسي ژل سازي توليد شده و به‌طور گسترده به عنوان پايه کاتاليست استفاده مي‌شود، نانو آلوميناي فاز گاما است اين نانو آلومينا داراي ساختار کريستالي فشرده، استحکام مکانيکي بالا و پايداري حرارتي و شيميايي بالا است. اين ماده کاربردهاي مختلفي در الکترونيک، اپتو الکترونيک، صنايع نسوز و صنايع نفت و پتروشيمي به عنوان کاتاليست و پايه کاتاليست دارد.
7-کلوئيد نانو سيليکا
کلوئيد سيليکا(سيليکاسل) سوسپانسيوني از ذرات آمورف، ريز، غيرمتخلخل و نوعاً کروي سيليکا در يک فاز مايع است. کلوئيد سيليکا چگال تر از آب بوده و به روش الکترواستاتيک پايدار شده تا به ذرات اجازه بدهد به صورت معلق در محلول باقي بمانند. انواع مختلفي از سيليکاي کلوئيدي وجود دارد؛ اما تمام آن‌ها از ذرات سيليکا در محدوده اندازه 3 تا 150 نانومتر تشکيل شده‌اند. مورفولوژي اين ذرات، کروي يا شبه کروي بوده و مي‌توانند به صورت ذرات مجزا و يا به ميزان محدودي به صورت کلوخه ظاهر شوند. وابسته به روش و شرايط توليد، ذرات تشکيل شده داراي توزيع اندازه وسيع و يا باريک مي‌باشند. سيليکاسل به عنوان يک پيش ماده پرکاربرد در بسياري از کاربردهاي صنعتي مورداستفاده قرار مي‌گيرد.
اين ماده در صنعت ساخت و ساز براي افزايش دوام و استحکام بتن، بهبود عملکرد سيمان و تقويت زمين استفاده مي‌شود. در صنعت ريخته‌گري به‌منظور افزايش دقت، استحکام، ايمني و اطمينان در ماهيچه‌ها و قالب‌هاي ريختگي دقيق استفاده مي‌شود. در صيقل‌کاري، به‌منظور ايجاد سطوح صاف و تقريباً بي‌عيب بر روي نيمه‌رساناهاي سيليکوني، ويفرهاي ياقوت کبود و لنزهاي اپتيکي استفاده مي‌شود.
کاربردهاي سيليکاسل در صنعت پوشش دهي شامل روکش کردن چوب، پوشش‌هاي مقاوم در برابر سايش، پوشش‌هاي عايق و غير آلي، پوشش‌هاي غير چسبناک، صنعت کاغذ، جوهرافشان و عکاسي، رنگ‌دانه و پرکننده، فيلم‌هاي پلاستيکي، پوشش‌هاي محافظ و تزييني است که منجر به بهبود سختي و دوام، بهبود خواص ضد لک پوشش‌ها و غيره مي‌گردد.
علاوه بر کاربردهاي ذکر شده سيليکاسل مي‌تواند در صنعت چسب سازي، تصفيه آشاميدني‌ها، کاتاليست‌ها، باتري‌هاي ژله‌اي، نساجي، مواد تميزکننده و تصفيه آب به کار رود.
[1]. http://nanoproduct.ir.