بخشی از مقاله
چکیده
با گسترش روزافزون جمعیت و افزایش میزان ساخت و ساز و هم چنین به دلیل محدود بودن منابع و مصالح مصرفی، تقاضا برای استفاده از مصالح جدید در صنعت ساختمان افزایش پیدا کرده است.تلاش در جهت پیدا کردن راه حل هایی برای اصلاح کیفیت، افزایش کارایی مصالح و کاهش مصرف ماده خام و انرژی، موجب استفاده از فن آوری های نوین در این صنعت شده است. یکی از بزرگ ترین فن آوری های نوین در قرن حاضر نانو تکنولوژی است که کاربردهای مهم و ارزشمندی در صنعت ساختمان دارد. از جمله کاربردهای تکنولوژی نانو در صنعت ساختمان می توان به تولید مصالح مناسب و با ویژگی های مورد نظر در بخش های مختلف ساختمان ، استفاده در تأسیسات ساختمان و کاربرد آن در تولید،مصرف و ذخیره سازی انرژی با کارآیی بالا اشاره کرد.با توجه به کاربردهای متنوع و قابلیت های فراوان نانومواد در صنعت ساختمان ،به نظر می رسد که با کمک این فناوری بسیاری ازکارکردهایی که ظاهرا"در استفاده از مواد معمولی دور ازدسترس هستند، حاصل گردیده است.در این مقاله با توجه به جدید بودن علم نانو تکنولوژی آنچه که مد نظر است ، معرفی مواد نانو ساختار ، بیان حوزه های استفاده از این مواد در صنعت ساختمان سازی و مزایای آن می باشد.
واژههای کلیدی: تکنولوژی نانو،صنعت ساختمان ، مصالح ساختمانی،صرفه جویی در مصرف انرژی
-1 مقدمه
تحلیل گران بر این باورند که فناوری نانو ، فناوری زیستی و
فناوری اطلاعات سه قلمرو علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل
می دهند. قرن بیست ویکم، قرن فناوری نانو مهمترین دوران صنعت به شمار می رود. نانو نه یک ماده است نه یک جسم، فق یک مقیاس است، کوچک شدن یک مقیاس ، به اندازه ای کوچک که دیده نمی شود، اما باتاثیری بسیار بزرگ در زندگی انسان.
در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی تک تک اتم ها، ملکول ها باخواص توده ماده متفاوت است، نانوذرات درچنین مقیاس و مشخصه های منحصر به فردی موجب پیدایش دستاوردهای نوینی درعلوم پزشکی و مهندسی می شوند. در این میان صنعت ساختمان با توجه به نیازهای خود از جمله استحکام ، مقاومت، دوام ، کارایی بالا و نیز صرفه جویی در مصرف انرژی از استفاده کنندگان مهم مواد نانو ساختار به شمار می رود. نقطه شروع و توسعه اولیه فناوری نانو به طور دقیق مشخص نیست. شاید بتوان گفت که اولین نانوتکنولوژیستها
شیشه گران قرون وسطایی بودهاند که از قالبهای قدیمی برای شکل
دادن شیشههایشان استفاده میکردهاند. البته این شیشهگران
نمیدانستند که چرا با اضافه کردن طلا به شیشه رنگ آن تغییر میکند.
1
International Conference on Civil Engineering Architecture & Urban Sustainable Development 18&19 December 2013, Tabriz , Iran
در آن زمان برای ساخت شیشههای کلیساهای قرون وسطایی از ذرات نانومتری طلا استفاده میشده است و با این کار شیشههای رنگی بسیار جذابی بدست میآمده است. [1] ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 1691 که ملقب به پدر
علم فناوری نانو است ، در سال 1616 در همایش جامعه فیزیک آمریکا در نطق مشهورش تحت عنوان "فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد" اولین جرقه های رویکرد به سمت فناوری نانو را روشن کرد.او در آن سخنرانی این نکته را مطرح ساخت که می توان اتمهای مجزا را دستکاری کرد و مواد و ساختارهای کوچکی را تولید نمود که خواص متفاوتی داشته باشند [1]. واژه فناوری نانو اولین بار توس نویوتاینگوچی استاد دانشگاه
علوم توکیو در سال 1691 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر میباشد، به کار برد که البته در مقایسه با فناوری امروزین، مقیاس کوچکی به نظر نمی رسد. [1] سال 1691 طلیعه ظهور فناوری نانو در معماری بود؛ هنگامی که معمار
بزرگ و چیره دست، »ریچارد باک¬مینستر فولر«، به کمک سه دانشمند دیگر، اتم های کروی کربن در ابعاد 1 نانومتر را به دنیا معرفی کرد. از آن به بعد، این اتم ها را به افتخار باک مینستر فولر، »باکی بال« نامیدند. باکی بال ها را می توان شبیه توپ های فوتبال
سیاه و سفید قدیمی تصور کرد. [2]
ستاره های درخشان امروز در کرانه پهناور نانوفناوری، نانو لوله
های کربنی هستند که به اختصار »نانو لوله« نامیده می شوند و در
سال 1661 توس فیزیکدان ژاپنی، »سومیو ایجیما« کشف شدند. نانو
لوله هم مشابه باکی بال ها، از مولکول های کربن با فرم کروی
تشکیل شده اند. با این تفاوت که به علت داشتن ویژگی های خاصی، دورنمایی سرشار از امید را فراروی دانشمندان تصور کرده اند.
از انتهای دهه 1691، تحقیقات جهانی پیرامون فناوری نانو، رشد سریع و چشمگیری داشته است. علاوه بر تحقیق های دانشگاهی، شرکت های تولید کننده محصولات مبتنی بر فناوری های نوین و کارخانه های بزرگ هم در این زمینه تلاش هایی کرده اند. پس از آن در اواخر دهه 1661 اولین محصولان نانو به بازار عرضه شد. [2]
-2 فناوری نانو
تاکنون تعاریف فراوانی برای نانوفناوری ارائه شدهاند که به نظر میرسد تعریف برنامه ملی پیشگامی نانوفناوری در آمریکا یکی از بهترین آن ها باشد: "توسعه تحقیقات و فناوری در سطوح اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی با طول تقریبی 1 تا 111 نانومتر، برای فراهم آوردن شناخت اصولی از پدیدهها و مواد در مقیاس نانو و با هدف ایجاد و استفاده از ساختارها، قطعات و سامانههایی که به خاطر انداز کوچک و یا متوس خود خواص کاربردی جدیدی دارند." [3] فناوری نانو، توانمندی تولید مواد، ابزار و سیستم های جدید با در
دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می شود. از همین تعریف ساده بر می آید که فناوری نانو یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته¬هاست. [1]
