بخشی از مقاله
چکیده
بهره گیری از خواص ماده در مقیاس نانو، نویدبخش فواید و منافعی می باشد که موجب تحولات اساسی در زندگی انسان می شود. صرفه جوئی در مصرف انرژی، صرفه جویی اقتصادی، صرفه جویی در زمان، تامین محصول بیشتر با هزینه کمتر، افزایش کیفیت محصول و در نتیجه افزایش کیفیت و استانداردهای زندگی، ایجاد زندگی سالم، کاهش وابستگی های اقتصادی به سایر تکنولوژی های پیشرفته و افزایش درآمدهای ملی از جمله فوایدی است که می توان در این خصوصنام برد.
همچنین فناوری نانو در صنعت ساختمان نیز نقش بسزایی دارد، این فناوری در صنعت ساختمان توانسته به جلوگیری از هدر رفتن انرژی و مقاوم سازی ساختمان ها کمک کند. در اینراستا بیشترین سهم را صنایع فولاد، شیشه و بتن ایفا می کنند..این نقش بطور مثال در چگونگی پرداختن به این موارد که چطور می توان به کمک فناوری نانو، مواد و مصالحی با استحکام بیشتر،سبکتر و ارزانتر را نسبت به مواد فعلی در اختیار داشت؛ چگونگی مقاوم کردن بیشتر مواد و مصالح در برابر تغییرات جوی وباران های اسیدی و خوردگی های ناشی از واکنش های شیمیایی در حین اجرا و ساخت؛ عایق تر کردن مواد و مصالح در برابر گرما وسرما و صوت در جهت کاهش مصرف انرژی و اینکه فناوری نانو در این زمینه ها به چه دستاوردهایی رسیده و یا خواهد رسید،مورد بررسی قرار می گیرد.
-1مقدمه
با توجه به رشد سریع تحقیقات علمی و عملی در فنون نانو در کلیه علوم و صنایع توجه بسیار کمی به کاربردهای این پدیده در صنعت ساختمان شده است. ولی اخیراً با توجه به تقویت کننده ها و استحکام نانویی در مصالح ساخت و ساز، موج جدیدی با شتاب فزاینده صنعت ساخت و ساز را در برگرفته است . در آینده نه چندان دور، در خانه های جدید آجر ها ممکن است هنگامی که ترکی در آنها ظاهر می شود خودشان را تعمیر کنند .
دانشمندان بر این عقیده اند که اگر بتوانند آجر را اتم به اتم بسازند ، مولکولهایش را نیز می توانند طوری تعمیم دهند تا هنگامیکه ظاهرشدن ترک ،آن را تعمیر کنند یا اینکه با کم یا زیاد کردن تخلخل ، خود را با شرایط رطوب هوا وقف دهند . بهبود خواص فیزیکی ومکانیکی مصالح ساختمانی با استفاده از فناوری نانو پیشرفت های عظیمی را در صنعت ساختمان ایجاد نموده است و به طراحان و مهندسان امکان ایجاد ساختمانهایی پایدار و همساز با طبیعت را داده است .
با توجه به گستردگی صنعت ساختمان و پیشرفت علم نانو و نانوتکتولوژی جای کار بسیاری در این زمینه وجود دارد به گونه ای که مهندسان نانو در هر قسمتی از ساختمان دستی در کار دارند . اهمیت استفاده از فناوری نانو زمانی آشکار تر می شود که میزان سرمایه گزاری کشور های توسعه یافته در این زمینه در نمودار فوق بررسی شود .از زمینه کار در فلزات وبتن وآجر گرفته شده که اهمیت ویژه ای در صنعت ساختمان دارد تا کاشی وسرامیک وسیستمهای برقی وشیشه ودیگر قسمتهای جزئی تا سیستمهای مدرن همچون خودسازی های اجزای مختلف وسیستم های حفظ انرژی و زیبا سازی و دیگر قسمت هایی که در یک ساختمان با آن روبرو هستیم .
در این تحقیق می خواهیم صورت کلی از نانو تکنولورژی در صنعت ساختمان را به تصویر بکشیم.
-2 تاریخچه فناوری نانو
در حدود 400 سال پیش از میلاد مسیح، دموکریتوس فیلسوف یونانی، برای اولین بار واژه اتم را که در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی است، برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. از این رو شاید بتوان او را پدر فناوری و علوم نانو دانست.
نانو ریشه یونانی "نانس" به معنی کوتوله میباشد .فناوری نانو موج چهارم انقﻻب صنعتی، پدیدهای عظیم میباشد که در تمامی گرایشات علمی راه یافته است تا جایی که در یک دهه آینده برتری فرایندهها، وابسته به این تحول خواهد بود .ماهیت فناوری نانو توانایی کارکردن در تراز اتمی، مولکولی و فراتر از آن در ابعتد بین 1 تا 100 نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگی آرایش اتمها یا مولکولها با استفاده از مواد، وسایل و سیستمهایی با تواناییهای جدید و با تغییر این ساختارها و رسیدن به بازدهی بیشتر مواد میباشد.
فناوری نانو فرایند دستکاری مواد در مقیاس اتمی و تولید مواد و ابزار، به وسیله کنترل آنها در سطح اتم ها و مولکولهاست. در واقع اگر همه مواد و سیستمها ساختار زیربنایی خود را در مقیاس نانو ترتیب دهند؛ آنگاه تمام واکنشها سریعتر و بهینهتر صورت میگیرد و توسعه پایدار پیش گرفته میشود. از جمله دستاوردهای فراوان این فناوری کاربرد آن در تولید، انتقال، مصرف و ذخیره سازی انرژی با کارایی بالاست که تحول شگرف را در این زمینه ایجاد میکند.
از اینرو دستاندرکاران و محققان علوم نانو در تلاش اند تا با استفاده از این فناوری به آسایش و رفاه بیشتر در درون و برون ساختمان با یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا و صرفهجویی در هزینه ها بخصوص در مصرف منابع انرژی و در نهایت به توسعه پایدار دست یابند. فناوری نانو منجر به تغیرات شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهد داد.
-3معرفی نانوتکنولوژی
نانوتکنولوژی توانایی ساخت، کنترل و استفاده ماده در ابعاد نانومتر است. اندازه ذرات در نانوتکنولوژی بسیار مهم است، چرا که در مقیاس نانویی، ابعاد ماده در خصوصیات آن بسیار تأثیرگذار است و خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تک تک اتم ها و مولکول ها با خواص توده ماده متفاوت است.
این اندازه در مواد مختلف متفاوت است، اما به طور معمول مواد نانو به موادی که حداقل یکی از ابعاد آن ها کوچک تر از 100 نانو متر باشد گفته می شود. نسبت سطح به حجم باالی نانو مواد یکی از مهم ترین خصوصیات بر رفتار توده ای ماده غالب می شود. در ابعاد نانویی قوانین فیزیک کوانتوم، امکان تغییر خواص ماده مانند دمای ذوب، خواص مغناطیسی و رنگ را ایجاد می کند. روش های ساخت مواد نانویی را می توان به - نانومتر برابر یک میلیاردم یا 9-10 متر است.
دو روش کلی طبقه بندی کرد:
-روش باال به پایین: این روش عبارت است از کوچک کردن اندازه ساختارها از میکرومتر به نانومتر. در واقع این امکان وجود دارد که مواد را آن قدر تجزیه کنیم تا به حد نانومتری برسند. امروزه این عمل توسط شکست فیزیکی و شیمیایی انجام پذیر است.
- روش پایین به باال: این روش مبتنی بر در کنار هم قرار دادن توده های اتمی و مولکولی به صورت کنترل شده به منظور ساخت سیستم های بزرگ تر است. روش تولید پایین به باال را فقط برای ساخت مواد در مقیاس نانومتری می توان استفاده کرد؛ اما روش های تولید باال به پایین هم برای تولید مواد « نانو» و هم برای مواد «میکرو» کاربرد دارند.
-4 تاثیرات فناوری نانو در زندگی انسان
بهره گیری از خواص ماده درمقیاس نانو، نویدبخش فواید و منافعی می باشد که موجب تحولات اساسی در زندگی انسان می شود. صرفه جوئی در مصرف انرژی، صرفه جویی اقتصادی، صرفه جویی در زمان، تامین محصول بیشتر باهزینه کمتر، افزایش کیفیت
