بخشی از مقاله
چکیده
فناوری نانو، موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده ای عظیم است که در تمامی گرایشات علمی راه یافته است، تا جایی که در یک دهه آینده برتری فرایندها، وابسته به این تحول خواهد بود و در آینده اقتصادی کشورها نقش موثری ایفا می کند. فناوری نانو نقش پررنگی را بخصوص از طریق مواد ومصالح مصرفی ساختمان می تواند ایفا کند.
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
از آغاز قرن 19 با پیشرفت جهشی و سریع علم و در پی آن رشد عظیم صنایع دست ساز بشر، که از آن تحت عنوان انقلاب صنعتی یاد می شود ، جهان وارد عرصه ی جدیدی از زندگی خود شد . فناوری با گام های بلند به پیش آمد ودر محیط زندگی انسان اثرات و تبعات غیر قابل انکاری به جای گذاشت. به دنبال این تحولات، در ابتدای هزاره سوم میلادی، تکنولوژی از جنس نانو، نوید انقلاب صنعتی را می دهد .این فناوری در سطوح و گرایشات مختلف، مانند : علوم مهندسی، علوم پایه، پزشکی، محیط زیست و ... به کار گرفته می شود .
نانوتکنولوژی، به اعتقاد محققان واساتید مراکز آموزش عالی کشور، از آنجا یی که در آینده ای نه چندان دور همه ی اشیا برمبنای اجرایی در مقیاس نانوبنا شد ه و خواص آنها در آن مقیاس شکل می گیرد و نانوتکنولوژی تولید همه ی اشیای دست ساز بشر را دچار تحول خواهد کرد ، بر این اساس ورود تمام کشور ها از جمله ایران به این عرصه اجتناب نا پذیر است. بنابراین وبا توجه به پیامدها ودستا وردهای این تکنولوژی، تغییر و تحول مصالح ساختمانی و تکنولوژی ساخت امری امکان پذیر به نظر می رسد و بایستی از هم اکنون تاثیرات آن بر معماری مورد بررسی قرار گیرد.
-2× تاریخچه فناوری نانو
اصطلاح »نانو« ریشه یونانی نانس به معنی» کوتوله« بوده است. فناوری نانو حدود نیم قرن پیش، در دهه های آخر قرن بیستم همراه با توسعه فناوری های نوین تصویربرداری، دستکاری و شبیه سازی ماده در مقیاس اتمی پدید آمده است. نانو در گذشته فیزیک اتمی نامیده می شد، پس از کاربردی شدن آن، نام آن نانوشد، به همین دلیل نانو یک علم جدید نیست، اما کاربردی شدن آن زندگی انسان رادگرگون ساخت.
ایده نانوتکنولوژی رابرای اولین بار Eric Drexler به دنیا عرضه نمود، او درآزمایشگاه مشهور MIT متعلق به انستیتو Foresight مطالعات خود را باسیستم ها بیولوژیکی شروع کرده وسپس متوجه شد که می توان دستگاه های ملکولی تولید کرد بدین ترتیب ایده نانو تکنوژلوی به نام او ثبت شد.
-3 نانوچیست؟
ماهیت فناوری نانو توانایی کارکرد ن درتراز اتمی مولکولی و فراتر ازآن درابعاد بین 1تا 100 نانومتر باهدف ساخت و دخل و تصرف درچگونگی آرایش اتمها یا مولکول ها وبا استفاده ازمواد وسایل و سیستم های با توانایی جدید و باتغییر این ساختارها و رسیدن به بازدهی بیشتر مواد می باشد درواقع اگرهمه مواد و سیستم ها ساختارزیربنایی خود را درمقیاس نانو ترتیب دهند انگاه تمام واکنش ها سریعتر و بهینه تر صورت میگیرد و توسعه پایدار پیش گرفته میشود ازاین رو دست اندرکاران و محققان علوم نانو درتلاش ند تا با استفاده ازاین فناوری به اسایش و رفاه بیشتر دردرون و برون ساختمان با یافتن طبقه جدیدی ازمصالح ساختمانی با عملکردبالا و صرفه جویی درهزینه ها بخصوص درمصرف منابع انرژی و درنهایت به توسعه پایداردست یابند این پژوهش ازنوع توصیفی تحلیلی و باهدف شناخت ازضروریترین دست اورد بهره گیری ازفناوری نانو درجهت توسعه معماری پایدار می باشد.
-4 پایداری به مثابه ضریب هوشی
یک ساختمان هوشمند، ساختمانیست که خود فکر میکند و با سنجیدن نیازهایش، در جهت رفع آن گام برمیدارد؛ همچنین ضمن بررسی و درک وضعیت خود و برآورد میزان سالم بودن، در صورت نیاز، تعمیرات لازم را بهعمل میآورد. نانوساختارها تلاش بیوقفه طراحان و معماران برای رسیدن به فرم های جدید، سازگار با محیط و عملکردگرا را به نتیجه میرسانند. این یک رؤیای علمی -تخیلی نیست، زیرا علم نانو خیلی سریعتر از یک واقعیت رخ خواهد داد... معماری سنتی، وابسته و محدود به چند عامل مهم است:
نیروهای طبیعی، فرهنگ بشری و نیازهای طبیعی وی. اما این مباحث در معماری مدرن، و با استفاده از فناوری نانو قابل رفع خواهند بود. بدین ترتیب که: نیروهای طبیعی که روزگاری مایه وحشت انسان بودند، عاملی هستند که وی انرژی مورد نیاز زندگی خود را از آنها تامین خواهد کرد.زلزله و نیروهای مکانیکی و مخرب، میتواند در ساختمان ذخیره شود؛ همانطور که انرژی جنبشی، در یک فنر بصورت پتانسیل آن درمیآید، زلزله یا حرکت جانبی ساختمان، بطور نمونه در پیزوالکتریکها ذخیره گشته و در ساختمان استفاده میشود. هم چنین مصالح جدید، دیگر در مقابل زلزله پایداری نخواهند کرد، بلکه با آن هماهنگ میشوند.
مواد نورتاب لومینسانس انرژی وارده را در طول موجهای قابل رویت بازتاب میدهند و انرژی باد در ساختمانهای بلند، نه تنها نگرانی در پی ندارد بلکه انجام تهویه هوا را به عهده خواهد داشت. آئروژلهای متخلخلی که امروزه به عنوان عایق در ساختمانها استفاده میشود تنها نمونهای آغازین از توانایی نانوکریستالهای سنتز شده از طریق تکنیک سل-ژل محسوب می شوند که نقشی فراگیر در جهت مباحث پایداری و زیست محیطی برعهده خواهند گرفت؛ همچنین نقشی دیگر از آنها در شیشههای هوشمند است که در هنگام تابش شدید نور آفتاب تیره و مات میشوند و هنگام تابش ضعیفتر شیشهها روشنتر میشوند. بدیهی است این مکانیزم ساده تحولی عظیم در بهینه سازی و پایداری شرایط آسایش ایجاد کرده و همچنان خواهد کرد.
نور خورشید، این منبع گرما و روشنائی، دیگر طراح را به فکر نخواهد داشت که بر اساس نورگیری ساختمان، فضاها را چیدمان کند؛ بلکه وی را آزاد خواهد گذاشت تا علاوه بر طرح آزاد، نیازی به سیستم برق رسانی نداشته باشد. یکی از جالبترین دستههای مواد هوشمند که بسیار هم مورد توجه قرار میگیرد مواد با قابلیت تغییر رنگ - کرومیک - نام دارد. این مواد را میتوان در دستههای زیر تقسیم بندی کرد:
· نام ماده عامل تغییر رنگ
· فوتوکرومیک تغییر نور
· ترموکرومیک تغییر دما
· مکانوکرومیک فشار یا تغییر شکل
· کموکرومیک شرایط شیمیایی خاص
· الکتروکرومیک تغییر ولتاژ
نکته ای که باید در این زمینه دقت کنیم این است که در واقع تغییر رنگی که از آن نام میبریم در واقع تغییر خصوصیات نوری این مواد مانند ضریب جذب، قابلیت بازتاب و یا شکست است. در واقع چیزی که ما از رنگ میدانیم به منبع نور و طبیعت چشممان مربوط است و این تغییر رنگ در اثر یک تغییر ساختار در این مواد است.
