Wednesday , December 12 2018 / چهارشنبه , آذر ۲۱ ۱۳۹۷
آخرین خبرها
خانه / آموزش / مقاله / فناوری نانو و محیط زیست
جمعیت کویر سبز

فناوری نانو و محیط زیست

پایگاه خبری محیط بان دماوند (DEWNA)/اعظم تبیانیان*: محیط زیست فضایی است همگانی و عمومی و همه افراد حق دارند از آن استفاده نمایند و نیازهای خود را برطرف نمایند. در واقع کالبدی است برای زندگی راحت و فارغ از هر گونه آلودگی. پس محیط زندگی بشر باید موجب ایجاد آرامش و آسایش وی شود. انسان برای دست یافتن به آرامش، هم به فضاهای طبیعی نیاز دارد و هم به فضاهای معمارانه مصنوع مانند مسکن و … هر آنچه که موجب بر هم زدن آرامش فکری، روحی و جسمی بشر گردد، می‌تواند نوعی آلودگی در محیط تلقی شود؛ بنابراین به منظور ساخت شهرها (به ویژه ساختمان‌ها با کاربری‌های مختلف) باید از راه‌ها و شیوه‌هایی استفاده نمود که کمترین آلودگی‌های محیطی را به وجود آورد. با استفاده از فناوری‌های نوین می‌توان از انواع آلودگی‌های شهری کاست. در این یادداشت به استفاده از مصالح و فناوری‌های نانو در صنعت ساختمان می‌پردازیم.

فناوری نانو و محیط زیست (مواد و مصالح):

در گذشته و تا حد زیادی در حال حاضر، به منظور ساخت ساختمان، عموماً از مصالح سنتی بسیار قدیمی مانندآجر، آهک، قیر و … استفاده می‌شود؛ اما در عصر حاضر با ورود فناوری نانو به عرصه ساختمان، موجب ایجاد دستاوردهای عظیمی در بخش مصالح شده است که به عنوان نمونه به موارد زیر می‌توان اشاره نمود:

الف- پوشش‌های شفاف و خودآرا

در حال حاضر در بسیاری موارد به منظور پوشاندن روی سطوح ساختمان‌ها (نما) و دیوارهای داخلی از مواد و مصالحی استفاده می‌شود که انواع آلودگی‌های صوتی (برش کاری سنگ) و آلودگی‌های زیست محیطی را در هنگام اجرا به وجود می‌آورند؛ اما پوشش‌های جدید، قابلیت ایجاد مزیت‌های کاربردی برای سطوح را دارا هستند. بیشتر پوشش‌هایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، اصطلاحاً «خاموش» هستند یعنی تنها قابلیت اعمال خاصیت اولیه خود را دارند، بدون این که توانایی سازگاری با محیط و اصلاح خواص در اثر تغییر شرایط محیط را داشته باشند و یا بتوانند عیب‌های و نقایص بالقوه مانند مشکلات خوردگی را به کاربر اطلاع دهند. در حال حاضر سیستم های پوشش دهی یک طرفه مبتنی بر نانو مواد همچون پوشش‌های ضدآتش، پوشش‌های رسانا و یا پوشش‌هایی که قابلیت حس کردن خوردگی بالقوه را دارند، مورد استقبال بیشتری واقع می‌شوند. این پوشش‌ها به هیچ وجه آلودگی هوا را جذب نکرده و یا در صورت جذب آن، تغییر رنگ می‌دهند؛ بنابراین تغییر رنگ نما در ساختمان‌ها در اثر آلودگی هوا، باران و … در صورت استفاده از این مواد، کاملاً از بین خواهد رفت و آلودگی‌های بصری ناشی از سطح نامناسب نمای ساختمان‌ها در شهرها را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند.

ب- گچ، آجر و سیمان متأثر از فناوری نانو

یکی از مشکلات اساسی گچ‌ها، آجرها، یا سیمان‌های رایج، خاصیت جذب بالای آن‌هاست که موجب می‌شود این مواد بسترهای بسیار خوبی برای نوشته یا نقاشی‌هایی باشند که به زیبایی نمای ساختمان‌ها آسیب می‌زنند. برای غلبه بر این مشکل، می‌توان از روکش‌های مبتنی بر فناوری نانو استفاده کرد که با ایجاد محافظت دایمی، از نفوذ رنگ به داخل دیوار جلوگیری می‌کند. این روکش از دو جزءتشکیل می‌شود که پس از اعمال شدن روی دیوار، با هم واکنش می‌دهند و پس از آن هر نوشته یا نقاشی روی این سطح به راحتی تمیز می‌شود.

ج- کاشی و سرامیک خود تمیز شونده

در سالیان اخیر محققان موفق به شناسایی ترکیباتی فلزی با خاصیت آنتی باکتریال شده‌اند که این ترکیبات می‌توانند از رشد و نمو باکتری‌ها و قارچ‌ها و دیگر عوامل بیماری زا جلوگیری کنند. از جمله این روش‌های استفاده از این خواص، به کارگیری این ترکیبات در مواد و لعاب کاشی و سرامیک‌های بهداشتی است. چرا که پوشش‌های سرامیکی اغلب با غذا و نوشیدنی‌ها و مایعات و مواد زاید آلوده در تماس هستند که از عوامل مهم در ایجاد باکتری‌های مختلف به شمار می‌روند.

از سویی ارائه ترکیبی ایده آل و کارآمد با خاصیت آنتی باکتریال با استفاده از فوتوکاتالیست های نانویی می‌تواند با به کارگیری در اماکن عمومی نظیر بیمارستان‌ها از انتشار و بیماری زایی باکتری‌ها ممانعت به عمل آورد و به این ترتیب علاوه بر پیشگیری از شیوع بیماری در بین افراد در هزینه‌های درمان نیز صرفه جویی نمود.

د- عایق‌های سطوح:

مبنای مواد عایق بر دارا بودن تعداد زیادی از حفرات است که تا حد امکان بتوانند هوا را در میان خود نگه‌دارند. مواد عایق از خاصیت رسانش پایین هوا استفاده کرده و جلوی جریان آزاد هوا را می‌گیرند. در این عرصه، مواد نانو، ویژگی‌های بسیار جالبی ارائه می‌دهند. خصوصیت ویژه این محصول، مایع بودن آن است که امکان استفاده از آن را بر روی سطوح فلزی و غیرفلزی فراهم می‌کند و با صرف هزینه نسبتاً کمی، می‌توان حتی از آن در ساختمان‌های در دست بهره‌برداری نیز استفاده نمود و هیچ‌گونه تغییر ظاهری نیز در ترکیب ساختمان ایجاد نمی‌کند.

هـ- شیشه‌های مبتنی بر فناوری نانو:

از جمله کاربردهای فناوری نانو مرتبط با تولیدات شیشه‌ای، می‌توان به پوشش‌های خود تمیز شونده و جلوگیری کننده از تشکیل مه اشاره داشت. مشکل آلودگی سطوح ساختمان‌ها مخصوصاً در مورد سطوح با انرژی بالا همانند شیشه که تمایل به جذب مولکول‌های دیگر دارند، فراگیر است. راهبرد ارائه‌شده توسط فناوری نانو، نانوکامپوزیت های آلی/معدنی هستند که ویژگی‌های پلیمری پر فلوئوره (همانند تفلون) ایجاد می‌کنند. معمولاً زمانی که دمای تماس آب بالای ۱۰۰ درجه است، ویژگی دفع روغن و آب افزایش می‌یابد.

و- فولاد مقاوم با نانو ذرات:

افزایش استحکام، ضد اثر انگشت و ضد زنگ بودن از جمله ویژگی‌هایی است که فولاد مبتنی بر فناوری نانو دارا است. در فولاد نانو ذرات مس به عنوان ساختار پایه‌ای، مرزهای دانه‌ای فولاد را شکل می‌دهند که تغییر در این نانو ساختارها، منجر به تولید فولادی مقاوم تر و پایدارتر در برابر خوردگی می‌گردد. این فولاد بیشتر جهت استفاده در پل‌ها و سازه ساختمان‌ها مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

مسئله خوردگی یکی دیگر از معضلات اصلی در رابطه با فولاد است. این مقوله به خصوص در محیط‌های ساحلی و رطوبت خیز، اغلب باعث ایجاد تغییر رنگ قطعه به قهوه‌ای یا جلبکی می‌شود، چرا که در شرایط مربوط و ساحلی، آلودگی نمک در ساحل باعث خوردگی لایه آخر فولاد شده و در لایه‌های بعدی به رشد لکه‌های جلبکی کمک می‌کنند. البته ممکن است که این زنگ‌زدگی ساحلی، در کوتاه مدت روی ساختار یا طول عمر این مواد تأثیرگذار نباشد، اما حداقل روی زیبایی بصری طراحی سازه‌های ساحلی مؤثر است. با پوشش‌های مبتنی بر فناوری نانو به راحتی می‌توان این مشکل را برطرف کرد.

ز- افزایش ماندگاری چوب با استفاده از فناوری نانو:

با استفاده از این فناوری می‌توان خواصی مثل تمیزکنندگی، لکه بری، ظاهر واضح و افزایش کیفیت و کارایی سطوح و کف‌های چوبی را در ساختمان‌ها به وجود آورد. چوب‌هایی که با استفاده از فناوری نانو تولید می‌شوند، بسیار مستحکم تر و سخت تر از محصولات روش‌های سنتی خواهند بود. از جمله ویژگی‌هایی که با استفاده از فناوری نانو افزایش می‌یابد پایداری در برابر رطوبت، اشعه فرابنفش، فساد میکروبی و انواع ویژگی‌های ظاهری از قبیل سختی و مقاومت در برابر آتش است. دستیابی به عملکرد پیشرفته‌تر محصولات چوبی در برابر آتش نیز کار مشکلی نیست. بسیاری از بازدارنده‌های آتش که هم اکنون مورد استفاده قرار می‌گیرند، در کاهش پارامترهای مختلف عکس‌العمل چوب در برابر آتش از جمله قابلیت اشتعال، پخش حرارت و گسترش شعله مؤثرند. عملکرد چوب در برابر آتش می‌تواند تا حد عملکرد پشم‌های معدنی و صفحات فولادی افزایش یابد.

حیات منحصراً در محیط پایدار و اقلیم مناسب، رشد و توسعه می‌یابد. در نتیجه آینده و بقای آدمی وابسته به محیط و طبیعت است. زندگی انسان در مجتمع‌های زیستی که عوامل محیطی در آن مورد توجه و نگهداری قرار نگیرد، آینده‌ای فانی و تاریک در انتظار دارد. به‌کارگیری روش‌های مناسب در معماری برای به حداقل رسانیدن آسیب‌های وارده به طبیعت و ایجاد یک معماری همساز با طبیعت، به‌کارگیری روش‌ها و مصالح قابل بازیافت، استفاده بهینه از انرژی‌های زمین به یک موضوع بحث‌برانگیز و نو تبدیل گردیده است و این سعی شد در این مقاله، این رویکرد را مبنای کار خود قرار دهیم.

منابع:

۱- فناوری‌های نوین، معماری و محیط‌زیست، علی مختاریان، دومین کنفرانس برنامه‌ریزی و مدیریت محیط‌زیست

۲- نقش محیط‌زیست در توسعه پایدار با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، عاطفه جعفرقلی بیک و دیگران، اولین کنفرانس ملی راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار

*کارشناس ارشد محیط زیست
 
منبع: زیست بوم
 
جمعیت کویر سبز

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

جمعیت کویر سبز
بالا