عایق نانو چیست؟
پیشرفت تکنولوژی و فناوری در سالهای اخیر به سمت دوستی با محیط زیست رفته است. یکی از فناوریهای جدیدی که علاوه بر کارایی پایدارتر در بسیاری از صنایع به حفظ محیط زیست هم کمک فراوانی میکند، فناوری نانو است.
عایق نانو رطوبتی و حرارتی علاوه بر ساختمانها در سازههای زیرزمینی، دیوارهها و سقف تونلها، سازههای دریایی و کشتی رانی، تاسیسات و تجهیزات در بخش شهری و صنعتی، آئرودینامیکها و… نیز کاربرد دارد. برای اطلاع از اینکه عایق نانو چیست، بهتر است در ابتدا ترکیبات سازنده آن معرفی شود.
مواد تشکیل دهنده عایق نانو
عنصر اصلی به کار رفته در نانو سیلیکون است. دارای دو جزء رزین و کامپوزیت با ساختار متخلخل نانو است که بخش رزینی بستری است برای در بر گرفتن بخش کامپوزیتی عایق. ظرفیت بالای نانو از ترکیب مواد سازنده آن یعنی ذرات پلیمری نانومتخلخل ناشی میشود. عایقهای رطوبتی به صورت رنگهای متنوع با قلم مو یا با پاشش دستگاههای پیستونی بر روی سطوح آغشته میشود. در نهایت پس از خشک شدن یک سطح با پرزهای ریز و با حالت الاستیسیته تشکیل میدهند.
بین ذرات سازنده نانو تماسهای کمی وجود دارد و نسبت سطح کمترین حد ممکن است. در نتیجه، هدایت حرارتی بین ذرات جامد به حداقل میرسد. به دلیل ساختار سیلیکونی آن خاصیت ضد حریق داشته و میتواند نقش پوشش ضد حریق یا فایرپروف را ایفا کند.
این عایق حرارتی بر روی اجزای سازه در بخشهای مختلف ساختمان از جمله اسکلت، تیرها و ستونها و… پیادهسازی میشود. با بالا بردن مقاومت ساختمانها در مقابل آتش و هر نوع تنش حرارتی دیگر، سرعت گسترش آتش را به حداقل میرساند. به طوری که افزایش دما باعث فروپاشی اجزای اصلی سازهها نمیشود. دمای تیرها و ستونها در حین حادثه به حد دمایی که باعث افت مقاومت و ریزش آن یا از بین رفتن ساختار سازه و در نهایتا تخریب کامل شود، نمیرسد.
عایق حرارتی نانو توسط قلم مو یا ماشین آلات مکانیکی کالار مناسب به سازههای فلزی، بتنی و حتی سازههای چوبی اضافه میشود. در مواقع آتشسوزی مقاومت و تحمل سازهها و اسکلت ساختمان بالا میرود. زمان کافی برای خروج افراد از ساختمانها و همچنین رسیدن امداد و نجات و آتش نشانی ایجاد میکند. همچنین از فرو ریختن ساختمان یا از بین رفتن تعادل سازه جلوگیری میکند. تمام این خصوصیات باعث میشود که این نوع مواد از مواد عایق معمولی مانند الیاف معدنی، آجرهای نسوز و سایر محصولات غیر آلی کارآمدتر باشند.
عایقهای حرارتی مبتنی بر نانو تکنولوژی
محصولات پلی استایرن منبسط شده شامل پودر گرافیت افزودنی
هواژل (Air gel) برای عایقبندی ساختارهای شفاف ساختمان
پنلهای عایق خلا مبتنی بر نانوذرات
پوششهای عایق حرارتی نانو سرامیک
مواد عایق حرارتی مبتنی بر فناوری نانو به طور کلی کیفیت عایق حرارتی بهتری نسبت به مواد سنتی دارند. در مواد عایق حرارتی سنتی سه روش برای انتقال گرما به شکل همرفت، رسانایی و تابش نور وجود دارد . در عایقهای ذکر شده هر سه این روشها با دامنههایی متفاوت مانع انتقال گرما میشوند. بنابراین ضریب انتقال حرارت سازههای ساختمان را کاهش میدهند.
ویژگیهای مولکولی این عایق به محصولات حاوی آنها اجازه میدهد تا در طول ماههای سرد هوای گرم را محبوس کند. در ماههای گرم از جذب و تجمع گرما جلوگیری کند. در حدود 40 درصد باعث صرفه جویی در هزینههای انرژی برای گرمایش و یا سرمایش ساختمانهای مسکونی، تجاری و صنعتی شود.
این عایقها با داشتن غشایی انعطافپذیر دارای قابلیت تنفس است که نفوذ آب را متوقف میکند. آبرسانی نمیکند و از خوردگی و زوال سطح جلوگیری میکند.
بنابراین از دیگر کاربردهای متداول فناوری نانو در صنعت ساختمانسازی استفاده به عنوان عایق رطوبتی نانو است. به طور علمی نمیتوان گروه متمایزی برای این نوع عایق در نظر گرفت. زیرا کافی است در ترکیبات پلیمری عایقها تعدادی نانو ذره وجود داشته باشد تا نام عایق نانو بر آن گذاشته شود. تا اینجا تا حد زیادی با کاربردهای نانو و اینکه عایق نانو چیست، پرداخته شد.
حال تفاوتهای بین عایق رطوبتی نانو با عایقهای سنتی و مبتنی بر قیر یا قیر و گونی بررسی میشود.