یکی از مهمترین موضوعات در صنعت ساختمان سازی حفظ زیبایی و پاکیزگی نما ها، دیوار ها و کف های ساختمان ها می باشد که سالیانه هزینه های زیادی را علاوه بر سازندگان به ساکنین نیز تحمیل می کند. رنگ ها، کاشی ها و سرامیک ها از محبوب ترین مواد مصرفی در بخش های مختلف ساختمان سازی هستند که زیبایی را به ساختمان ها می بخشند. این مواد در نمای ساختمان، دیوار، سرویس بهداشتی، حمام و کف ساختمان مورد مصرف قرار می گیرند و همین موضوع باعث شده است تا همواره نیاز به حفظ مداوم پاکیزگی آنها وجود داشته باشد. در این مقاله به بررسی نقش نانو اکسید روی در ایجاد خاصیت خود تمیز شوندگی در رنگ ها، کاشی ها و سرامیک ها می پردازیم با ما همراه باشید.
اهمیت رنگ ها، کاشی ها و سرامیک ها در ساختمان سازی
رنگ ها، کاشی ها و سرامیک ها از اهمیت زیادی در ساختمان سازی برخوردارند چراکه علاوه بر ایجاد تمایز و زیبایی، اجزا و بخش های مختلف ساختمان را از زنگ زدگی، رطوبت، فرسودگی، آتش سوزی و غیره در گذر زمان حفظ می نمایند. این مواد مصرفی ساختمان سازی در نمای ساختمان و نیز قسمت درونی آن نظیر دیوار ها، کف ها، سرویس های بهداشتی، آشپزخانه و…. به کار برده می شوند.
ایجاد لکه ها، آلودگی ها و همچنین گرد و غبار در سطوح کار شده با رنگ یا محصولات سرامیکی اجتناب ناپذیر بوده و این موضوع در رابطه با نمای ساختمان بیش از پیش (بعلت آلودگی هوا) صورت می گیرد. با توجه به این مساله، حفظ پاکیزگی و زیبایی بخش های مختلف ساختمان (مخصوصا نمای ساختمان) حائز اهمیت بوده و برای ساختمان سازان و همچنین ساکنین چالش بر انگیز و هزینه بر می باشد. بنابراین و درصورتیکه بتوان ویژگی خود تمیز شوندگی (Self – Cleaning) را در مواد مصرفی صنعت ساختمان سازی ایجاد نمود، چالش های مرتبط با نگهداری زیبایی و پاکیزگی ساختمان به حداقل خواهد رسید.
نانو اکسید روی و خاصیت خود تمیز شوندگی
نانو اکسید روی ترکیبی با خواص نوری منحصر بفرد بوده که قابلیت بالایی در جذب امواج فرابنفش دارد و بعبارت دیگر دارای خاصیت آنتی یو وی (Anti UV) قوی می باشد. رفتار آنتی یو وی قوی نانو اکسید روی در کنار رفتار کاتالیستی قوی آن دو عاملی هستند که خاصیت خود تمیز شوندگی را به این نانو ماده ارزشمند می بخشند.
نانو اکسید روی به کمک دو ویژگی ذکر شده فرآیندی تحت عنوان “فرآیند فوتوکاتالیستی” (Photocatalytic Process) شکل می دهد که نتیجه آن تجزیه لکه ها و آلودگی ها می باشد. به همین دلیل است که نانو اکسید روی بعنوان یک ماده فوتوکاتالیست قوی نیز شناخته می شود. تجزیه شدن لکه ها و آلودگی ها در اثر فرآیند فوتوکاتالیستی نشان دهنده ایجاد شدن خاصیت خود تمیز شوندگی در سطوح حاوی نانو اکسید روی است. به منظور درک بهتر قابلیت خود تمیز شوندگی، فرآیند فوتوکاتالیست را در بخش بعدی بطور خلاصه توضیح می دهیم.
فرآیند فوتوکاتالیستی
در فرآیند فوتوکاتالیستی، نانو ذرات اکسید روی (ماده فوتوکاتالیست) تحت تابش امواج فرابنفش موجود در نور (نور خورشید و نور لامپ) قرار گرفته که این امر منجر به تهییج شدن الکترون های نوار ظرفیت و انتقال آنها به نوار هدایت در نانو اکسید روی می گردد. الکترون های تهییج شده از سطح ماده فوتوکاتالیست آزاد می گردند و با مولکول های آب (موجود در رطوبت هوا یا آب محیطی) واکنش می دهند. واکنش میان الکترون های آزاد شده و مولکول هاب آب منجر به تولید ترکیبات واکنش پذیر بر پایه دو عنصر اکسیژن و هیدروژن (رادیکال های آزاد) می گردد. این ترکیبات به شدت واکنش پذیر (اکسید کننده) می باشند که با حمله به مولکول های آلاینده ها و لکه های موجود در سطوح باعث تجزیه این مولکول ها و از بین رفتن آنها می شوند.
برای مطالعه بیشتر با فرآیند فوتوکاتالیست می توانید به مقاله ای که قبلا در این مبحث منتشر کرده ایم مراجعه فرمایید.
محصولات ساختمانی خود تمیز شونده با نانو اکسید روی
همانطور که توضیح داده شد نانو اکسید روی بواسطه رفتار فوتوکاتالیستی قوی خود می تواند خاصیت خود تمیز شوندگی را در سطوح ایجاد نماید. با توجه به اینکه امواج فرابنفش در نور لامپ ها و نور خورشید موجود می باشد، می توان فرآیند فوتوکاتالیستی را با کمک نانو اکسید روی آغازکرده و خاصیت خود تمیز شوندگی را فعال نمود.
لازم به ذکر است مولکول های آب مورد نیاز فرآیند فوتوکاتالیستی نیز همواره در رطوبت هوا و یا رطوبت موجود در سرویس بهداشتی و حمام وجود دارد. از این رو، استفاده از نانو اکسید روی در تولید رنگ های ساختمانی، کاشی ها، سرامیک ها و چینی های بهداشتی می تواند هزینه های مربوط با حفظ پاکیزگی و بهداشتی بخش های مختلف ساختمان (نما و قسمت های درونی) مخصوصا ساختمان های مرتفع را به حداقل برساند.
نکته مهم دیگری که باید به آن اشاره کنیم قیمت پایین نانو اکسید روی در مقایسه با نانو اکسید تیتانیوم است. نانو اکسید تیتانیوم دیگر ماده فوتوکاتالیستی قوی موجود در صنعت است که از قیمت به مراتب بالاتری از نانو اکسید روی برخوردار است. همین موضوع باعث شده است تا نانو اکسید روی نه تنها از لحاظ عملکرد خود تمیز شوندگی مطلوب باشد بلکه از لحاظ قیمت برای صنعت ساختمان سازی مقرون به صرفه گردد.
نتیجه گیری
نانو اکسید روی بواسطه قیمت مناسب و عملکرد عالی در ایجاد خاصیت خود تمیز شوندگی به گزینه ای مطلوب برای تولید محصولات ساختمانی خود تمیز شونده تبدیل شده است. استفاده از محصولات خود تمیز شونده در ساختمان سازی نه تنها هزینه های حفظ و نگهداری را به حداقل می رساند بلکه زیبایی ساختمان را همواره حفظ کرده و عمر مواد مصرف شده در ساختمان را افزایش می دهد. نانو اکسید روی تولید شده در آرمان نانو فناور رابین دارای رفتار فوتوکاتالیستی قوی بوده و می تواند برای تولید محصولات سرامیکی و رنگ های خود تمیز شونده مورد استفاده قرار گیرد.
