اختصاصی بسپار/ فناوری نانو در دنیای پوشش و پوشرنگ

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر در سال 1959، پدر فناوری نانوی مدرن Richard Feynmann، مفهوم دستکاری ماده در سطح اتمی را در سخنرانی معروف خود در Cal Tech با عنوان ” در پایین ترین سطح مولکول ها فضای زیادی وجود دارد” مطرح کرد. Norio Taniguchi در سال 1974فناوری نانو را پردازش، جداسازی، تثبیت و تغییر شکل مواد توسط یک اتم یا مولکول تعریف کرد. در دهه 1980، Eric Drexler از موسسه فناوری ماساچوست، ایده های Feynmann و Taniguchi را در جهت پیشبرد مفهوم فناوری نانو مولکولی با استفاده از ایده سرهم کردن و چینش در مقیاس نانو، که به عنوان وسیله ای برای هدایت واکنش های شیمیایی با موقعیت یابی مولکول های واکنش پذیر با دقت اتمی پیشنهاد شده بود، عملی کرد.

این مفهوم موقعیت یابی، Sumio Lijima را به سوی کشف و توسعه ساختار اتمی و ویژگی های مارپیچ نانولوله های کربنی چند جداره و تک جداره در سال 1991 سوق داد.
فناوری نانو به سرعت و به صورت تصاعدی به قرن بیست و یکم و سرحد هیجان رسید. فناوری نانو چشم انداز حفاظت از انرژی صنعتی، علوم کامپیوتر، زیست پزشکی، الکترونیک، حسگر های زیستی تشخیصی، سامانه های رسانش دارو، کاوش گر های تصویر برداری و پوشش، پوشرنگ و چسب ها را تغییر داده است.
در حوزه پوشش ها، نانو ذرات با ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر، ظرفیت اصلاح خواص فیزیکی پوشش های سنتی را فراهم می کنند تا سامانه های پوشش دهی به محرک های محیطی به شیوه ای هوشمندانه پاسخ دهند و یا به عنوان پوشش های مستقل با ویژگی های منحصربفرد عمل کنند.

قطر مواد نانو مانند نانو ذرات، نانو لوله ها، ساختار های کروی تو خالی کربنی، نانو میله ها کمتر از 100 نانومتر است. در این مقیاس، رفتار بستر در مقایسه با رفتار مقیاس کلان، کاملا متفاوت است.
فناوری نانو از ساختار برای کنترل شکل و اندازه در مقیاس نانومتری استفاده می کند و سپس از این اشکال کوچک برای بهره گیری از ویژگی هایی که به دلیل آن اندازه در دسترس اند، بهره می گیرد.
نانو مواد و نانو ساختار ها به دلیل مساحت سطح نسبتاً بزرگ خود که منجر به نسبت سطح به وزن بسیار بالا در مقایسه با افزودنی های پوشرنگ های سنتی می شود، می توانند ویژگی های منحصربفرد ماده خود را بروز دهند. نقاط کربنی که به طور تصادفی کشف شدند( نقاط C)، که قطر آن ها کم تر از 10 نانومتر است، برای استفاده در دستگاه های نور ولتایی، حسگر زیستی(به عنوان مثال پوشش های هوشمند) و دارو رسانی، ارزان تر و جالب تر می شوند. گرافن که در سال 2004 کشف شد، تقریباً برای هر رشته مهندسی که از مواد استفاده می کند، به یک پایه مبتنی بر کربن تبدیل شد. شیمی جدیدی که به اتم های فلز اجازه محصور شدن را می دهند، ترکیبات آلی جدید و ناشناخته ای ایجاد می کنند.

چشم گیر ترین و پیچیده ترین پیشرفت ها در حوزه فناوری نانو در زمینه پزشکی انجام شده است. با این حال، نوآوری های جالبی نیز در پوشش ها، پوشرنگ و چسب ها اتفاق افتاده است. افرودن نانو ذرات خام بسیار کوچک می تواند به پوشرنگ ها، شفاف پوشه ها و چسب ها خواص بیش تری دهد که در مواد شیمیایی سد کننده ساده یافت نمی شود. پیشرفت های جدید در پردازش، حتی به نانو ذرات این اجازه را می دهد تا به عنوان پوشش های مستقلی که به صورت لایه های نازک، رسوب می شوند، با چسبندگی و ویژگی های سطحی سخت تر ترکیب شوند. تحقیقات زیادی برای پوشش ها در جهت ایجاد نانو ساختار های بسیار ظریف در محل، برای ارائه خواص فیزیکی و مکانیکی بهبود یافته، در حال انجام است. پیشرفت های وسیعی در حوزه پوشرنگ ها و پوشش های سنتی با استفاده از نانو ذرات انجام گرفته است. گاهی اوقات این افزودنی ها می توانند بر پایه های فیزیکی و شیمیایی ذاتی رزین و پوشش ها تاثیر بگذارند و بنابراین توجه دقیق به غلظت این افرودنی ها برای دستیابی به روند بهبودی مطلوب بدون از بین بردن ویژگی های مورد نظر، مورد نیاز است.
برخی از شرکت ها مجموعه ای از مواد افزودنی نانو را برای پوشرنگ ها توسعه داده اند، اما موضوع مهم تر، فناوری پردازش آن هاجهت ترکیب و بهبود خواص پوشش مانند مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی های خود تمیز شوندگی بدون آسیب رساندن به ویژگی های موجود، است.

تیمی از موسسه پلی تکنیک Rensselaer نانو چسب قدرتمندی ساختند که از زنجیره های مولکولی برای اتصال سطوح به یکدیگر استفاده می کند و می تواند در دما های بسیار بالا کار کند. این نانو چسب تنها 1 نانومتر ضخامت داشته و حداقل 1000 برابر نازک تر از چسب هایی است که در حال حاضر استفاده می شوند.

مترجم: مهندس فهیمه رفیعی، دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی رنگ، پژوهشگاه رنگ

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 265 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان آبان ماه 140  منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.