فناوری نانو در خدمت ترکیب مواد زیستی در مصالح ساختمانی

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ به نقل از ستاد فناوری نانو؛ در سال‌های اخیر دانشمندان همواره به دنبال این بوده‌اند که مواد آلی را در ساختار مصالح ساختمانی، جایگزین مواد معدنی کنند. موادی مانند کاه، خاک رس، گندم، چمن و ... اگر با چسب‌های مدرن مخلوط شوند، می‌توانند ترکیبی بسازند که کاربرد آن‌ها در مصالح ساختمانی، انرژی ساخت کمتر، بازده انرژی بالاتر و رفاه بیشتری را در مقایسه با مصالح ساختمانی سنتی به ارمغان می‌آورد.

پروژه ایزوبایو به دنبال ساخت مصالح ساختمانی با کاهش 50 درصدی انرژی ساخت است. این مواد همچنین به عنوان عایق حرارتی 20 درصد نسبت به عایق‌های سنتی پایه روغنی بهینه‌تر هستند. این پروژه به دنبال کاهش 15 درصدی در هزینه کلی و کاهش 5 درصدی در انرژی مصرفی در طول عمر ساختمان است.

مصالح زیستی، معمولا ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند. این مواد در این ترکیب با هدف و ساختاری خاص تعیین می‌شوند. برای مثال ممکن است که ماده آلی مورد نظر خاصیت ذاتی عایق داشته باشد، در صورتی که ماده معدنی که با آن ترکیب می‌شود برای حفظ استحکام مصالح به کار برود. ترکیب مواد آلی و معدنی همیشه آسان نیست. برای مثال، کنف با ملات آهک ترکیب می‌شود که این دو ماده با هم نوعی ناسازگاری شیمیایی دارند که موجب می‌شود ترکیب نهایی استحکام کافی را نداشته باشد. برای غلبه بر این مشکل، محققان پروژه ایزوبایو(ISOBIO) در حال استفاده از نانوفناوری هستند تا استحکام سطحی بین دو ماده را افزایش دهند که موجب بهبود ترکیب نهایی از نظر مکانیکی و ساختاری می‌شود.

مصالح جدید ویژگی‌های خاصی نیز دارند. برای نمونه، کنف ساختاری دارد که باعث ثابت ماندن رطوبت می‌شود. دکتر تیلور ، هماهنگ‌کننده پروژه در TWI (موسسه جوشکاری-مترجم) در انگلستان می‌گوید: « مصالح ساختمانی سنتی به نوسانات دما و رطوبت در ساختمان کمک می‌کنند و باعث می‌شوند که ناحیه‌های سرد و گرم در ساختمان ایجاد شود.»

مصالح ساختمانی جدید همانطور که رفاه بیشتری را فراهم می‌کنند، باید استحکام مصالح سنتی را نیز داشته باشند. برای مثال، مصالح ساختمانی از جنس کنف باید دافع آب باشد. بدین منظور، محققان در حال به کارگیری رفتار‌‌های آبگریز روی این مصالح هستند. نتیجه این می‌شود که بخار می‌تواند از این ترکیب عبور کند ولی آب خیر.

برای جایگزینی مصالح سنتی، محققان ایزوبایو به دنبال محصولاتی هستند که نه تنها از نظر فنی بلکه از نظر اقتصادی نیز به صرفه باشند. بدین منظور، ایزوبایو محصولاتی را تولید می‌کند و تست‌هایی را در مقیاس صنعتی از آن‌ها می‌گیرد تا دریابد که آیا تولید این محصولات را می‌توان به دستگاه‌های تولید کننده محصولات سنتی سپرد یا خیر. این تست‌ها همچنین برای اطمینان از برتری محصولات جدید بر محصولات سنتی از نظر بازده انرژی گرفته می‌شود.

آخرین بحث نیز بحث بازاریابی این محصولات می‌باشد. دکتر تیلور می‌افزاید: «استفاده از مواد آلی محلی باعث کاهش هزینه حمل و نقل می‌شود و چون ورودی‌های ما معمولا زباله یا محصولات جانبی فرآیند‌هاست هزینه تولید نهایی نیز کاهش می‌یابد که این دو مورد باعث ایجاد عرضه کافی می‌شوند. کمبود مسکن نیز پیامد طبیعی رشد جمعیت کنونی است که ایجاد مسکن سریع و به صرفه راه حل منطقی آن است. این مورد نیز تقاضای کافی را موجب می‌شود و در نتیجه تناسب عرضه و تقاضا راه‌گشای مشکل بازریابی خواهد بود. »