تاریخچه :
فرآیند کثیف شدن و آلوده شدن نماهای خارجی احتمالاً قدمتی به اندازه قدمت شهرها دارد. متاسفانه آلودگی صنعتی این مشکل را با تاثیر بر روی کیفیت محیط زیست شهری کاملاً تشدید کرده است. توسعه مواد جدید که می توانند به آسانی بر روی نماهای خارجی بکار روندو داری ویژگیهای آلودگی زدایی و خود تمیز کنندگی هستند یک گام بزرگ در جهت بهبود کیفیت زندگی شهری است .
با شروع از اواخر 1960، ما در یک داستان آشکار کننده درگیر می شویم که شخصیت اصلی آن ماده شگفت انگیز دی اکسید تیتانیوم است. این داستان که پیرامون آن و نور است با تبدیل به انرژی خورشیدی فتوالکترونی شروع شد و سپس به ناحیه و حوزه فتوکاتالیزهای زیست محیطی، توسعه یافت و همچنین به حوزه هیدروفیلیستی تحریک شده با نور گسترش یافت و اخیراً نیز به بحث تجاری سازی محصولات تسریع کننده های نوری مبتنی بر رسیده است
حدودا 3 دهه قبل مطالعات علمی بر روی دی اکسید تیتانیوم شروع شد. دی کسید تیتانیوم () که یکی از اساسی ترین عناصر در زندگی روزمره است، به عنوان یک ماده عالی برای تصفیه و پاک سازی محیط زیست به شمار می رود
کشف شکاف نور در آب بر روی الکترودهای
در اواخر 1960 ، یکی از نویسندگان (Akira Fugishma) شروع به مطالعه نیمه هادی های اکسید کرد که به نور پاسخ می دهند در حالیکه او هنوز یک دانشجوی فارغ التحصیل در دانشگاه توکیو بود
تسریع کننده های واکنش نوری
سال 1972 وقتی که فرانک و بارد برای اولین بار امکان استفاده از را برای متلاشی کردن سیانید در آب را مورد بررسی قرار دادند و تمایل رو به افزایشی به دنبال کاربردهای زیست محیطی به وجود آمد.
در سال۱۹۷۲ هنگامیکه پروفسور فوجی شیما و دانشجویش هوندا مشغول انجام آزمایش بودند به پدیده عجیبی برخوردند. آنها مشاهده کردند که به هنگام قرار دادن الکترودهایی از جنس TiO۲ و Pt در آب، مداری تشکیل می شود که بدون اعمال جریان الکتریسیته از بیرون، و تنها در معرض نور می تواند آب را به اکسیژن و نیتروژن تجزیه کند. به دنبال این پدیده هوندا کشف کرد که TiO۲ خاصیت اکسیدکنندگی قوی دارد. بنابراین مطالعات خود را بر روی اثر این ماده ارزشمند در پدیده های زیست محیطی مانند استریلیزه کردن، گندزدایی و حذف آلودگی ها معطوف کرد.
مطالعات بر روی تصفیه و پاکسازی زیست محیطی فتوکاتالیزهایی در اوایل 1990 شروع شد و در کنار مطالعات پایه ای، در زمینه کاربردهای زیست محیطی عملی ، بسیارمورد علاقه قرار گرفت. بنابراین، تحقیق ما متمرکز بر روی فرایندهای فتوکاتالیست و مکانیزم هایی بر رویTio2 ثابت شده تحت توضیح UV ضعیف در گستره ای از 1 به 1 شده است
سوپرهیدروفیلیستی با نور تحریک شده
سوپرهیدروفیلیستی به طور کاملا تصادفی در کاری که در حال انتقال به لابراتوار بود کشف شد. در سال 1995 این نکته کشف شده بود که اگر یک پوسته با یک درصد قطعی فراهم شده باشد، ویژگی های سوپرهیدروفیلیک را بدست می آورداین درست نیست که یک سطح خود تمیز کننده سوپرهیدروفیلیک هرگز کثیف نمی شود. از آنجایی که فرآیند خود تمیز کنندگی وابسته به روشن سازی شرایط نور خورشید ، مقدار ریزش باران و مقدار ذخیره شده آلودگی و غیره دارد. اما این واقعاً درست است که چنین سطح خود تمیز کننده ای میزان آلودگی را کندتر و کمتر می کند. بنابراین صرفه جویی عظیمی در زمان و هزینه حفظ تمیزی و پاکی صورت می گیرد که این موضوع برای ساختمانهای بلند و مواد پلاستیکی انعطاف پذیر بسیار مشکل است. شرکت TOTO تولید کننده اصلی کاشی های خود تمیز کننده مبتنی بر در ژاپن است. کاشی های خود تمیز کننده این شرکت در بیش از 5000 ساختمان در ژاپن و بر طبق اطلاعات آماری در سال 2003 بکار رفته است. بازار محصولات تسریع کننده های نوری به ده ها بیلیون ین ژاپن در این کشور در یک مدت کوتاه از اواسط 1990 رشد کرده است و انتظار می رود که به یک تریلیون در آینده بسیار نزدیک برسد
شرکت صنعتی پارچه بافی AG Schoeller Textiles
شرکت صنعتی پارچه بافی AG Schoeller Textiles در سوئیس ، پارچه ای Nano sphere را طراحی کرده است که ضد آب و ضد لک بوده و لکه های روی آنها به طور خود به خود از بین می روند .برگ های برخی گیاهان ، پوست سوسک و بال حشرات همیشه تمیز است زیرا ناصافی های بی نهایت کوچک روی سطح آنها مانع چسبیدن ذرات گرد وخاک به این سطوح می شود . با شروع نانو تکنولوژی این شرکت از این فرآیند طبیعی الهام گرفت .
خا صیت کشندگی یون های مس در سطوح خود تمییز کننده
. مس در بسیاری از محصولات تجاری مثل رنگهای ضد لکه مورد استفاده است. شناخت تاثیرات سلامتی سود بخش آن زمان امپراطوری رم برمی گردد جایی که در آنجا پی به این موضوع بودند که وسایل پخت و پز مسی از شیوع بیماری جلوگیری کردند.
فرآیند کثیف شدن و آلوده شدن نماهای خارجی احتمالً قدمتی به اندازه قدمت شهرها دارد. متاسفانه آلودگی صنعتی این مشکل را با تاثیر بر روی کیفیت محیط زیست شهری کاملاً تشدید کرده است. توسعه مواد جدید که می توانند به آسانی بر روی نماهای خارجی بکار بردند و داری ویژگیهای آلودگی زدایی و خود تمیز کنندگی هستند یک گام بزرگ در جهت بهبود کیفیت زندگی شهری است. هدف کاربردهای پوشش های ابداعی تسریع کنندگی نوری برای تشخیص آلودگی زدا واقعاً توسعه یک گستره از چنین مواد جدیدی و ارزیابی تاثیرات وسیع است. توانایی های آلودگی زدایی و خود تمیز کندگی از ویژگیهای تسریع کنندگی اکسید تیتانیوم نشات می گیرد که می تواند یا در غالب ساختمان یا بوش های سطح معرفی شوند. چنین موادی، وقتی در معرض اشعه های UV خورشیدی قرار بگیرند، به عنوان یک تسریع کننده واکنش برای متلاشی شدن تحت تاثیر نور مولکولهای ارگانیک جذب شده در سطح عمل می کند. دو نکته در اهداف این پروژه قرار داشتند. اینها مواد مبتنی بر سیمان و پوشش های ارگانیک بودند.
این تحقیق نتایج بدست آمده بر روی فرمول های سیمان دارای محتوی کاپوزیتهای ذرات نانوی دی اکسید تیتانیوم را نشان می دهد. بررسی هایی در آزمایشگاه برای ارزیابی خواص آلودگی زدایی و خود تمیز کنندگی این مواد تلقیح شده بر روی مولکولهای ارگانیک مانند ترکیبات ارگانیک فرار (VOCs) و اکسیدهای نیتروژن صورت گرفته بود . تجزیه و تحلیل اطلاعات نشان می دهد محصولات مذکور فعالیت قابل توجه با جنبش های متلاشی کننده آسان را نشان می دهند.
این تحقیق یک سیستم خود تمیز کنندگی مبتنی بر سطح سوپرهیدروفوبیک را توضیح می دهد که به طوری بیولوژیکی در طول میلیون ها سال تکامل یافته است و امروزه می توانست به آسانی بر روی شیشه جات برای ساختمانها و وسایل نقلیه ـ روشنایی و غیره بکا ر رود. این تکنولوژی مبتنی بر پوشش های ترم خود سازمان دهنده است و برای فرایندهای صنعتی کاملاً مناسب است که به عنوان شیشه های پوشش دهنده شناخته شده اند ویژگیهای سطوح تاثیر لوتوس سوپرهیدروفوبیک بودن و خود تمیز کنندگی است که همراه با ثبات فیزیکی ـ شیمیایی قابل توجه است. ساختارهای سطحی در مقیاس چندین نانومتر تا 50 میکرون هستند. پوشش ها می توانند شفاف، نیمه شفاف، مات ، رنگی و غیر رنگی یا بی رنگ باشند.
شامل 135 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه سطوح خود تمیز کننده نانویی
نویسندگان: حامد افشاری ، میثم ستاری نجف آبادی ، سعید مینایی ، محمدحسین عزیزی
