نگهداری آثار باستانی با پوشش‌های نانویی

فناوری نانو توانسته صنایع مختلف را بهبود بخشد و همچنین این فناوری به نگهداری آثار باستانی و میراث فرهنگی کمک شایانی می‌کند.

آثار باستانی و بناهای تاریخی به عنوان سازه‌های بارز و میراث هر کشوری به شمار می‌روند. لذا لازم است که این بناها در مرحله اول به خوبی مرمت و بازسازی شوند در مرحله بعدی از آنها محافظت دائمی به عمل آورد. فناوری نانو با ایجاد پوشش‌های پیشرفته جهت محافظت سطوح ابنیه، می‌تواند آنها را از تخریب با عوامل محیطی و تخریب توسط بازدید‌کنندگان، به طور دائمی محافظت می‌کند.

نانوپوشش‌های ابر دافع آب و کثیفی و همچنین مقاوم به جوهر و رنگ جهت جلوگیری از نوشتن یادگاری و تخریب که موسوم به Antigraffiti نیز هستند، ابنیه تاریخی و مهم و همچنین ساختمان‌های تجاری و اداری با نماهای گران‌قیمت را می‌توانند حفظ و حراست کنند.  شرکت آلمانی Degussa محصولی با نام Protectosil دارد که به صورت شیمایی مواد معدنی ابنیه باستانی ترکیب شده و در برابر خراش و شرایط بد آب و هوایی نیز مقاوم است. این مواد که در برابر اشعه UV نیز مقاومند، اجازه چسبیدن رنگ و دبیر ذرات آلاینده را به سطح بنا نمی‌دهند. 

*کاشی و سرامیک با پوشش آنتی باکتریال، آنتی میکروبیال و خود تمیز شونده

به دلیل گسترش روز افزون جمعیت ساکن بر روی کره زمین و در پی آن رشد بسیار سریع بیماری‌ها و باکتری‌های بیماری‌زا، محققان بر آن شدند تا با استفاده از راهبردهای پیشگیرانه مانع از بروز بیماری شوند چرا که در صورت بروز یک بیماری کنترل آن و جلوگیری از شیوع آن کاری بسیار سخت و گاهی غیرممکن خواهد بود لذا در سالیان اخیر محققان موفق به شناسایی ترکیباتی فلزی با خاصیت آنتی‌باکتریال شده‌اند که این ترکیبات می‌توانند از رشد و نمو باکتری‌ها و قارچ و دیگر عوامل بیماری‌زا جلوگیری کنند. از جمله روش‌های استفاه از این خواص، به کارگیری این ترکیبات در مواد و لعاب کاشی و سرامیک‌های بهداشتی است. چرا که پوشش‌های سرامیکی اغلب با غذا و نوشیدنی‌ها و مایعات و مواد زائد آلوده در تماس هستند که از عوامل مهم در ایجاد باکتری‌های مختلف به شمار می‌روند.

ارائه ترکیبی ایده‌آل و کارآمد با خاصیت آنتی‌باکتریال با استفاده از مواد فوتوکاتالیست‌های نانویی که علاوه بر خواص میکروب‌زدایی از نظر اقتصادی قابل تولید و با صرفه باشد می‌تواند با به بکارگیری در اماکن عمومی نظیر بیمارستان‌ها از انتشار و بیماری‌زایی باکتری‌ها ممانعت به عمل آورد و به این ترتیب علاوه بر پیشگیری از شیوع بیماری در بین افراد در هزینه‌های درمان نیز صرفه‌جویی کرد.

این مواد، که عمدتاً از نانو ذرات TIO تشکیل شده‌اند، آنتی‌باکتریال هستند و پوشش‌های فوتوکاتالیستی که حتی می‌تواند با اسپری کردن روی انواع سطوح قرار بگیرد، با تحریک الکترون‌ها و ایجاد پدیده اکسید‌اسیون در این نانوذرات، خاصیت گند زدایی ایجاد می‌کند که حتی بسیار بهتر از مواد شوینده شیمایی و سفید‌کننده‌ها است.

پوشش‌های فوتوکاتالیستی از بلورهایی تشکیل شده‌اند که در مقابل نور خاصیت خودپاک‌کنندگی پیدا می‌کنند. علاوه بر این، دی‌اکسید تیتانیوم ابرآبدوست می‌باشد و باعث می‌شود تا هیچ قطره آبی روی سطح تشکیل نشود و قطره ها در حین پایین افتادن سطح را تمیز کنند.
اکسیژن‌های مولکول‌ دی‌اکسید تیتانیوم با آب موجود در هوا واکنش داده باعث واکنش بین اکسیژن و آب می‌شوند. رادیکال‌های OH آزاد شده باعث تجزیه NOX های موجود در آلودگی هوا شدهف آن‌ها را به HNO3 بی ضرر تبدیل می‌کنند. جالب توجه اینکه ظرفیت تصفیه هوای 1000 متر مربع از کاشی‌های پوشیده شده با فوتوکاتالیست، معادل ظرفیت تصفیه هوای 70 درخت صنوبر است.

محققان دانشگاه NEW SOUTH WALES استرالیا، پوششی را تولید کرده‌اند که با استفاده از آن، نظافت سرویس‌های بهداشتی به کاری بسیار آسان تبدیل می‌شود. محققان مرکز نانو مواد کاربردی این دانشگاه امیدوارند با استفاده از پوشش نازکی از ذرات دی‌اکسید تیتانیوم بتوان سرویس‌‌های بهداشتی را همیشه تمیز نگه داشت.
شرکت آلمانی DEGUSSA در تولید و تجاری‌سازی نانوروکش برای سطوح خود تمیز شونده فعالیت دارد.

شرکت المانی Ntec Gmbh Technikum در زمینه‌ی سطوح خود تمیز شونده فعالیت می‌کند.
مرکز تحقیقاتی فناوری نانو در دانشگاه Ulster انگلیس، نیز روی روکش‌های فتوکاتالیستی برای سطوح خود تمیز شونده کار می‌کند.
شرکت ژاپنی. jfe Metal products Engineering inc محصولاتی با نام Selfcleaner می‌می‌کند که با استفاده از پرتوهای ماوراء بنفش و بارانف خاصیت خودتمیز شوندگی از خود نشان می‌دهند.
شرکت آلمانی Deutsce Steinzeug محصولات خودتمیز شونده‌ای برای نمای خارجی دارد که نام تجاری این محصولات عبارتند از Hydrotect KeraTwin و Hydrotect ker aion همچنین این شرکت برای پوشش داخلی محیط‌هایی مثل دستشویی و حمام، محصولاتی با نام Hydrotect و Hydrotect plural two دارد. این محصولات با فوتو کاتالیتس پوشش‌دهی شده‌اند و در خود تمیز شونده آنتی باکتریال هستند.
کارخانه ژاپنی Taiyo kogyo corporation سه نوع محصول برای پوشش سقف دارد که همگی از فیلم‌های پوشیده شده از فوتوکالیست تهیه شده‌اند. این محصولات عبارتند از 1) selfmax که برای ساخت انبارهای چادری استفاده می‌شود. این فیلم‌ها علاوه بر اینکه در برابر جذب لک مقاومند، نور ماور‌اء بنفش را کاملا جذب می‌کنند تا افزایش دمای داخل چادر، کنترل شود. 2) Skyclearcoat که برای ساخت سایبان استفاده می‌شود. این فیلم‌ها نیز علاوه بر ظاهری زیبان و شفاف، خاصیت ضد لک دارند. 3) Cleanmax برای ساخت ساختمان‌های گنبدی شکل خودتمیز شونده استفاده می‌شود. این ساختمان‌ها با اینکه از روشنایی روز استفاده می‌کنند، در عین حال از افزایش دمای داخلی ساختمان جلوگیری کرده و اجازه عبور نور ماور‌اء بنفش را نمی‌دهند.
شرکت ژاپنی sekisui jushi crporation با استفاده از پوشش‌دهی فوتو کاتالیست‌های نانویی، سطوح آب‌دوستی را روی سطح قطعات مورد استفاده در سطح شهر، مثل چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، آینه‌های مقعر در تقاطع و غیره استفاده می‌کند که با استفاده از خاصیت ابر آبدوستی، خود تمیز‌شونده هستند و آلودگی‌های شهری آنها را کثیف نمی‌کند.
شرکت ژاپنی TOYO TOKI با نام تجاری TOTO، محصولاتی با خاصیت خودتمیزکنندگی و آنتی باکتریال برای شیشه، کاشی و سرامیک، نمای ساختمان و آینه و شیشه اتومبیل تولید می‌کند.
شرکت استرالیایی Acme nano Products با استفاده کامپوزیت‌های نانورس با نام pk nanoclay به تولید پوشش‌های و لعاب‌های آنتی باکتریال، ضد قارچ و مقاوم در برابر uv تولید می‌کند.
یک نانومتر یعنی یک میلیاردم یک متر و در واقع نانو ‌معادل قطر چند اتم‌ است. در فناوری نانو باید خواص مواد را در مقیاس نانو بشناسیم و بدانیم که هر ماده‌ای در هر اندازه‌ای چه خواصی دارد. همچنین بتوانیم مواد را در آن مقیاس تولید کنیم و آن خواص را در کنترل خود داشته باشیم و بتوانیم از آن‌ها استفاده کنیم و موادی با کارکرد جدید بسازیم که به مجموعه این فعالیت‌ها فناوری نانو می‌گوییم.
در بحث نانو به طور روزانه ما شاهد خبرهای مختلف در حوزه‌های مختلف از جمله پزشکی، هوافضا و صنایع دیگر هستیم و از آن ‌جا که در همه این بحث‌ها از مواد استفاده می‌شود، بحث نانو نیز در آن‌ها جایگاه دارد.
نانو در تمامی صنایع تأثیرگذار است و اهمیت دارد، همه صنایع در مسیر رشد و توسعه خود مجبورند از فناوری نانو استفاده کنند. تاکنون فناوری‌هایی که بشر در اختیار داشته، در حد میکرو بوده و با جلو رفتن و پیشرفت‌های مختلف به فناوری نانو خواهیم رسید و صنایع نیز برای رسیدن به این پیشرفت باید در این حوزه فعال شوند.