اصول خود تمیز شوندگی

پوشش های خود تمیزشونده، به دو گروه آب گریز و آب دوست تقسیم می شوند. در پوشش های آب گریز، به واسطه تشکیل قطرات کروی شکل و در پوشش های آب دوست، از طریق تشکیل لایه های نازک آب روی سطح، آلودگی ها از سطح زدوده می شوند.

آب دوســت یــا آب گریــز بودن ســطح، بــه زاویه تماس قطره آب با سطح بستگی دارد. زاویه تماس در فصل مشترک سه فاز جامد و مایع و گاز در محل تماس قطره مایع با سطح جامد تشکیل می شود. به طور کلی، اگر زاویه تماس کمتر از ۹۰ درجه باشــد، ســطح را آب دوســت می گویند. در حالی که اگر این زاویه بیشــتر از ۹۰ درجه باشــد، سطح را آب گریز می نامند.

ســطوح با زاویه تماس نزدیک به صفر درجه ابر آب دوســت و ســطوح با زاویه تماس بیشــتر از ۱۵۰ درجه ابر آب گریز نام دارند. ســطوح آب گریز دارای انرژی ســطحی بســیار پایین هســتند، در حالی که انرژی سطحی ســطوح آب دوســت بســیار بالاســت. اســتفاده از فناوری نانو در کاشی و سرامیک و بروز خواص متفاوت در ابعاد نانومتری دســتیابی به سطوح ابرآب گریز و ابر آب دوست را ممکن کرده است.

پوشش های آب گریز و ابر آب گریز

زبری سطح و ساختار آن­، نقشی بسیار مهم در افزایش زاویه تماس دارند. در پوشش های اب گریز، آب به محض تماس با سطح به شکل قطرات کروی تجمع یافته و از روی سطح لغزیده و ذرات الودگی را با خود از روی سطح می زداید. زمانی که یک سطح دارای بافت زبری در مقیاس نانومتری باشد. فصل مشترک بین هوا و آب در یک قطره که بر روی سطح قرار گرفته است، افزایش پیدا می کند و نیروی دگرچسبی بین قطره و سطح شدیدا کم می شود.

بنابراین، قطره آب شکل کروی به خود می گیرد و به راحتی جریان پیدا می کند و ذرات آلاینده ی موجود بر روی سطح، به قطرات آب چسبیده و با غلطیدن قطرات آب، آلودگی ها نبز از سطح زدوده می شود.

پوشش های نانو با ذرات در حد چند ده نانومتر، ضمن پوشش حفره های میان ذرات سطح و همچنین رساندن زاویه تماس آب با سطح به بیش از 120 درجه، امکان ایستایی ذرات آب روی سطح را از بین برده و موجب کاهش تجمع آلودگی ها و چسبندگی آن روی سطح خواهند شد.

مشخصات پوشش های آب گریز یا ابر آب گریز

خواص

• مناسب برای فلزات، شیشه، سرامیک، سنگ و سطوح پلاستیکی
• استفاده آسان به طور مثال، اسپری کردن و دمای معمولی اتاق یا مراقبت های حرارتی
• شفاف، چسبندگی خوب بر روی زیر لایه ها بدون فرایند آماده سازی دشوار
• خواص ضد چسبندگی و آسان تمیز شوندگی، به علاوه محافظت های سطحی
• بادوام، محافظت سطحی با ثبات شیمیایی و مکانیکی

اثرات

• مقاوم در برابر روغن
• آب شبیه به مروارید روی سطح کاشی جمع می شود
• گرد و غبار به راحتی توسط آب (بارش باران) شست و شو داده می شود

مزایا

• دفع کننده آب و خاک
• خود تمیز شوندگی (توسط آب یا باران و یا روش های دیگر)
• شفافیت ( مخصوصاً برای سطوح تزئینی، شیشه و پنجره ها دارای اهمیت است)
• مدل های گوناگون تجاری قابل دسترس

پوشش های آب دوست و ابر آب دوست

برخــلاف ســطوح آب گریــز کــه فقط از ســازوکار جریان قطــرات آب برای اثــر خودتمیزشــوندگی اســتفاده می‌کنند، ســطوح آب دوســت ساختار شیمیایی آلودگی ها را در مجاورت نور از بین می برند. این فرایند فوتوکاتالیز نام دارد. در طــول فراینــد فوتوکاتالیــز، ســاختار شــیمیایی آلودگی های آلی و ســایر ناخالصی ها که بر روی پوشــش قرار دارد، به وســیله جذب نور شکســته شــده و به همراه آب از روی ســطح جدا می شــوند. یکی از موادی که کاربرد زیادی به عنــوان ســطوح خودتمیــز شــونده آب دوســت دارد، دی اکســیدتیتانیوم اســت.

با کاهــش ابعــاد ذرات و افزایش نســبت ســطح به حجــم، درصد فعالیــت فوتوکاتالیســتی ذرات افزایــش پیدا می‌کنــد. به همین دلیــل، معمولاً از نانو ذرات اکسیدتیتانیوم، به عنوان سطوح ابرآب دوست استفاده می شود. علاوه بر نانو ذرات اکسید تیتانیوم، نانو ذرات دیگری مانند اکسید روی، کادمیم سولفید، اکسید تنگستن و دی اکسید زیرکونیوم در پوشش های خود تمیز شونده کاربرد دارند.

مشخصات پوشش های خود تمیز شونده فوتوکاتالیستی

خواص

• چسبندگی مناسب بر روی کاشی، سرامیک، شیشه و فلز
• مقاومت شیمیایی بالا در برابر حلال ها و اسیدها
• شفافیت بالا به خاطر وجود ترکیبات غیر آلی نانو مقیاس
• دارای سطحی سخت شبیه به شیشه
• شیوه های مختلفی مانند اسپری زدن، غوطه ور کردن و … برای اعمال آن وجود دارد.

اثرات

• بر انگیختگی توسط پرتوی فرابنفش محیط
• سطح ابر آب دوست آب به زیر لکه میرود و آن به راحتی می توان پاک کرد
• اثر خود تمیزشوندگی با تجزیه مواد آلی و مضر
• اکسیژن فعال بر روی سطح مواد آلی، غبار، لکه و غیره را می شکند.
• چسبندگی سطحی را ضعیف می کند و سطح راحت تمیز می شود.

مزایا

• ترکیبات بودار و روغنی را حذف می­کند
• باکتری­ها و ویروس ها را از بین می برد
• پوششی نامریی ایجاد می کند.
• انواع مختلفی از آن به صورت تجاری موجود است.
• غبار می تواند توسط پرتو فرا بنفش از بین برود و با آب پاک شود.
• سطح تمیزتر به نظر می آید و غبار در همه جا به صورت یکسان پخش می شود

پوشش های آنتی باکتریال

پوشش های آنتی باکتریال از تشکیل باکتری ها و رشد جلبک ها و میکروب ها بر روی سطوح جلوگیری می کنند. استفاده از پوشش های آنتی باکتریال، باعث حفاظت سطوح در برابر تشکیل کپک و قارچ در اماکن عمومی، سرویس های بهداشتی، آشپزخانه ها و کارخانجات فرآورده های غذایی می شود.

در محیط های مرطوب و شرجی، مواد داخلی ساختمان ها به بستری برای تکثیرمیکرو ارگانیسم ها تبدیل می شوند. پوشش های فوتو کاتالیستی، شامل نانو ذره های دی اکسید تیتانیوم هستند که می توانند راهی برای مبارزه با تکثیر میکروبی و یا در نهایت، کاهش چشمگیر تعداد میکرو ارگانیسم هایی باشند که در مواد داخلی ساختمان ها رشد می کنند.

با به کارگیری پوشش های آنتی باکتریال و خود تمیزشونده در کاشی، سرامیک و سنگ و استفاده از آن ها در اماکن عمومی نظیر بیمارستان ها، از انتشار و انتقال باکتری های بیماری زا جلوگیری می شود و از این راه، علاوه بر پیشگیری، جلوی شیوع بیماری در بین افراد را نیز می گیرند.

با استفاده از نانو پوشش های آنتی باکتریال، ویژگی ضد باکتری ذاتی در سطح ایجاد می شود که از طریق شست و شو با مواد شوینده از بین نمی روند. علاوه بر نانو ذرات نقره، نانو ذرات اکسید روی، اکسید مس، اکسید آلومینیوم، دی اکسید تیتانیوم و اکسید نیکل نیز دارای خاصیت ضد میکروبی قوی در برابر باکتری های گوناگون هستند. نانو کاشی های سرامیکی دارای پایداری شیمیایی و ظاهری هستند و به همین دلیل به طور گسترده ای در محیط های مختلف مانند محیط های بیمارستانی و خانگی استفاده می شوند. متاسفانه کاشی های سرامیکی به خودی خود دارای خاصیت آنتی باکتریال نبوده و میکرو ارگانیسم ها به راحتی و به خصوص در محیط های مرطوب روی سطح آن تکثیر می شوند.

حضور و تکثیر میکروارگانیسم ها روی سطح کاشی، سلامت انسان را به خطر می اندازند. از این رو، از نانوذرات آنتی باکتریال استفاده می شود که سازگار با محیط زیست هستند و برای بدن انسان بی ضررند. با قرار دادن این نانو ذرات در لعاب کاشی سرویس های بهداشتی، خاصیت آنتی باکتریال دائمی در سطح کاشی ایجاد می شود.

ضد باکتری نانو ذرات نقره چطور عمل می کند؟

نقره به علت انتشار آرام و آهسته اما مداوم یون های نقره، دارای ویژگی ضد باکتری بودن است. نسبت سطح به حجم بسیار بالای نانو ذرات نقره سبب می شود که یون ها به سهولت منتشر شده و با سرعت بیشتر و به شکل موثرتری میکروب ها را بکشند.

نانو ذرات نقره، در مسیر ماده مغذی سلول انقطاع ایجاد کرده و باعث می شوند که دیواره و غشاء سلولی میکروب ها سست و ناپایدار گردد که این ناپایداری غشای سلولی به معنی مرگ زودرس میکروب خواهد بود. به این ترتیب، میکروب ها بدون استفاده از هیچ گونه ماده شیمیایی، به شکل موثری از بین می روند. تحقیقات نشان می دهد که دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک فوتوکاتالیست قوی، مانند مواد آنتی باکتریال عمل می کند و اثر بخشی آن 3 برابر قوی تر از کلر و 1/5 برابر قویتر از اوزون است. هم چنین اسپری دی اکسید تیتانیوم با خاصیت ضد باکتری بودن، برای استفاده بر روی کاشی ها، درب ها، سقف و کف اتاق ها دارای کاربرد تجاری است.

مزایای استفاده از فناوری نانو در کاشی و سرامیک نانو

استفاده از کاشی ها و سرامیک های نانو، مزایای زیادی دارد که از میان آن ها می­ توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش استفاده از مواد شوینده برای تمیز سازی سطح تا 70 درصد
• کاهش هزینه های پاک سازی و ضدعفونی کردن محیط
• کاهش دوره های پاک سازی
• کاهش آلودگی های محیط و محافظت سطوح در برابر تاثیرات نم و کثیفی
• سهولت در تمیز کردن لکه های سخت مانند سیلیکون، چربی و روغن با استفاده از آب
• جلوگیری از رشد و گسترش کپک، جلبک و مشابه آن ها در محیط های بیمارستانی، حمام و سرویس های بهداشتی
• کاهش سایش و فرسایش سطوح
• بی خطر و سازگار بودن مواد با محیط زیست

در این مقاله، مزایای کاشی و سرامیک های نانو  را بررسی کردیم. اگر به دنبال یک محصول و مرغوب باکیفیت هستید، برند کاشی پالاس را به شما پیشنهاد می­کنیم که تولیدکننده سرامیک­های پرسلان نانو پولیش است و می­تواند نیاز شما را به این نوع سرامیک­­ها را به بهترین شکل تامین کند.