فرصت‌های فناوری نانو در صنعت ساختمان

مقدمه:

فناوری نانو، در کنار نفوذ به صنایع مهم و حیاتی همچون پزشکی و سلامت، الکترونیک، انرژی و …، به برخی صنایع عمومی‌تر مانند صنعت ساختمان هم پای نهاده است. شاید با خود بگویید که فناوری بسیار پیشرفته‌ای همچون نانو، چگونه می‌تواند به صنعت ساخت‌و‌ساز کمک کند. از آن مهم‌تر، حتی اگر کاربردهای بالقوه‌ای هم در این حوزه وجود داشته باشد، آیا این کاربردهای نوآورانه مورد پذیرش فعالان این صنعت قرار می‌گیرد؟

در پاسخ به این پرسش‌ها، باید گفت که هدف نهایی از به‌کارگیری فناوری‌های جدید در صنایع مختلف، کاهش هزینه، پایداری و بهره‌وری بیشتر بوده و صنعت ساختمان نیز، از این قاعده مستثنی نمی‌باشد. اگر نانوفناوری تسریع فرآیندهای ساخت‌وساز، پایداری بیشتر سازه‌ها و هزینه‌های مقرون‌به‌صرفه را به دنبال داشته باشد، طبیعتاً هیچ مقاومتی از سوی بازیگران صنعت صورت نمی‌گیرد. در وبینار هشتم کاریز که در نوزدهم شهریور ۹۹ برگزار گردید، حامد نیرومند، دکتری مهندسی عمران و عضو هیئت‌علمی دانشگاه، با توجه به تجارب خود در جایگاه مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان اصلاح خاک آسیا، مجموعه فرصت‌های کارآفرینی در صنعت ساختمان را تشریح نمود که در این نوشتار، نگاهی به بخشی از آن‌ها خواهیم داشت.

چرایی کاربرد فناوری نانو در صنعت ساختمان

برای اینکه بتوانیم به چرایی نیاز به فناوری نانو در صنعت ساختمان پی ببریم، باید مشکلی که به دنبال حل و مرتفع نمودن آن هستیم را به خوبی بشناسیم. مسئله اینجا است که ما با سازه‌های قدیمی و تاریخی روبرو هستیم که محافظت از آن‌ها برای ما اهمیت دارد. بعلاوه سازه‌هایی در حال حاضر استفاده می‌شوند که برای تعمیرات و نگهداری آن‌ها هم با مسائل قابل توجهی روبرو هستیم. علاوه بر دو مورد یاد شده، ساخت سازه‌های جدید و مدرن‌تر هم الزامات بیشتری نسبت به دو مورد قبلی نیاز دارد.

برای اینکه اهمیت مسئله تعمیر و نگهداری ساختمان‌ها و زیرساخت‌های عمرانی شناخته شود، کافی است بدانیم که هزینه تعمیر و نگهداری بناهای زیرساختی در آمریکا، بیش از ۲ تریلیون دلار گزارش شده است. در واقع، تعمیر خانه‌ها، مصالح مورد استفاده، سطح گسیختگی و هزینه‌های مورد نیاز برای مرمت و مقاوم‌سازی آن‌ها، هزینه قابل توجهی را شامل شده و اینجاست که لزوم بررسی پیشنهادهای نانوفناوری برای این موضوع مطرح می‌گردد. در واقع، رویکرد فناوری نانو در این زمینه، کاهش هزینه‌ها بوده و می‌تواند دستاوردهای ارزشمندی را به دنبال داشته باشد.

بخواهیم یا نخواهیم، پدیده‌هایی همچون زلزله رخ داده و هم بناهای مدرن و هم بناهای تاریخی همچون ارگ بم، در معرض این پدیده‌ها قرار گرفته و می‌توانند با تخریب قابل توجهی روبرو شوند. این در حالی است که استفاده از مصالح جدیدتری که با فناوری نانو مسلح شده‌اند، می‌تواند مقاومت بالاتر و ایمنی بیشتر را به دنبال داشته باشد. به عنوان مثال، در آلمان و اتریش، پروژه‌هایی با استفاده از بتن‌های با مقاومت بالا یا «UHPC»، اجرا شده که در آن‌ها از نانوسیلیکا استفاده شده است و این حاکی از پتانسیل بسیار بالای فناوری نانو برای تولید مصالح با کیفیت و با ویژگی‌هایی خاص است. در واقع، استفاده از فناوری نانویی در بتن، منجر به ایجاد خواص جدید، از جمله مقاومت بالاتر شده که در نتیجه، مقاومت در برابر شرایط خاص را هم ممکن نموده و در راستای طراحی بهتر و بهینه‌تر سازه‌ها و ساختمان‌ها، کمک می‌کند.

در کنار ویژگی‌های منحصربه‌فردی که فناوری نانو برای مصالح ساختمانی و کاهش‌ هزینه‌های تعمیر و نگهداری به ارمغان می‌آورد، توجه به توسعه پایدار، یکی از مواردی است که تقاضا برای استفاده از فرایندها و مواد جدیدتر را افزایش داده است. توسعه پایدار، در یک چرخه عمل نموده و اقتصاد، جامعه و محیط و مهندسی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کشورهای پیشرفته‌ای همچون آمریکا، حرکت به سمت توسعه پایدار را جدی گرفته‌اند. ساختمان‌های سبز که در حال رشد تقاضا قرار دارند، در راستای همین حرکت به سمت توسعه پایدار شکل گرفته‌اند. در این ساختمان‌ها، یکی از الزامات، استفاده از مصالحی است که متناسب و سازگار با محیط‌زیست بوده و مقدار انتشار دی‌اکسیدکربن را افزایش ندهند.

در مجموع، می‌توان گفت که چالش اصلی که استفاده از فناوری نانو را الزامی نموده، نیاز به ساخت ساختمان‌های مدرن و مقاوم، حفظ بناهای قدیمی، استفاده از مصالح پایدار و سبز و چیزهای دیگری از این قبیل است؛ مجموعه‌ای از ویژگی‌های قابل توجه که فناوری نانو حرف‌های تازه‌ای در خصوص آن‌ها دارد.

فرصت‌های فناوری نانو در صنعت ساختمان

آنچه مسلم است، فناوری نانو در شاخه‌های مختلف اثرگذار در حوزه ساخت‌وساز ورود جدی نموده است؛ از مهندسی ساخت، مهندسی زلزله و مهندسی حمل‌ونقل گرفته تا ژئوتکنیک، معماری و حتی مصالح ساختمانی مورد استفاده، همگی تحت تأثیر فناوری نانو قرار داشته و فرصت‌های قابل توجهی برای بهره‌برداری وجود دارد.

بهبود ویژگی‌های مصالح ساختمانی، یکی از دستاوردهای مهم ورود فناوری نانو به صنعت ساختمان است. در مصالح مختلف، از بتن و فولاد گرفته تا آجر، شیشه، سنگ و چوب مورد استفاده در صنعت ساخت‌وساز، همه می‌توانند به کمک فناوری نانو، به ویژگی‌هایی خاص دست یابند. این ویژگی‌ها، ارتقای قابل توجه کیفیت و ویژگی‌های بنای ساخته شده را به همراه خواهند داشت. از افزایش مقاومت گرفته، تا کاهش و یا جلوگیری از رشد ترک، از خودتمیزشوندگی دیوارها و شیشه‌ها گرفته تا کنترل میزان جذب و دفع انرژی خورشید، همگی به کمک استفاده از مصالح نانویی ممکن شده است.

نانوفناوری، قابل استفاده برای فرایندهای طراحی و ساخت در بسیاری از محیط‌ها بوده و ویژگی‌های حاصل، به طور قابل توجهی می‌توانند مشکلات موجود در فرایندهای ساخت را برطرف نموده و الزامات مورد نیاز برای این کار را تغییر دهند. در نتیجه این دستاوردها، بهبود زندگی از جنبه‌های مختلف کیفی، کنترلی و قابلیت اطمینان حاصل شده و کاهش هزینه‌های ساخت هم به ارمغان می‌آید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *