تعریف آبگریزی و مکانیزم عمل

ابر آبگریزی (Super-hydrophobic) یک پدیده فیزیکی در مولکول ها می باشد که در مواد مختلف به صورت طبیعی وجود دارد و یا به صورت مصنوعی ایجاد می گردد.

امروزه استفاده از پوشش¬های آبگریز بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مکانیزم عمل این پوشش¬ها برگرفته از خاصیت لوتوس(lotus effect) برگ نیلوفر آبی می باشد. نیلوفر آبی نوعی گیاه آبزی است که در تالاب ها میروید. برگهای نیلوفر آبی معمولا عاری از هرگونه آلودگی هستند و اگر هم آلودگی بر روی سطح این برگها بنشیند، با بارش باران سریع تمیز شده و از پاکیزگی میدرخشند .

جذب آب سطوح متخلخل عموما از طریق مویینگی اتفاق می افتد در صورتی که یک مایع بتواند سطح جامد را تر کند، مایع بر روی سطح پخش شده و سطح ویژه خود را افزایش می دهد. انرژی سطحی جامد با این افزایش سطح مخالفت کرده و در جهت کاهش سطح تماس عمل میکند. نیروی کششی حاصل باعث بالا رفتن مایع در مویینگی و تشکیل یک زاویه تماس بین مایع و دیواره مویینگی میشود. برای مایعات تر کننده، این زاویه کوچکتر از 90 درجه است و در صورتی که مایع توانایی تر کردن سطح مویینه را نداشته باشد، سطح مایع درون لوله مویینه پایین تر از سطح بقیه مایع خواهد بود . از طریق پوشش دادن مویینگی ها، با عوامل آبگریز کننده مانند سیلیکون ها با کشش سطحی کم ، انرژی سطحی بین دیواره مویینگی و مایع زیاد می شود و این به معنای افزایش زاویه تماس در حفره است که می توان خاصیت آبگریزی را ایجاد کرد.

تعریف آبگریزی و مکانیزم عمل

ظهور نانو تکنولوژی انقلابی در صنایع مختلف و کیفیت زندگی ایجاد کرده است که سبب شده است شاهد نفوذ روزافزون نانوتکنولوژی در عرصه های مختلف اعم از پزشکی و تشخیصی، داروسازی، پوشاک و منسوجات، ساختمان و اماکن عمومی، خودرو و ماشین آلات صنعتی، محیط زیست، کشاورزی، آرایشی و بهداشتی و ... باشیم. از این رو شرکت زیست شیمی آزما رشد برای حل مشکلات گوناگون در صنایع ذکر شده تدابیری از جمله سنتز پوشش های ابرآبگریز اندیشیده و با ایجاد این پوشش ها به حل مشکلات محیط زیست، انرژی و در پی آن صرفه اقتصادی در این صنایع دامن زند.

شرکت دانش بنیان زیست شیمی آزما رشد با نام تجاری نانوزینو از اولین شرکت های فعال در زمینه نانوتکنولوژی در ایران است، این شرکت طی تحقیقات به عمل آمده طی سالهای اخیر موفق به سنتز محصولاتی چون، نانوذرات و پیرو آن ایجاد پوشش های آبگریز و خودتمیز شونده در صنایع مختلف از جمله سطوح شیشه ای، سطوح چوبی، منسوجات و البسه، کاشی و سرامیک، کفپوش و موکت، رنگ و رزین شد. در این راستا پس از انجام آنالیز های مربوطه و مشخصه یابی های انجام شده به نتایج مثمر ثمر و مفید دست پیدا کرده و به بهینه سازی و حفظ انرژی در این صنایع کمک شایانی کرده است.

مزایای پوشش های آبگریز:

با استفاده از پوشش آبگریز ما دارای سطحی خواهیم بود که علاوه بر پاکیزگی مداوم در برابر هر گونه سایش ، خراش، اشعه فرا بنفش تابش نور خورشید و رطوبت مقاوم است و دارای طول عمر بسیار بالایی نیز می باشد.

کاربردها:

سطوح خود تمیز شونده آبگریز این امکان را به ما می دهند که بدون نیاز به صرف انرژی سطوح، را به صورت مستمر تمیز نگه داریم و به زیبایی و نظافت کمک کنیم از کاربردهای ویژه ان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• این پوشش ها را می توان به روش های مختلفی بر روی زیر لایه اعمال کرد به طور مثال برای ایجاد پوشش آبگریز بر روی زیر لایه ی کاشی و سرامیک می توان به لعاب نانو ذرات را افزود و یا اینکه بر روی سطح کاشی پخته شده اسپری کرد. این محصول با بهره گیری از فناوری نانو از جذب آب و رطوبت در انواع کاشی های معمولی و پرسلانی جلوگیری می کند و آن را خود تمیزشونده می نماید. همچنین، به دلیل جلوگیری از نفوذ آب در بندکشی ها، باعث بهبود آب بندی دیوار سرویس و حمام می شود.

• پوشش های ابگریز در صنعت نساجی می تواند به صورت اسپان بر روی نخ و الیاف اعمال شود و یا بر روی پارچه به روش غوطه وری و یا پس از دوخت به صورت اسپری کردن روی لباس اعمال کرد. حضور پوشش آبگریز برروی البسه از میزان مصرف انرژی و کاهش طول عمر مفید آنها جلوگیری می کند چرا که البسه آبگریز نیاز به شستشوی مداوم برای رفع آلودگی ندارد و به کاهش مصرف موا شوینده کمک می کند ضمن اینکه در البسه ورزشی پوشش آبگریز کمک به حذف تعرق و یا آب اضافی (در ورزشهای آبی) و یا بارش برف و باران از روی لباس می کند و به همین سو در این صنعت تاثیرات شایان ذکری را خواهیم داشت. این محصول مبتنی بر فناوری نانـو ساخته شده که پس از استفاده از این محصـول بروی البسـه یک لایـه آبگـریز تشـکیل مـی دهد و عـلاوه بر جلوگیری ازنفوذ آب و مایعات به عـمـق بافـت، پارچه را ضد جذب می نماید . این لایه پوششی باعث محفاظت دائمی از رنگ پارچه می گردد و در برابر اشعه UV خورشید ورنگ پریدگی از آن محافظت می نمایند این مواد می تواند انواع رطوبت مانند آب، قـهوه، سس گوجه فرنگی، روغن، شربت، سس ها و دیگر مایعات گرم یا سرد را به راحتی از لباس یا پارچه که آغشته شده را پاک کند.این محصول قابل استفاده برای آبگریز کردن پـارچه های بافته شده با الیاف طبیعی (نخ ، کتان ، پنبه و پشم), پوشاک مختلف از قبیل کت، شلوار، پیراهن و ...یونیفرم ها ولباس های مجلسی,پارچه های ساخته شده از الیاف ظریف مانند حریر وابریشم,سفره و روکـش پارچه ای میزوصندلی ها,لباس عروسی,لباس نـــظامی ,لباس کودکان, انواع پتو و ملحفه,پرچم های کوچک و بزرگ هستند.

• با استفاده از پوشش های ابگریز برای نمای ساختمان های بتنی و یا شیشه ای که هر ساله مبالغ هنگفتی جهت شستشوی این نما ها صرف میگردد که با ایجاد این پوشش ها می توان از میزان ضرر های مالی کاست و به دنبال آن نگرانی از بابت جذب آب در نما و تخریب آن به مرور زمان کاهش می یابد. یکی از ویژگی های مصالح ساختمانی معدنی، بتن های متخلخل است. به همین علت این دسته از مواد، به سادگی آب جذب میکنند و در نتیجه دیوارهای بیرونی بر اثر ریزش باران، به سرعت رنگ پریده می شوند و آسیب می بینند. این ضعف، حفاظت از نمای بیرونی ساختمان ها را ضروری میکند که شرکت زیست شیمی آزما رشد در صدد ایجاد راه کاری برای مقاومت در برابر آب باران از طریق عوامل آب گریز کننده می باشد. پوشش آبگریز نمای ساختمان کاملا بی رنگ بوده و در ظاهر نمای ساختمان هیچ گونه تغییری ایجاد نمی کند. اجرای آن بسیار آسان است و در زمان بسیار کمی می تواند صورت بپذیرد. همچنین پوشش آب گریز نمای ساختمان از شوره زدن نماهای خارجی ساختمان نیز جلوگیری می کند و در مقابل جذب و نفوذ آب، هوا زدگی، ایجاد شوره، رشد قارچ و کپک و دیگر واکنش های مخرب محافظت می نماید. این مواد در برابر اشعه ماورا بنفش مقاوم هستند و تابش نور مستقیم خورشید نمی توان مشکلی در عملکرد آنها ایجاد نماید. هم چنین با حفاظت هایی که در قبال مصالح ساختمانی نما انجام می دهد، عمر این مصالح را تا حد قابل توجهی افزایش می دهد.

• استفاده برای شیشه های اتومبیل، مبلمان داخل اتومبیل و یا حتی کفپوش های داخل اتومبیل، بدنه خودرو ها، واگن های حمل و نقل، وسایل نقلیه عمومی و ... که در شهر هایی که باران های اسیدی و یا میزان آلودگی زیاد می باشد و شستشوی خودرو ها علاوه بر مصرف انرژی برق و آب موجب صرف زمان و هزینه چشم گیری را بهمراه دارد با ایجاد پوشش تمام این مشکلات حل شده و همیشه خودرویی پاکیزه خواهیم داشت ضمن اینکه با ایجاد پوشش ابگریز بر روی شیشه های اتوموبیل نیاز به استفاده از برف پاک کن در زمان بارش برف و باران نداریم و قطرات باران خود به خود از سطح شیشه سر می خورند و موجب تمیز شدن شیشه نیز می شوند. این محصول از طریق واکنش با سطح شیشه موجب آسان تمیزشوندگی شیشه می شود. در واقع، این محصول بدون ایجاد هرگونه تاری یا کدری در سطح باعث غلتیدن قطرات آب روی شیشه و یا بدنه شده است و در نتیجه شسته شدن آلودگی ها از روی آن می شود. در نتیجه صرفه جویی قابل توجهی در مصرف آب و هزینه های شستشوی مداوم صورت می گیرد.

تمیزی و براق بودن خودرو همیشه جز دغدغه‌های کاربران آن بوده است. این محصول با ایجاد یک لایه پوشش بر روی بدنه‌ی خودرو نه تنها خاصیت آبگریزی را به خودرو می‌دهد بلکه این لایه نقش محافظ را نیز ایفا می‌کند. این محصول به سطح می‌چسبد و باعث می‌شود که از کثیف شدن بدنه خودرو شیشه در مقابل فضولات پرندگان، باران‌های اسیدی و در کل انواع آلودگی‌ها جلوگیری نماید.

• رنگ های نانو با بهره گیری از تکنولوژی نانو ساخته می شوند که این رنگ ها از خاصیت آب گریزی، برخوردارند و همچنین با بهره گیری از فناوری نانو، به میزان بسیار زیادی مقاومت سطح را نسبت به تابش اشعه خورشید افزایش می دهد.

رطوبت و عوامل محیطی از عوامل با اهمیت تأثیرگذار بر کیفیت چوب است. از جمله مهمترین تخریب های حاصل از رطوبت، ترک خوردگی، پوسیدگی و فرسایش چوب است. پس به جد می توان گفت در زنجیره ارزش صنعت چوب مورد استفاده در حمام، دستشویی، سونا و جکوزی، وجود نانو پوشش های محافظتی، آبگریز کننده و ضد آب می باشد. اگر چوب پوشش حفاظتی مناسب نداشته باشد پس از مدتی تخریب می شود پس نیازمند نانو پوشش محافظتی می باشد که امکان تبادل رطوبت را برای چوب فراهم کند و همینطور در مقابل جذب آب و تورم مقاوم باشد. پس به منظور حفظ ظاهر مصنوعات چوبی به صورت مادام العمر اجرای نانو پوشش محافظتی توصیه میگردد که جهت ضد آب سازی سطوح چوبی ارائه میشود که در آن بدون تغییر شکل ظاهری و با حفظ قابلیت تنفس چوب، می توان آن را در مقابل تأثیرات مخرب نفوذ آب محافظت نمود و باعث افزایش طول عمر آنها شد.

نانو مواد آنتی باکتریال (ضدعفونی کننده)

همیشه سطوح گوناگونی که ما در ارتباط با آنها هستیم در معرض جذب ، تولید و تکثیر باکتری و قارچ های گوناگون قرار میگیرند.

ترکیبات شیمیایی مورد استفاده برای گندزدایی دارای معایبی از جمله سمیت برای انسان، دام و سایر موجودات است و معمولا بصورت موقت باعث آنتی باکتریال شدن سطح می شود، بنابراین تمایل به استفاده از ضدعفونی کننده های غیر شیمیایی مانند نانوذرات در حال افزایش است. درنانو مواد، خاصیت آنتی باکتریال دارای پایداری بیشتری است. عوامل ضد باکتری در صنعت نساجی ، ضد عفونی آب ،رفع بوی نامطبوع فاضلاب و محیط، دارو و بسته بندی مواد غذایی بسیار مهم هستند.

ازجمله کاربردهای دیگرمحصولات آنتی باکتریال می توان به تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی حساس به ترکیبات شیمیایی، محیط بیمارستان، آزمایشگاه ها و کلینیک ها، مدارس و مراکز آموزشی ،مهدکودک ها و وسایل بازی کودکان ، سرویس های بهداشتی عمومی ،هتل ها ، مساجد و زیارتگاه ها ، استخر و باشگاه های ورزشی ، رستوران ها و غیره ... اشاره کرد. همچنین از موارد پرکاربرد آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

صنایع نساجی: نخ و الیاف، لباس زیر، جوراب، لباس کار، لباس ورزشی، منسوجات نظامی، روپوش، گان پزشکی، فرش و موکت، پتو و ملحفه، باند پانسمان.

کاشی و سرامیک: انواع کاشی سرامیک برای مقاصد بیمارستانی، استخرها، فضاهای بهداشتی، مکان های عمومی، سوله های دام و طیور، سیلوها

رنگ و رزین: برای انواع فضاهای عمومی و بهداشتی

نانو مواد آنتی باکتریال قابلیت ترکیب شدن با انواع پلیمر ها نظیر اسپان ، ملت، رنگ و رزین، لعاب و انواع پوشش ها را دارند.

تحقیاتی در زمینه خواص ضد میکروبی نقره، کایتوسان، دی اکسید تیتانیوم، اکسید روی و ترکیبات مسی نیز انجام گرفته است. هر کدام از این مواد اثر ویژه ای در برابر باکتری ها از خود نشان می دهند. دانشمندان بر این باورند که می توان از این نانوذرات به عنوان جایگزین مناسب آنتی بیوتیک ها و مواد ضد عفونی کننده شیمیایی استفاده نمود. شکل زیر فرایند مرگ باکتری به کمک نانوذرات نقره را نشان می دهد.