نانولولة کربنی می تواند صنعت ساختمان را متحول کند (دیدگاه خانم مهندس حسین پور)

نانولولة کربنی

نسل جدیدی از کربن است که از مواد نانوکربنی ساخته شده است. این ماده که مستحکم‌تر از فولاد، سبک‌تر از آلومینیوم و رساناتر از مس است، کاربردهای زیادی دارد که موارد کلیدی آن شامل الکترونیک، حسگرها، مواد و مصالح ساختمانی، پرکن‌ها ( Fillers ) و غیره است. مثلاً‌ این ماده به‌عنوان پرکن در صنایع پلاستیک و رنگ به عنوان جایگزین کربن سیاه استفاده می‌شود که یکی از کاربردهای رایج آن است

خواص نانولوله کربنی

خواص فلزی و شبه فلزی کربن نانوتیوب با تغییر در ساختار، به جای تغییر در ترکیب بدست می‌آید. این خواص ویژه در نانوالکترونیک کاربردهای زیادی به وجود می‌آورند.

از دیدگاه مکانیکی، کربن نانوتیوب ( CNT ) قوی‌ترین ماده‌ای است که تا به‌حال شناخته شده است. این ماده بسیار مستحکم به شدت انعطاف‌پذیر نیز هست به‌طوریکه قابلیت خم شدن به شکل دایره و یا حتی گره‌خوردن را دارد. این رفتار مکانیکی ویژه، علاقه‌مندی زیادی جهت استفاده از آن در مصالح ساختمانی ایجاد کرده است. پتانسیل‌های استفاده از CNT هنوز قابل تامل و تعمق است.

کاربرد نانوتیوب در صنعت ساختمان

حداقل سه عرصة گسترده تحقیقاتی برای تولید محصولات مورد نیاز ساختمان وجود دارد:

• به دلیل خواص مکانیکی عالی CNT ، استفاده از آنها در زمینه‌های پلیمر شیشه و ساختمان قابل توجه است.

• CNT به عنوان اجزای ساخت سیستم‌های انتقال حرارت، به علت خواص ویژه هدایت حرارتی آن مورد توجه است.

• استفاده از CNT با طول زیاد به شکل ریسمان، در پل‌های معلق کاربرد دارد

دلایل رجحان نانولولة کربنی عبارتند از

:

• خواص ویژة مکانیکی هدایت حرارتی و الکترونیکی

• نسبت طول به قطر بسیار بالا (اگر قطر کربن نانوتیوب‌ها 1 نانومتر در نظر گرفته شود، طول، 1 هزار برابر قطر است در حالی که تلاش می‌شود به طول‌های بیشتر دست یافته شود و پژوهشگران مستعد استفاده از کربن نانوتیوب است حتی به ابعاد سانتی‌متر هم رسیده‌اند.

3- اندازه کوچک فایبرها و قابلیت پخش­شدن بالا در زمینة سیمان و بتن (تقویت‌کنندة عالی)

نانوتیوب‌ها با اجزاء و ترکیبات سیمان پیوند حاصل کرده و باعث کنترل مناسب سیستم سیمان می­شوند.

جمع‌بندی

:

با توجه به کاربردهای بالقوه کربن نانوتیوب، نیاز به این ماده در صنایع داخلی دیده می‌شود. صنعت ساختمان با توجه به زلزله‌خیز بودن ایران، یکی از صنایعی است که لزوم بهینه‌سازی ساخت‌وساز و مصالح ساختمانی در آن مشاهده می‌شود

.

کشور ایران در تامین منابع اولیه تولید کربن نانوتیوب غنی است و از طرف دیگر تحقیقات زیادی تا به امروز در سطح جهان در این زمینه انجام شده است. در بسیاری از نقاط جهان این ماده به صورت تجاری تولید می‌شود ولی همچنان تحقیقات برای رسیدن به خلوص بالا و نسبت طول به قطر بیشتر ادامه دارد.

آنچه تاکنون روشن شده این است که رسیدن به خلوص بالا و طول بلند، برای کربن نانوتیوبی که در سیمان و بتون استفاده می­شود، در اولویت نیست؛ در همین شرایط موجود هم استفاده از آنها خواص بسیار مطلوبی حاصل می‌کنند و نوع ناخالص آن نیز می‌تواند اثر معجزه‌آسایی در مصالح به‌عنوان تقویت‌کننده ساختمانی داشته باشد.