.jpg)
Құрылыстағы нанотехнологиялар: соңғы құрылыс материалдары.
Бүгінгі таңда ұлттық деңгейде нанотехнологияларды дамыту бағдарламалары отыздан астам елде қабылданған. Бұл барлық салалардағы соңғы ғылыми әзірлемелердің маңыздылығын айқын көрсетеді. Олар құрылыста қалай және қайда қолданылады. Біз бұрыннан таныс материалдардан қандай айырмашылығы бар.
Ең жаңасы құрылыс технологиялары мен материалдары.
Неліктен құрылыста наноқұрылымдық материалдарға сұраныс артып келеді? Өйткені олардың жоғары тозуға төзімділігі, ерекше электрлік қасиеттері, ыстыққа төзімділігі және басқа да бірегей қасиеттері бар. Сайып келгенде, барлығы бір мақсатқа – адамның өзі үшін де, бүкіл қоршаған орта үшін де ең тиімді, экологиялық таза, қауіпсіз тұрғын үйді құруға келеді.
Бүгінгі таңда бүкіл әлемде бетондар, ерітінділер өндірісі модификацияланған композицияларға ерекше назар аударады. Осының арқасында құрылыс ерітінділері ғана емес, сонымен қатар әртүрлі функционалдық мақсаттары бар, сонымен қатар белгілі бір қасиеттердің тармақталған спектрі бар. Мысалы, қасбеттердің беті қарапайым сылақ, бетон, керамикалық плиткалардан жасалғаны ешкімге құпия емес. алюминий, пластик, шыны тазалау оңай емес. Бұл айтарлықтай физикалық күш салуды және химиялық текті жуғыш заттарды қолдануды қажет етеді. Яғни, материалдық шығындардан басқа, материалдық шығындар кетеді.
Бірақ, мысалы, SolarStucco жабындарында табиғи фотокатализатор мен нанотехнологияны қолдану есебінен өзін-өзі тазарту технологиясы бар: жарықта фотокатализатор органикалық ластаушы заттарды ыдыратады, содан кейін олар жаңбырмен оңай шайылып кетеді.
Осылайша, мұндай жабын көгерудің, мүктің, саңырауқұлақтардың пайда болуына жол бермейді және тіпті ультракүлгін түсінің өзгеруінен қорғайды. Ғимараттың беті арнайы күш-жігерсіз бірнеше жыл бойы таза болып қалады. Осылайша, қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуды қоса алғанда, бірқатар міндеттер шешілуде. Ұқсас технологияны әдеттегі құрылыс материалдарына — бетонға, әрлеу сылағына, тасқа және т.б.
Құрылыс материалдарындағы нанотехнология туралы айтатын болсақ. олардың өздігінен тазалануы (мысалы, көпқабатты үйлердің терезелері) және олардың беріктігін нығайту туралы ғана емес, сонымен қатар сыртқы деректердің сапасын жақсарту туралы да айту керек. Мүмкін, біз тіпті осы саладағы революция туралы айтуға болады, өйткені ол антисептикалық, отқа төзімді материалдарды және адам өмірі мен табиғи экология үшін маңызды басқа да қасиеттерді жасауы керек.
Зақымдалған кезде өздігінен қалпына келетін және коррозияны болдырмайтын бояудың болуы ғажайып емес пе? Немесе қабырғалар, сыртқы көмексіз, пайда болған жарықтарды «қатайту» ма? Өзінің кернеулі-деформациялық күйін бақылайтын жүк көтергіш құрылымдарды құру көзделеді; күн энергиясын жинақтайтын құрылыс конверттері немесе шатырлар; адамның психофизикалық жағдайына сезімтал жауап беретін жабындар және басқалар.
Рас, әзірге құрылыс материалдарының нанотехнологиялары негізінен үстірт, таза сыртқы әсерлерге бағытталған. Соңғы құрылымдарды алу да бір орында тұрмайды. Бірегей беріктік сипаттамалары бар композициялық материалдар қолданылады; түбегейлі жаңа арматуралық болаттар; мөлдір ғимараттарды жабу үшін қолданылатын нанофильмдер; бу өткізбейтін, иілгіш, өзін-өзі тазартатын және басқа да шыны түрлері.
Құрылыста қолданылатын заманауи нанотехнологиялық материалдардың кейбір түрлерімен танысайық.
Адам қолынан жасалған ерекше туындылардың бірі Гиннестің рекордтар кітабына енген материал – аэрогель немесе оны «қатты ауа» немесе «қатты түтін» деп те атайды. Бұл жылу оқшаулау технологияларын дамытудағы жаңа сөз. Жоғары технологиялық материал 20 ғасырдың бірінші жартысында синтезделді, бірақ бұл өнертабыс қазір ғана қолданыла бастады. Бұл сұйық фаза газ тәріздіге ауыстырылатын гель. Бұл көбік түріне ұқсайды, қатты көбік. Бір жағынан, аэрогель таңғажайып төмен тығыздыққа ие, екінші жағынан, оның көптеген алмастырылмайтын қасиеттері бар — қаттылық, мөлдірлік, ыстыққа төзімділік және т.б.
Аэрогель өз салмағынан екі мың есе артық жүктемеге төтеп бере алады. Аэрогель негізіндегі материалдар тек жолдарды және әртүрлі жылу жабдықтарын жылу оқшаулау үшін ғана емес, сонымен қатар үй құрылысында да сәтті қолданылады. Мысалы, рамалық құрылыста арнайы жасалған Spaceloft қолданылады. қалыңдығы 1 см-ден аспайтын және жылу өткізгіштіктің ең жоғары көріністері бар шыны талшық пен аэрогельден тұрады.
Ең жақсы жылу изоляторлары кварц аэрогельдері болып табылады, сонымен қатар олар гигроскопиялық. Нанокеуекті аэрогельден толығымен революциялық материалдар алынады, мысалы, криогель және пирогель. олар шын мәнінде жылу оқшаулағыш ретінде әлемдегі ең жақсы деп танылған. Олар өте кең температуралық режимге ие — -270-ден +385 градусқа дейін, олар қоршаған ортаға мүлдем зиянсыз, адамдар үшін қауіпсіз және берік. Оларда әртүрлі зиянды заттар, соның ішінде, мысалы, фреон жоқ. Және мұндай оқшаулағыштарды кәдеге жарату әлдеқайда оңай және ыңғайлы, өйткені олардың көлемі құрылыста қолданылатын басқа дәстүрлі материалдарға қарағанда әлдеқайда аз, сондықтан қоқыс үйіндісіне қалдықтар әлдеқайда аз түседі.
Тефлон жабысқақ мата.
Бір жағы желіммен сіңдірілген, жабыспайтын тефлонмен (PTFE) сіңдірілген берік шыны талшықты мата — әрекет ету спектрі өте кең, ең соңғы көп функционалды өнім. Авиация өнеркәсібі, қағаз өндірісі, баспа өнімдері, киім-кешек өндірісі, тамақ, медицина, машина жасау, құрылыс – бүгінде пайдаланылмайтын саланың бірде-бір саласы жоқ сияқты.
Бұл мата қартаюға және әртүрлі ауа райы жағдайларына төзімді, одан шайыр, желім және басқа да қиын дақтарды оңай кетіреді. Қышқылдардың, сілтілердің, органикалық ерітінділердің химиялық шабуылына төзімді. Ол тамаша оқшаулау сипаттамаларына ие. Құрылыста тефлон матасы жақында емес, белсенді түрде қолданылды.
Мысалы, Лондонның Гринвич қаласындағы Мыңжылдық күмбезінің төбесі тефлонмен қапталған шыны талшықты пайдаланып жасалған. Сонымен қатар, Мыңжылдық күмбезі әлемдегі ең зәулім ғимараттардың бірі болып табылады — диаметрі 320 метр және шеңбері бір шақырым. Күмбез астына 8 га аумақты жасырады, төбесін биіктігі 100 м 12 торлы діңгектер ұстайды.
Бастапқыда шатырды арзанырақ материалдан (ПВХ жабыны бар полиэстерден) жасау жоспарланған болатын, бірақ табиғатты қорғау ұйымдары бұған келісім бермеді. Бірақ тефлон жабыны бар тоқылған шыны талшық екі міндетті компонентке ие болу шартына толық сәйкес келеді — беріктік пен қоршаған ортаға сәйкестік. Ол кем дегенде ширек ғасыр бойы қызмет етеді, қоршаған ортаға мүлдем зиян келтірмейді — құрамында улы қоспалар жоқ. Абсолютті тегіс беті 3-5 жыл бойы таза болып қалады. Бірақ оның құрылыс материалы ретінде ең маңызды артықшылығы өрт қауіпсіздігі болып табылады.
Олимпиялық күмбезді (АҚШ, Атланта) салу үшін шыны талшықты тефлон тамаша болды; Римдегі Олимпиада стадионы; Ла-Манш астындағы туннелі бар станция (Фокстон, Ұлыбритания); қажылар қонысының үстіндегі шатырлар (Мекке, Сауд Арабиясы.
Нанотехнологияның көмегімен салынған заманауи нысандар.
Көміртекті талшықты көпірді Сочидегі өнер мұражайының жанынан көруге болады: көпірдің мөлдір тұтқаларында наноалмаздар бар, оның тозуға төзімді жабынына көміртекті талшықтар мен нанокарбидтер кіреді. ApATEK бұл көпірді болашақ Олимпиада астанасына сыйлық ретінде ұсынды.
Ұлыбританияда (Корнуолл) осы штаттың заманауи көрікті жерлерінің біріне айналған «Едем бағы» орналасқан. Күмбездер бес және алтыбұрышты құрайтын болат құбырлардан құрастырылған. Олар арнайы материалмен жабылған — көп қабатты мөлдір пластикалық фольга немесе ETFE.
Мұндай фольга бірден бірнеше критерийлер бойынша бірегей: экономикалық тиімділік; шыныдан айырмашылығы — ультракүлгін үшін ең жақсы өткізу қабілеті; жылу оқшаулау қасиеттеріне ие. Сонымен қатар, оған ерекше күтім қажет емес — жаңбыр массасы бәрін ізсіз жуып тастайды. Сондай-ақ, полимердің жарақаттанбауы маңызды және оның салмағы бірдей мөлшердегі бөлмені жылтырату үшін қажет болатын шыны массасының шамамен 1% құрайды.
Дизайн өте жеңіл, ашық, бірақ жерге сенімді түрде бекітілген. Ол шамамен 25 жыл қызмет етуі керек. «Едем бағы» идеясының авторы ағылшын Тим Смит, сәулетші Николас Гримшоу, Корольдік өнер академиясының президенті, жобамен жұмыс істеді.
Соңғы онжылдықта бұрын-соңды болмаған материалдар мен технологиялар адамзаттың күнделікті өмірінде өз орнын алып, сұранысқа ие және таныс болды. Мысал ретінде қызықты мүсіндік беті бар арнайы қатайтатын бетонды келтіруге болады. Оны өзінің «Science Center Wolfsburg» (Германия) супер жобасында әлемге танымал сәулетші әйел Заха Хадид қолданған.
