لطفا اطلاعات خود را وارد کنید
اطلاعات شما با موفقیت ثبت شد. لطفا کد تأیید را وارد کنید.
اطلاعات شما با موفقیت تأیید شد.
دانلود کاتالوگ
پوشش استخری به عنوان لایههای محافظ بر روی سطوح داخلی استخرها عمل میکنند و وظیفهی اصلی آنها جلوگیری از نشت آب و محافظت از سازه در برابر عوامل محیطی است. با این حال، این پوششها در طول زمان در معرض شرایط سختی قرار میگیرند. این عوامل میتوانند موجب کاهش عمر مفید پوشش و ایجاد مشکلاتی نظیر پوستهشدن، تغییر رنگ، کاهش چسبندگی و رشد لایههای لزج جلبکی بر سطح استخر شوند. رشد جلبکها نه تنها ظاهر و بهداشت استخر را شدیداً تحت تأثیر قرار میدهد، بلکه پاکسازی مداوم آنها نیز هزینهبر و زمانبر است. از این رو، بهبود دوام و پایداری پوششهای استخری و ایجاد خواص ضدجلبک در آنها همواره مورد توجه پژوهشگران و صنعتگران بوده است.
فناوری نانو در سالهای اخیر فرصتهای نوینی برای بهبود عملکرد مواد مختلف فراهم کرده است. یکی از این کاربردها، استفاده از نانوذرات در بهبود کیفیت رنگها و پوششها است. نانوذرات اکسید روی (ZnO) به عنوان یکی از مهمترین نانوذرات معدنی با خواص چندگانه، توجه ویژهای در این زمینه به خود جلب کردهاند. این توجه ناشی از کارایی چندمنظوره و کم هزینه بودنZnO است که آن را گزینهای مقرونبهصرفه برای کاربردهای صنعتی ساخته است.
ZnO یک نیمهرسانای اکسیدی است که در مقیاس نانو خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربهفردی از خود نشان میدهد. نانوذرات اکسید روی قادرند بخش قابل توجهی از پرتوهای فرابنفش خورشید را جذب کنند به همین دلیل به عنوان جاذب UV و پایدارکننده نوری در پوششها شناخته میشوند. این ویژگی برای پوششهای استخری که در معرض نور آفتاب قرار دارند بسیار حائز اهمیت است، زیرا تابش فرابنفش یکی از عوامل اصلی تخریب پوششهای پلیمری در فضای باز به شمار میرود. حضور نانوذرات ZnO در ماتریس پوشش باعث میشود که انرژی مضر UV پیش از آنکه به بافت پلیمری پوشش آسیب بزند توسط نانوذرات جذب گردد و به صورت حرارت یا فوتونهای کمانرژیتر پراکنده شود. بدین ترتیب، پایداری نوری پوشش افزایش یافته و عمر آن طولانیتر میگردد. بررسیهای پایداری نشان دادهاند که حضور نانوذرات ZnO در رنگ استخری میتواند سرعت رنگپریدگی و افت خصوصیات مکانیکی پوشش را در برابر تابش مداوم UV به شکل محسوسی کاهش دهد.
از سوی دیگر، نانوذرات ZnO خواص ضدمیکروبی گستردهای دارند و میتوانند از رشد و تکثیر انواع میکروارگانیسمها (باکتریها، قارچها و جلبکها) روی سطوح جلوگیری کنند. مکانیزم اصلی عملکرد ضدمیکروبی ZnO به دو طریق آزادسازی یونهای روی (Zn2+) و فعالیت فتوکاتالیستی است. در حضور نور (بهویژه تابش فرابنفش)، نانوذرات ZnO با جذب فوتون و برانگیختگی الکترونی، گونههای فعال اکسیژن (ROS) مانند رادیکالهای هیدروکسیل و پراکسید تولید میکنند. این گونههای اکسیژن بسیار واکنشپذیر، دیواره سلولی میکروبها و جلبکها را تخریب کرده و موجب مرگ یا عدم تکثیر آنها میشوند. بر اساس گزارشهای علمی، پوششهای حاوی نانوساختارهای ZnO در آزمایشهای آزمایشگاهی توانستهاند به شکل مؤثری از تجمع باکتریها و ریزجلبکها بر روی سطوح جلوگیری کنند. برای مثال، مشاهده شده است که لایههای حاوی نانومیلههای ZnO تحت تابش نور، تراکم باکتریها و جلبکهای دریایی را به میزان چشمگیری کاهش داده و از چسبیدن و رشد آنها بر سطح ممانعت به عمل میآورند. این اثر در تاریکی ناچیز بود و تأیید شد که عامل اصلی خاصیت ضدمیکروبی ZnO، فرایند فوتوکاتالیستی و تولید ROS در حضور نور است. بدین ترتیب، خاصیت ضدجلبک و ضدخزه در پوششهای غنیشده با ZnO بهخصوص در محیطهای روشن (نور خورشید یا نور UV مصنوعی) نمود پیدا میکند.
افزودن نانوذرات اکسید روی به فرمولاسیون پوششهای استخری میتواند به طور چشمگیری دوام مکانیکی و شیمیایی آنها را افزایش دهد. مطالعات گوناگون نشان دادهاند که حضور مقادیر مناسبی از نانوذرات ZnO در ماتریس پوششهای پلیمری (نظیر رنگها و رزینهای اپوکسی) باعث بهبود خواص مکانیکی مانند سختی، مدول الاستیسیته و استحکام کششی و خمشی پوشش میشود. به عبارتی دیگر، ZnO به عنوان یک نانوفیلر، ساختار پوشش را تقویت کرده و آن را در برابر تنشهای فیزیکی مقاومتر میسازد. یکی از نتایج مهم این تقویت مکانیکی، افزایش مقاومت پوشش در برابر خراش، سایش و ضربه است. پژوهشها نشان دادهاند که افزودن درصد کمی از نانوذرات ZnO میتواند مقاومت خراش پوششهای پلیمری را بهبود دهد، به طوری که سطح پوشش در برابر خراشیدگی دیرتر آسیب میبیند و در صورت ایجاد خراشهای ریز، ساختار پوشش کمتر ترک خورده یا کنده میشود. این امر بهخصوص در استخرهایی که عملیات تمیزکاری دورهای انجام میشود، از فرسایش زودهنگام پوشش جلوگیری میکند. البته باید مقدار بهینهای از نانوذرات در فرمولاسیون به کار رود؛ زیرا درصدهای بسیار بالا میتوانند منجر به تجمع ذرات و افزایش ویسکوزیته رنگ شوند که کیفیت پوشش را کاهش میدهد.
علاوه بر بهبود مقاومت مکانیکی، نانوذرات ZnO به ارتقای چسبندگی و یکپارچگی پوشش نیز کمک میکنند. تحقیقات نشان میدهد که حضور این نانوذرات در رزین، به دلیل برهمکنشهای فیزیکی و شیمیایی با زنجیرههای پلیمر و پیوند با گروههای عاملی، موجب افزایش چسبندگی بین پوشش و زیرلایه مثل بتن یا سنگ میشود. افزایش قدرت چسبندگی به این معنی است که پوشش کمتر دچار پوستهشدن یا جدا شدن از سطح استخر میگردد و برای مدت طولانیتری به طور پایدار روی سطح باقی میماند. همچنین ZnO میتواند تا حدی نواقص ریز موجود در سطح زیرآیند را پر کرده و یک لایهی یکنواختتر ایجاد کند که این نیز به دوام بیشتر پوشش کمک میکند.
یکی از مهمترین مزایای بهکارگیری نانوذرات اکسید روی در پوششهای استخری، ایجاد خاصیت ضدجلبک و جلوگیری از biofouling است. همانطور که اشاره شد، حضور نانوذرات ZnO ذاتاً خاصیت ضدمیکروبی دارد و میتواند از رشد موجودات ذرهبینی بر سطح جلوگیری کند. در استخرهای روباز، پوشش حاوی ZnO به واسطهی فعالیت فوتوکاتالیستی خود تحت نور خورشید، به طور مداوم عوامل زیستی مزاحم مانند جلبکها و باکتریها را از بین میبرد و اجازهی شکلگیری لایههای زیستی لزج را نمیدهد. به بیان دیگر، این پوششها خاصیت خودتمیزشوندگی پیدا میکنند و سطح استخر برای مدت طولانیتری تمیز و عاری از رشد جلبک باقی میماند. حتی ارگانیسمهای بزرگتری مانند اسپور خزهها یا لارو برخی آبزیان نیز تمایل کمتری به چسبیدن بر روی سطوح پوشش دادهشده با نانوساختارهای ZnO دارند. در نتیجه احتمال تشکیل و تجمع خزهها و جلبکهای قابل مشاهده نیز کاهش مییابد. علاوه بر این، حضور ZnO به خودی خود محیط را تا حدی برای رشد میکروبها نامناسب میسازد، لذا حتی در شرایط تاریک یا کمنور نیز نرخ تکثیر میکروارگانیسمها کمتر خواهد شد. مجموعهی این عوامل باعث میشود فواصل بین دورههای پاکسازی و نظافت استخر افزایش یافته و هزینههای نگهداری کاهش یابد.
کاربرد نانوذرات اکسید روی در پوششهای استخری، رویکردی نوین و کارآمد برای افزایش عمر مفید و کارایی این پوششها است. افزودن ZnO به رنگ استخری مجموعهای از ویژگیهای مفید را به آن میبخشد. این ماده باعث افزایش مقاومت مکانیکی و چسبندگی پوشش میشود، که دوام آن را در برابر تنشهای فیزیکی و عوامل محیطی بالا میبرد. همچنین، پایداری نوری و شیمیایی رنگ را بهبود میبخشد و از تخریب آن بر اثر تابش UV، رطوبت و مواد شیمیایی جلوگیری میکند. افزون بر این، ZnO با ایجاد خاصیتهای ضدمیکروبی و ضدجلبک، به تمیز و بهداشتی ماندن سطح استخر کمک شایانی میکند. تحقیقات علمی تأیید میکنند که پوششهای حاوی نانوذرات ZnO در مقایسه با پوششهای معمولی، دوام بالاتر و خواص عملکردی برتری از خود نشان میدهند. با توجه به ایمنی نسبی و سازگاری محیطزیستی ZnO، استفاده از آن یک راهبرد علمی و هوشمندانه برای بهبود کیفیت، کارایی و ماندگاری پوششهای استخری محسوب میشود. این فناوری میتواند در درازمدت هزینههای تعمیر و نگهداری استخرها را کاهش داده و زیستپذیری محیطهای آبی را افزایش دهد.
منابع:
