کاربرد فناوری نانو در صنعت سفال و سرامیک (قسمت 2)

در قسمت اول کاربرد فناوری نانو در صنعت سفال و سرامیک دانستیم که فناوری نانو و نانوماده چیست و چرا حائز اهمیت است. همچنین با کاربرد فناوری نانو در بدنه‌ی سفال آشنا شدیم. اکنون به کاربرد فناوری نانو در پوشش‌های سطحی سفال و سرامیک می پردازیم.

استفاده از فناوری نانو در دوره رنسانس!

سال‌ها پیش از آن‌که فناوری نانو شناخته شود و از آن در صنایع گوناگون استفاده شود، هنرمندان صنعت سفال و سرامیک بی آن‌که بدانند، از آن در لعاب‌های رنگی استفاده‌ می‌کرده‌اند. وجود نانوذرات طلا، نقره و مس در سرامیک‌های دوره رنسانس مشاهده شده است. هنرمندان و صنعتگران بی‌شک اطلاعی از نانوذرات و فناوری نانو نداشتند، اما از خواص نانوذرات در هنرشان استفاده‌ می‌کرده‌اند. شیشه‌سازان رومی و قرون وسطایی با مس و به ندرت با طلا، شیشه‌ها را به رنگ قرمز و با نقره شیشه‌ها را به رنگ زرد در‌ می‌آوردند.

قدیمی‌ترین روش استفاده از نانومواد در لعاب، روش زرین‌فام است. سفال‌های زرین‌فام یا لوستر نیز از دیرباز ساخته‌ می‌شده است. در تکنیک زرین‌فام، لایه‌ای نازک از نانوذرات فلزی (اغلب نقره و مس) که روی سطح ایجاد‌ می‌شود، جلوه براق زیبایی به محصول‌ می‌دهد. شیشه‌های زرین‌فامی یافت شده‌اند که در دوران قبطی‌ها و فاطمیون ساخته‌ می‌شده‌اند؛ اگرچه واقعاً بازتاب رنگین‌کمانی ندارند. اولین ظروف سرامیکی زرین‌فام در بغداد و سامرا یافت شده است؛ اما مهم‌ترین دلیل برای اثبات تخصص سفالگران دوره عباسیان در هنر زرین‌فام، کاشی‌های زرین‌فام محراب در مسجد جامع قیروان است. پس از مدتی این هنر به مصر نیز وارد شد. در ایران (شهر کاشان) و آناتولی نیز به ساخت زرین‌فام‌های تک‌رنگ زیبایی دست یافتند و سپس این هنر در سرتاسر جهان اسلام گسترش یافت.

نمونه لعاب زرین‌فام
نمونه لعاب زرین‌فام


امروزه از نانوذرات در لعاب برای اهداف گوناگونی استفاده‌ می‌شود. پوشش‌های نانویی خواص شگفت‌انگیزی همچون آب‌گریزی و آب‌دوستی، نورتابی و ویژگی‌های بسیار کاربردی و مفیدی مانند ضدمیکروب بودن، خودتمیزشوندگی، مقاومت در برابر خراش و خوردگی از خود نشان‌ می‌دهند.

پوشش‌های نانو کاربرد گسترده‌ای در بهسازی ساختارهای شهری دارند. ویژگی خودتمیزشوندگی این پوشش‌ها موجب زیبایی و پاکی سطوح مختلف داخل و خارج ساختمان‌ها‌ می‌شود. همچنین پوشش نانوذرات در حفظ بناهای تاریخی و میراث فرهنگی و نمای ساختمان‌ها نیز نقش دارند. خاصیت فتوکاتالیستی و ضدمیکروبی این پوشش‌ها به ویژه در محیط‌های بیمارستانی بسیار مفید است.

در ادامه به تعدادی از کاربردهای فناوری نانو در پوشش‌های سفال و سرامیک اشاره‌ می‌شود.

ایجاد رنگ و جلوه منحصر به فرد با نانوذرات

ذرات در ابعاد ماکروسکوپی (درشت) و در ابعاد نانو، رنگ‌های متفاوتی از خود نشان‌ می‌دهند. حتی با تغییر ابعاد و شکل نانوذرات، رنگ آن‌ها تغییر‌ می‌کند. برای مثال، نانوذرات کروی طلا در مقایسه با نانوذرات هرمی‌شکلِ هم‌اندازه، یا نانوذرات کروی در مقایسه با نانوذرات کروی غیرهم‌اندازه رنگ‌های متفاوتی دارند. به عنوان مثال دیگر، تیتانیوم دی‌اکسید در اندازه بزرگ و توده‌ای به صورت پودر سفید رنگ مشخص می‌شود؛ اما این ماده در ابعاد نانو شفاف است.

طیف رنگی نانومیله‌های طلا با نسبت طول به عرض متفاوت (از مقاله مروری بر تهیه و کاربرد نانوذرات طلا)
طیف رنگی نانومیله‌های طلا با نسبت طول به عرض متفاوت (از مقاله مروری بر تهیه و کاربرد نانوذرات طلا)


ساختارهای چندلایه با ضخامت‌های لایه‌ای نانومتری، باعث انعکاس نور در سطح و ایجاد رنگ‌های براق و درخشنده می‌شوند. سنگ‌های زینتی مانند اُپال‌ها و صدف‌ها از جمله ساختارهای طبیعی هستند که به‌دلیل داشتن این ویژگی، زیبایی منحصر‌به‌فردی در رنگ دارند. این سنگ‌ها و ساختارهای دیگر سنگی و زیستی الهام‌بخش محققان برای ساخت رنگ‌های درخشنده با نام رنگ‌های صدفی شده‌اند. روش‌های خودآرایی، کنار هم قرار دادن نانوذرات کروی یا لایه‌نشانی از جمله روش‌های تولید این‌گونه رنگ‌ها هستند. عامل مهم برای مکانیسم‌های رنگی با صفحات چند لایه از کره‌های کوچک، قطر ذره است.

خاصیت نورتابی

اخیراً پلاک‌هایی سرامیکی با لعاب خاص ساخته شده که با دریافت نور یا حرارت، الکترون‌های آن برانگیخته شده و تا مدت زمان زیادی درخشان‌ می‌مانند. با استفاده از این گونه لعاب تابلوهای شهری در تاریکی شب روشن‌ می‌مانند و نیازی به انرژی زیاد برای روشن نگه داشتن آن‌ها وجود ندارد.

ادامه دارد...

آن چه خواندید، بخش کوچکی از مقاله «استفاده از فناوری نانو در سفال و سرامیک» بود. برای مشاهده منابع و کسب اطلاعات بیشتر، پی دی اف مقاله را با متن کامل به صورت رایگان در لینک زیر دانلود کنید:

https://www.navidclay.com/maghallat/elmi/

مطالعه بیشتر:

خاک رس چیست؟ آشنایی با انواع خاک رس و ویژگی های آن

لعاب سفال چیست؟ آشنایی با لعاب و انواع آن

مخروط در صنعت سفال و سرامیک چیست و چه کاربردی دارد؟

صفر تا صد تکنیک راکو در سفالگری + انواع سبک های راکو

آشنایی با تکنیک اسگرافیتو

آشنایی با لعاب دانه برفی

لعاب پاشیده چیست؟