Ulaz za korisnike

Istraživanje u carstvu patuljaka

|
Istraživanje u carstvu patuljaka
 
Istraživanje u carstvu patuljaka
Nanotehnologija se najčešće spominje kao tehnologija budućnosti, a može se primijeniti i u proizvodnji slojevitog stakla.

Pomoću ovakvog poslojavanja na staklu se pojavljuju strukture gornje površine unutar područja molekularnih veličina, koje stvaraju efekte potpuno nove vrste

Još prije samo nekoliko godina na nanotehnologiju se gledalo samo kao na čistu znanost. Cilj istraživača, znanstvenika sastojao se u pronalaženju potpuno novih i revolucionarnih rješenja za najrazličitije probleme. S prvim funkcionirajućim primjenama laboratorijskih razmjera nije se ipak često došlo do odlučujućeg prijelomnog trenutka.

Kombinacija je presudna

Vrlo se često nije moglo uočiti da se prilikom razvoja nekog proizvoda moraju razjasniti i druga ključna pitanja. Rezultat ispitivanja ne može se jednostavno prenijeti na svaku supstancu. Ono što funkcionira na staklu, ne mora na umjetnom materijalu, metalu ili kamenu obvezno dovesti do identičnog rezultata.

Zahtjevi industrije i potrošača, konzumenata, daleko su se odmaknuli od početnog efekta. Koji su mediji povezani s proizvodom, koja se održivost može postići i koje se smjernice i zakoni o zaštiti okoliša moraju uzeti u obzir? Mogu li konzumenti jednostavno preraditi neki proizvod ili može li se on jednostavno integrirati u industrijsku proizvodnju a da nema golem utjecaj na cjelokupan proizvodni postupak?

Proizvodi i njihova primjena

Tijekom prošlih godina mogli su se razviti i staviti na tržište materijali za poslojavanje, namijenjeni različitim primjenama. Čak i s najnovijim tehnologijama ne mogu se ipak proizvesti univerzalna 'čudotvorna sredstva'. Strastveni pobornici nanotehnologije još uvijek čekaju na rješenje svih svojih do sada nerješivih problema. Još i danas povremeno moramo skretati pažnju na to da se fizikalne i kemijske zakonitosti ne mogu jednostavno staviti izvan snage.

Pored tehničke izvedivosti, temeljni preduvjet za novi proizvodni razvoj predstavlja jasna definicija samog problema. Na takav su se način do danas mogli razviti različiti gornji slojevi za staklo, metal, umjetne materijale, tekstil, drvo i kamen. Uloge, funkcije slojeva optimirane su za konkretnu primjenu. Tako ni za staklo ne postoji samo jedan proizvod, već čitava paleta različitih sustava koji se, primjerice, razlikuju po svojoj funkciji ili s obzirom na njihovu obradu.

Slojevi za bistro staklo

Unatrag nekoliko godina na tržištu se za bistro staklo može nabaviti različite sustave čiji je cilj ostvarivanje gornje površine koja se teže prlja, mnogo jednostavnije čisti ili koja se može zaštititi od trajnih oštećenja. Najvažnije tehnologije prikazane su na slici 2. Svi se ovi materijali mogu podijeliti u dvije osnovne grupe: hidrofobni ili slojevi koji odbijaju vodu i hidrofilni slojevi na kojima voda stvara određeni film. Jedan od prvih hidrofobnih slojeva predstavljali su slojevi na bazi polimera, odnosno silikona. Djelovanje ovog sloja sastoji se u tome da se na površini stakla stvara više ili manje uljani film, na koji voda i vodenasta prljavština slabije prianja.

Ovi se slojevi gotovo nikako ili tek slabo mogu povezati sa staklom te zbog toga usprkos često vrlo dobrim početnim učincima, imaju samo vrlo kratak rok trajanja. Nanošenjem sloja dolazi do pojave vrlo glatke gornje površine koja je na dodir uljasta. To prilikom obrade ovakvih sustava može imati određene nedostatke: kabine za tuširanje moraju se opremati steznim profilima koji na ovako poslojenom staklu uvijek ne prianjaju optimalno. Isto tako, i transport ovakve robe može biti otežan jer staklene ploče jednostavno mogu skliznuti iz ruku ili vakuumskih nosača.

Noviji sustavi poslojavanja nisu samo takvi da obijaju vodu, već odbijaju i ulje. U ove se sustave mogu ubrojiti i za bistro staklo razvijeni proizvodi tvrtke Nanogate do. Slojevi su kemijski čvrsto povezani sa staklom i zbog toga značajno trajniji. Sloj se na neki način može usporediti s travnjakom: funkcije koje odbijaju vodu guste su poput vlati trave i postavljene okomito s obzirom na gornju površinu. Svaka funkcija koja odbija vodu povezana je čvrsto i s vodom, ali i preko mrežnog sustava s drugim funkcijama odbijanja vode. Rezultat ovakvog rasporeda predstavlja visoka stabilnost sloja kod istodobno vrlo male debljine sloja.

Prednosti: potrebne su samo male količine materijala; gornji se sloj ne može primijetiti i jedva da mijenja opip gornje površine. Problemi prilikom postupanja s ovakvim staklom zajedno s problemima prianjanja ovdje se ne pojavljuju.

Još jednu tehnologiju koja se može ubrojiti u hidrofobne slojeve predstavljaju i superhidrofobni slojevi. Za razliku od slojeva tipa 2A i 2B, ovdje je neophodno dodatno strukturiranje gornje površine prije nego što se nanese hidrofobni sloj. Ovakvi su slojevi na temelju različitih nedostataka još uvijek slabo rasprostranjeni.

Na hidrofilnim površinama voda ne stvara kapljice, već film. U slučaju čistih hidrofilnih slojeva ovaj se učinak bazira na poroznom, anorganskom sloju unutar kojeg se taloži voda. Kada se gornja površina onečisti, tada vodeni film služi kao odvajajući sloj pa se prljavština pomoću druge vode može jednostavnije oprati. Fotokatalitički slojevi dodatno u sebi sadrže titan-diokside koji kada ih se ozrači UV-svjetlom, od vode i kisika proizvode agresivne radikale koji su u mogućnosti uništavati i razgrađivati organsku prljavštinu.

Varijante postupaka apliciranja

Tehnički tijek za apliciranje superhidrofobnog Lotus-sloja, permanentnog hidrofilnog ili fotokatalitičkog sloja je relativno kompleksan i mogu ga u pravilu provesti samo posebni pogoni. Hidrofobni i oleofobni slojevi 2A i 2B mogu se suprotno tome nanijeti i najjednostavnijim sredstvima. Ovi slojevi svakom prerađivaču stakla ne nude samo mogućnost da kupcima ponude oplemenjene vrste stakla, već i priliku da ih sami proizvode. Zbog toga se vezano za veličinu i količinu supstrata kojim se izvodi poslojavanje na raspolaganju nalaze odgovarajući postupci apliciranja kako bi se staklo oplemenilo na način koji zadovoljava sve zahtjeve za kvalitetom koje postavlja staklarska industrija.

Polirsustavi nude prednost malih emisija otopljenih tvari te se mogu primijeniti i u manjim količinama i uz manje investicijske troškove. Gornje se površine mogu obrađivati ručnim nanošenjem pomoću krpe ili poluautomatski. Postupak se nadalje može poboljšati upotrebom optimiranog radnog stola ili kombinacijom postupka poslojavanja s postojećim postrojenjem za pranje stakla. Sustavi prskanjem mogu se obrađivati i manualno pomoću pištolja za lakiranje, kao i pomoću potpuno automatskog uređaja za raspršivanje.

Ovi su postupci razvijeni kako bi se na staklo učinkovito mogle nanijeti veće količine slojeva. Kod manualnog obrađivanja mora se zbog stvaranja aerosola nositi zaštitna maska, što nije potrebno kod polirsustava. Kako se za ostale radnike ne bi stvorili zdravstveni rizici, te kako ostalo staklo koje se nalazi odloženo u blizini ne bi neželjeno presvlačili slojevima, preporučuje se jednostavno usisavanje izmaglice kod prskanja.

Investicijski troškovi automatiziranih postrojenja, uređaja za poslojavanje određuju se ovisno o dijelovima koji se poslojavaju, prema konstrukciji uređaja, postrojenja, koja se može protezati od jednostavnog poslojavajućeg modula za ravno staklo, pa sve do cjelovite proizvodne trake. Na raspolaganju se nalaze sustavi za projektno orijentiranu kao i za automatiziranu serijsku proizvodnju. Isto su tako razvijeni sustavi za krajnjeg korisnika i servisne snage, kako bi se omogućilo o mjestu neovisno apliciranje.

Upotreba gornjih površina stakla koje odbijaju vodu u mnogim je područjima postala standard. Kod staklenih tuš-kabina, zbog gornjih površina koje se jedostavno peru i na koje se teže nakuplja kamenac

Primjena nanoslojeva

Upotreba gornjih površina stakla koje odbijaju vodu u mnogim je područjima postala standard. Kod staklenih tuš-kabina, zbog gornjih površina koje se jedostavno peru i na koje se teže nakuplja kamenac, kod ostakljivanja automobila u svrhu postizanja bolje preglednsti. Na pomorskom području ovakvi bi slojevi trebali štititi staklo od korozivne klime slane vode. Dodatne su primjene moguće, ali često ne ispunjavaju očekivanja korisnika. Tako primjerice sloj koji odbija vodu na staklu zimskog vrta dovodi do produženog trajanja isušivanja, ali ne i do produžavanja ciklusa čišćenja koje bi korisnik želio.

www.masmedia.hr

Materijali