Mặc dù được sử dụng rộng rãi, bê tông xi măng thể hiện các tính chất cơ học kém và có độ thấm cao đối với nước và các môi trường hóa học khác làm giảm tuổi thọ bê tông. Ngoài ra, công nghiệp xi măng là một trong các nguồn phát thải đáng kể khí CO2, ước tính khoảng 5-6% tổng lượng phát thải nhân tạo toàn cầu hàng năm. Tuy nhiên, nhu cầu tăng đối với các vật liệu và kết cấu tính năng cao đã dẫn đến việc phát triển nhanh các loại vật liệu mới. Công nghệ nano có thể đóng vai trò đáng kể trong công nghiệp xây dựng và hiện đang đứng tại vị trí thứ tám trong các lĩnh vực đáng kể nhất của ứng dụng công nghệ nano. Công nghệ chế tạo nano đối với các sản phẩm chứa xi măng có thể đem lại các tính năng khác thường. Việc áp dụng công nghệ nano trong ngành công nghiệp sản xuất xi măng với các địa chỉ tiềm năng lớn như phát thải CO2, bền nứt kém, thời gian dưỡng hộ lâu, cường độ uốn kém, thấm nước cao, các tính chất cơ-lý thấp. Việc cải thiện đáng kể các tính chất cơ-lý và độ bền lâu của vật liệu chứa xi măng có thể được quan sát với sự sử dụng các vật liệu nano như SiO2, ZnO2, Al2O3, TiO2 nano, ống nano cacbon, sét nano, sợi nano cacbon và các vật liệu nano khác.
Cách phân tích các sáng chế-patent
Thực hiện việc phân tích các sáng chế-patent hiện có nhằm đem lại cái nhìn tổng quát về các mảng sáng chế liên quan công nghệ nano ứng dụng trong công nghiệp xi măng, tập trung nhận diện các vật liệu nano để tăng cường các tính chất, tạo xu hướng phát triển mới, các tổ chức nghiên cứu và các ứng dụng. Việc phân tích dựa trên tất cả các từ khóa liên quan vật liệu kết dính kèm theo các từ có thể đồng nghĩa, các từ viết tắt liên quan chất kết dính thủy hóa.
Số lượng của các sáng chế
Sự phân tích hoạt động sáng chế liên quan các ứng dụng công nghệ nano trong công nghiệp xi măng thể hiện trong 368 bằng sáng chế. Hình 1 mô tả xu hướng sáng chế trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ nano trong công nghiệp xi măng. Sự tăng nhanh các công bố các sáng chế trong năm có thể nhận thấy từ năm 2007 so với các năm trước do các thành tựu thương mại trong sử dụng các vật liệu nano làm các thành phần chất kết dính. Tổng số 154 bằng sáng chế được công nhận trong tổng danh sách 368 sáng chế đã nêu rõ khả năng thương mại hóa cao và phát triểnnghiên cứu trong lĩnh vực này tính đến giữa năm 2012.
Hình 1. Các công bố sáng chế trong các năm đối với các ứng dụng công nghệ nano cho công nghiệp xi măng.
Hình 2. Phân loại các sáng chế dựa trên loại chất kết dính nano
Phân loại các sáng chế chất kết dính nano
Sự phân tích các sáng chế chỉ thực hiện đối với các ứng dụng công nghệ nano cho chất kết dính thủy hóa-hydraulic (đông kết và đóng rắn sau khi kết hợp với nước). Các vật liệu nano được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất xi măng poóc lăng khi so sánh với các loại xi măng không phải xi măng poóc lăng sẽ được quan sát thấy rõ từ số lượng các sáng chế. Phần lớn các sáng chế được thực hiện tương ứng trong lĩnh vực của chất kết dính compozit (74 sáng chế) và chất kết dính poóc lăng thường (OPC) (71 sáng chế), tiếp đó là chất kết dính thạch cao với 27 sáng chế.
Phân bố sáng chế theo địa lý
Trung Quốc có số lượng dẫn đầu: 154 sáng chế chiếm 41% tổng số về sáng chế và đóng vai trò chủ yếu và tích cực trong công tác nghiên cứu phát triển R & D trong lĩnh vực công nghệ vật liệu nano trong công nghiệp xi măng. Nam Triều Tiên đứng vị trí quốc gia thứ hai với 55 sáng chế (15% tổng số sáng chế) về xi măng nano, và tiếp ngay sau đó là Mỹ với 51 sáng chế. Các nước như Nga, Đức, Nhật, Pháp và Ấn Độ có số lượng các sáng chế tương ứng là 37; 18; 11; 9 và 5; và còn lại là các sáng chế thuộc về các nước khác còn lại.
⇒ Mời Quý vị và các bạn xem Phần 2
Trung tâm Thông tin (Theo Nanowerk)