Công nghệ nano trong xây dựng (Phần 1)

Ngày 01/12/2015 04:22
Công nghệ nano và vật liệu nano đem đến nhiều cơ hội mới trong công nghiệp xây dựng và kiến trúc thông qua việc phát triển các vật liệu xây dựng có độ bền cao, tuổi thọ dài và đặc biệt nhẹ. Các vật liệu cách nhiệt mới với các trị số cách nhiệt tốt luôn có sẵn cho thị trường và dùng để sửa chữa các toà nhà khi không thể sử dụng vật liệu cách nhiệt truyền thống, và cũng đem lại lợi ích trong việc cải thiện hiệu quả năng lượng.

Chưa có ảnh

Một loạt các phương pháp xử lý bề mặt có thể được sử dụng cho các vật liệu thủy tinh, gạch, kim loại hoặc gỗ; với mục đích cải thiện các tính chất chức năng cũng như kéo dài tuổi thọ của vật liệu. Các chất phủ bề mặt như vậy sẽ giúp tiết kiệm tài nguyên như nước, năng lượng và các hóa chất làm sạch.

Mặc dù trong lĩnh vực nghiên cứu đang có sự phát triển mạnh mẽ về công nghệ nano, nhưng thực tiễn cho thấy “sản phẩm nano” trong công nghiệp xây dựng vẫn chỉ đóng vai trò thứ yếu và  chủ yếu được phát triển tại các thị trường hẹp. Việc kinh doanh xây dựng thường vẫn đi theo các lối mòn và nếu có sự sáng tạo thì lại cần khoảng thời gian nhất định để có thể xâm nhập thị trường.

Một trong các nguyên nhân chính là giá thành vẫn còn ở mức khá cao. Hiện tại, giá vật liệu nano  tương đối đắt so với các lựa chọn truyền thống do chi phí công nghệ sản xuất. Các vật liệu xây dựng thường được sử dụng với số lượng lớn, sự khác biệt nhỏ về đơn giá có thể tăng nhiều về giá thành khi xem xét tổng số lượng sử dụng trong công trình hoặc kết cấu. Hơn nữa, tính năng kỹ thuật của các sản phẩm mới phải được thể hiện trước tiên. Trong công trình, tuổi thọ thường được tính từ khoảng 20-30 năm. Với cách tính như vậy rất khó để áp dụng tính bao gồm lớp phủ, bởi lớp phủ chỉ có độ bền từ 1 đến 3 năm. Hơn nữa chúng ta cũng chưa hiểu rõ về tuổi thọ của các sản phẩm nano, về các ứng dụng công nghệ, khả năng và các tính năng của chúng trong công nghiệp xây dựng., do đó phần lớn thị trường hiện vẫn quan tâm và tin tưởng hơn vào các sản phẩm truyền thống đã được chứng minh qua thực tế. 

Khảo sát được tiến hành năm 2009 tại lĩnh vực xây dựng châu Âu cho thấy rằng những người được hỏi (~ 75%) không biết họ đã từng làm việc với “sản phẩm nano” hay chưa. Điều này có thể một phần do các nhà sản xuất chưa có nhãn dán giới thiệu vật liệu nano trên các sản phẩm vật liệu xây dựng. Thông thường không có căn cứ đối với những người sử dụng để biết khi nào sản phẩm nano thực tế chứa vật liệu nano, loại vật liệu nano nào có thể có trong sản phẩm và với số lượng bao nhiêu.

Không phải tất cả các sản phẩm có từ “nano” đi kèm là thực sự chứa các vật liệu nano. Thông thường, thuật ngữ “nano” chỉ liên quan đến các cấu trúc trong khoảng kích thước nano, ví dụ như kích thước lỗ của vật liệu đặc biệt, hoặc kích thước của các cấu trúc hình thành khi vữa đóng rắn. Việc sử dụng thuật ngữ “nano” trong thông báo và quảng cáo sản phẩm có xu hướng giảm trong một số năm gần đây, do thông tin về các nguy cơ trong vấn đề môi trường và sức khỏe của các vật liệu nano, đặc biệt thông qua các phương tiện thông tin đại chúng, đã dẫn đến sự cẩn trọng hơn khi mua.

Các lĩnh vực ứng dụng và các sản phẩm

"Sản phẩm nano” trong công nghiệp xây dựng hiện tập trung trong bốn lĩnh vực:

(1) Vật liệu xây dựng liên kết xi măng;

(2) Cách nhiệt và cách âm hoặc điều chỉnh nhiệt độ;

(3) Các lớp phủ bề mặt để cải thiện chức năng của một số vật liệu;

(4) Ngăn lửa.

Dựa theo yêu cầu kỹ thuật của  các nhà sản xuất, Hiệp hội thương mại Đức cho công nghiệp xây dựng đã tập hợp Danh mục các sản phẩm xây dựng và làm sạch có quảng cáo với thuật ngữ “nano” hoặc sử dụng các hiệu ứng công nghệ nano. Danh sách cũng chứa thông tin về việc khi nào các thuộc tính của sản phẩm có thể chịu ảnh hưởng của việc bổ sung các hạt nano hay các cấu trúc nano. Dựa trên số liệu tính đến 19.1.2012 thì Danh mục có chứa 63 sản phẩm từ lĩnh vực vật liệu xây dựng liên kết xi măng (vữa, xi măng, tấm lợp mái), sơn, vecni và các sản phẩm khác thiết kế cho các lớp phủ bề mặt.

Trung tâm thông tin (Theo Nanowerk)