Химические нанотехнологии оперируют с хорошо известными химическими процессами, в которых участвуют хорошо известные органические или неорганические элементы и структуры. Но участвуют они лишь в "наноскопических" количествах. Если сравнить средние размеры наноэлемента с размерами обычного футбольного мяча, то их соотношение будет таким же, как у футбольного мяча с земным шаром! В результате, аккуратно выстраивая миниатюрные структуры из знакомых элементов таблицы Менделеева, сегодня можно получить материалы с удивительными свойствами, которые порою даже противоречат здравому смыслу.
Некоторые современные материалы могут проявлять мощную клеящую способность, являясь, однако, репелентами. Другие демонстрируют высочайшую твердость, но остаются гибкими. Покрытия из таких тончайших материалов прозрачны, стойки к химическому воздействию, устойчивы к коррозии, поэтому область применения здесь поистине безгранична. Один из секторов практических достижений нанотехнологий - это получение прочных и стойких покрытий для керамики. Покрытий, которые самоочищаются от грязи, либо к которым грязь не пристает.
В 1999 году немецкая компания Nanogate Technologies GmbH из Саарбрюкена победила в тендере, объявленном концерном Duravit AG, на разработку самоочищающегося покрытия для керамики - WonderGliss. На выставке CEVISAMA 2000 в Испании был показан еще один продукт - покрытие для плитки Sekcid, разработанное фирмой в результате стратегического партнерства с испанским концерном Torrecid S.A. - одним из мировых лидеров в сфере производства фритов и глазурей для керамической промышленности. В настоящее время идет работа над продуктом Cleartec для душевых кабин фирмы Duscholux GmbH.
Суть подхода Nanogate достаточно проста. Представьте себе дощечку, из которой торчит лес острых гвоздей, забитых изнутри. Или массажную щетку. Представьте себе клочок бумаги, который будет изображать пятно грязи.
Сила прилипания грязи обусловлена площадью поверхности их взаимного контакта. Если бы гвоздей не было и поверхность была бы гладкой, то площадь контакта оказалась бы значительной и грязь держалась бы прочно. Однако, из-за острых кончиков гвоздей площадь контакта минимальна, и грязь "парит на пуанте". Тоже самое происходит и с каплей воды. Она не может "растечься" по остриям и поэтому сворачивается в шарик.
Теперь, если слегка наклонить дощечку, то шарик воды покатится по остриям и встретится с пятном грязи.
Перед пятном "встает проблема выбора": либо продолжать неустойчиво балансировать на остриях, либо "слиться" с гладкой ровной поверхностью катящейся водяной капли. Естественно, выбор решается в пользу второго варианта. И капли воды, обволоченные повстречавшимися на пути хлопьями грязи, скатываются вниз, оставляя за собой чистую сухую поверхность.
Другой подход применили исследователи японского концерна TOTO. Они проводили эксперименты с фотокатализатором на основе двуокиси титана.
Под воздействием ультрафиолетовых лучей двуокись титана, модифицированная разработчиками на основе нанотехнологий, выделяет активный кислород из воды или атмосферного кислорода. Этот процесс подобен фотосинтезу, в котором хлорофилл использует солнечный свет, чтобы превратить воду и углекислый газ в кислород и глюкозу.Выделенного активного кислорода вполне достаточно, чтобы окислять и расчленить органические материалы или пахучий газ, убивать бактерии.
В результате исследований были созданы покрытия для керамических материалов с принципиально новыми свойствами - стерилизования, деодорирования помещений, разрушения частиц грязи. Особенно актуально это для медицинских учреждений или для помещений, где готовят пищу.
|
|
