Нано ли оно? ²⁰

С помощью наночастиц можно изменять цвет искусственного покрытия, их функции самоочищения позволяют создавать специальный антибактериальный слой, проводимость – формировать специальное проводящее покрытие, ультрафиолетовая защита – повышать свойства антистарения и предотвращать появление желтизны (что, например, очень ценно для металлопластиковых окон и дверей), высокая способность к устойчивости помогает укреплять силу сопротивления материалов на поверхности пластиковых труб. Наноматериалы, обладающие уникальными оптическими, электрическими, тепловыми и магнитными свойствами, могут совершить революцию во многих отраслях производства строительных материалов.

Разработка и развитие нанотехнологий стало одним из приоритетных направлений развития китайской науки. Более того, сегодня в КНР от научного исследования и развития наноотрасли начинается переход к началу массового внедрения ее продуктов в производство.

Шлагбаум для старости

Создание антибактериальных керамических продуктов на основе использования антибактериальной функции наночастиц с применением инфракрасного излучения. Проведенные китайскими учеными исследования доказали, что выпускаемые таким способом керамические продукты способствуют улучшению кровообращения, повышению иммунитета и даже останавливают преждевременное старение, что переводит изобретение в категорию «очевидное – невероятное» и обещает широкое научное и общественное признание в ближайшем будущем.

Сегодня неорганические неметаллические материалы являются одними из популярнейших в строительстве. Однако применение изделий из них зачастую имеет ряд ограничений по таким характеристикам как высокая теплопроводность, хрупкость и низкая пористость. Вышеописанное изобретение, принадлежащее Шанхайскому институту керамики, расширяет сферы применения керамических изделий, существенно повышая эффективность их использования.

«Эффект лотоса»

Создание специального покрытия для стройматериалов, с помощью нанотехнологий способного противостоять загрязняющему воздействию водных и нефтяных капель. В итоге достигается так называемый «эффект лотоса»: капли, как шарики ртути, скатываются с поверхности листа, сохраняя его всегда чистым и сухим, смывая одновременно всю грязь и никогда не оставляя следов.

Самая масштабная область применения открытия – Большой национальный театр в Пекине, на постройку прозрачного полушария которого было потрачено порядка $588,24 млн. Покрытие стеклянной поверхности размером 6000 кв. м, вызывающей недоумение у непросвещенных посетителей («Чего же стоит отмыть этот купол от уличной грязи?»), изготовлено с использованием нанотехнологий. И хотя первоначально в проекте строительства такая возможность не рассматривалась, создателям пришлось обратиться за помощью к специалистам Пекинского промышленного парка Чжунгуаньцунь (известного как Китайская силиконовая долина), где и была предложена и вскоре с успехом внедрена технология применения наночастиц с использованием «эффекта лотоса» в покрытии для стеклянного материала. Лист лотоса всегда остается чистым за счет особого строения листа. Он никогда не намокает (высокая плотность), и капельки воды/грязи скатываются с него, не оставляя никаких следов.

Солнечный аккумулятор

Нанопокрытия, накапливающие солнечную энергию. Технология была изобретена в Шанхайском центре науки и нанотехнологий (Shanghai Nano Science and Technology Center). Может использоваться на лестницах зданий при отсутствии электрического освещения, а также в качестве аварийной иллюминации на случай эвакуации (указывает путь к выходу), например, в развлекательных заведениях. Приобретает все большую популярность для домашнего применения – не только как эксклюзивный декор, но и как энергосберегающий источник света. Причем в качестве «солнечных батарей» могут использоваться окна помещения. Одно из главных преимуществ технологии – более низкая цена по сравнению с дорогостоящими традиционными солнечными батареями.

Эффект «термоса»

Использование нанопористого покрытия для стен, позволяющего сохранять тепло в помещении зимой и кондиционерную прохладу летом. Устройство представляет собой полупрозрачную пленку, обладающую высокими изоляционными свойствами и способную обеспечить так называемый «эффект термоса». По замыслу создателей, изобретение предполагается использовать в основном в крупномасштабном строительстве. Так, например, подобным материалом покрыты стены Шанхайского музея науки и технологии площадью почти 3000 кв. м. Планируется также использовать эти методики в выставочном зале Немецкого национального павильона. Специалисты считают, что уже в самом ближайшем будущем наноизоляционные покрытия «придут» в жилые районы, обеспечивая дополнительную экономию энергии и защиту окружающей среды.

Нанотехнологии уже нашли применение в строительстве объектов для Олимпийских игр в Пекине. Например, в пекинском дворце спорта Capital Gymnasium наночастицы были использованы для покрытия потолков, что обеспечило звукоизолирующую функцию помещений, а также способность более сильного противостояния деформации. Использование наноматериалов в покрытии стен защищает их от грязи и воды. Нанопластиковые двери, окна и трубы становятся более износостойкими и устойчивыми к коррозии. Нанометодики на сегодняшний день уже нашли широкое применение в спортивном оборудовании и инвентаре – их используют в производстве лыжных палок, трамплинов для прыжков, теннисных ракеток и т.п. Специалисты знают, насколько трудно спортсмену стоять на пятиметровом трамплине шириной всего полметра, а нанотехнологии позволяют сделать поверхность данного спортивного снаряда нескользкой, давая возможность прыгуну в воду сосредоточиться и максимально сконцентрироваться. В ракетках для бадминтона и теннисных ракетках такие характеристики, как легкость и прочность, достигаются за счет увеличения плотности углеродных материалов.

Сегодня 80% проводимых в Китае исследований в области нанотехнологий касаются металлов и неорганической химии. Кроме того, большое внимание также уделяется полимерам и синтетическим материалам. Тем не менее, в таких областях, как электроника, биомедицина, применение нанотехнологий в силу их низкой изученности пока ограничено.

Согласно ряду отчетов исследовательских компаний, в ближайшие пять лет спрос на строительные материалы, изготовленные с применением нанотехнологий, увеличится на 44%. И, главным образом, это будет достигнуто за счет самоочищающегося покрытия. Хотя на сегодняшний день область применения нанотехнологий в строительстве пока не достаточно широка, тем не менее ученые доказали, что использование новых методик в таких веществах, как бетон, краска, стекло, клей и т.д., делает строительные материалы гораздо более эффективными по своему назначению. Наибольшим спросом в строительной отрасли в ближайшем будущем начнут пользоваться такие материалы с нанотехнологиями, как фасадные водонепроницаемые краски. Причем уже к 2011 году на рынке красок им будет принадлежать доля в 30%.