تولید شن و ماسه نانویی برای احداث ساختمان‌ها و جاده‌های هوشمند

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو و میکرو، شرکت سالجنکس (Salgenx) توسعه‌دهنده باتری با فناوری جریان آب شور، به تازگی از توسعه فناوری گرافن و شن دارای پوشش کربن سخت خبر داد. این شرکت معتقد است که این فناوری که ابتدا برای استفاده در باتری‌ها طراحی شده بود، قرار است در حوزه‌های نوآورانه دیگر نیز استفاده شود. از این فناوری می‌توان در بخش‌هایی نظیر سازه‌های هوشمند تا محیط زیست پایدار استفاده کرد.

این شرکت می‌گوید که ترکیب منحصر به فرد گرافن و کربن سخت در یک سنگ‌دانه شن و ماسه، پتانسیل تغییر صنعت ساختمان را دارد. با افزایش رسانایی الکتریکی، استحکام مکانیکی و دوام بتن، شن و ماسه پوشش‌داده‌شده با کربن سخت این شرکت، فرصت‌های جدیدی را در توسعه ساختمان و زیرساخت‌ها باز می‌کند.

یکی از مهیج‌ترین کاربردهای این ماده در ایجاد بتن خود حسگر است. این بتن هوشمند می‌تواند روی سلامت سازه در زمان واقعی نظارت کند، کرنش، ترک و سایر عوامل استرس‌زا که می‌تواند ایمنی را به خطر بیندازد، تشخیص دهد. این نوآوری می‌تواند نحوه نگهداری پل‌ها، ساختمان‌ها و سایر عناصر زیرساختی حیاتی را ارتقا دهد و امکان نگهداری پیش‌بینی‌شده و کاهش نیاز به بازرسی‌های دستی را فراهم کند.

علاوه بر این، خواص رسانایی شن و ماسه با پوشش گرافن می‌تواند برای توسعه روسازی‌های رسانای الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. این روسازی‌ها می‌توانند از کاربردهایی مانند جاده‌های گرم برای جلوگیری از تشکیل یخ یا حتی شارژ وسایل نقلیه الکتریکی در حین رانندگی پشتیبانی کند، این کار ایمنی جاده‌ها را افزایش داده و به تقاضای رو به رشد برای زیرساخت خودروهای الکتریکی پاسخ می‌دهد.

شن و ماسه پوشش داده شده با گرافن همچنین می‌تواند در زمینه طراحی ساختمان‌های کم‌مصرف مفید باشد. با ترکیب این ماده در دیوارها و کف‌های بتنی، ساختمان‌ها می‌توانند به مدیریت حرارتی بهتری دست یابند و مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش را کاهش دهند. علاوه بر این، پتانسیل این مواد برای محافظت از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) مزایای قابل توجهی را برای ساختمان‌هایی که تجهیزات الکترونیکی حساس دارند، مانند مراکز داده و بیمارستان‌ها، ارائه می‌دهد.

این محصول را می‌توان در چاپ سه‌بُعدی سازه‌های بتنی پیچیده و رسانا استفاده کرد. این نوآوری امکان ایجاد اجزای چند منظوره را فراهم می‌کند که استحکام را با رسانایی الکتریکی ترکیب می‌کند و برای عناصر معماری سفارشی و ساخت عملکردی ایده‌آل است.

علاوه بر این، وزن کم و در عین حال استحکام بالای این ماده، آن را برای صنایع هوافضا و خودروسازی مناسب می‌کند، جایی که کاهش وزن بسیار مهم است. این نتایج می‌تواند به مواد کارآمدتر و با کارایی بالا برای استفاده در طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی منجر شود.

این ماده همچنین می‌تواند برای جذب دی‌اکسید کربن، چه در حین تولید و چه به عنوان یک سطح واکنش‌پذیر در ساختارها، مهندسی شود که به کاهش سطح CO۲ اتمسفر و مبارزه با تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند.