اسپری خودتمیزشونده؛ محصولی دانش‌بنیان برای حفظ محیط زیست و منابع آبی
گروه استان‌های خبرگزاری آنا - مجتبی آزادیان؛ آراستگی محیط‌زیست و تمیزبودن سطوح موجود در شهر مانند دیوارها، شیشه‌ها، مجسمه‌ها و ... ازجمله موارد مهمی است که نه‌تنها سلامت جسم، بلکه روح و روان را نیز به همراه خواهد داشت. استفاده از شوینده‌های مختلف نه‌تنها سبب مصرف بی‌رویه آب و آلودگی آن می‌شود؛ بلکه نیاز به کار مکانیکی داشته و هزینه و وقت زیادی را به خود اختصاص می‌دهد.
از طرف دیگر با توجه به پیشرفت‌های صنعتی، مدیریت در حفظ و نگهداری سطوح، آلودگی هوا، کمبودهای آبی در اقصی نقاط دنیا و به‌ویژه ایران، نیاز به مجموعه‌های خودتمیزکننده بسیار ضروری به نظر می‌رسد که به‌راحتی بتوانند در محیط‌ها و فضاهای مختلف و برای هر سطحی استفاده شوند.
به‌کارگیری مجموعه‌های خودتمیزکننده به معنای نیازنداشتن به تمیزکردن سطوح نیست؛ بلکه نیاز به نظافت سطوح کاهش می‌یابد و به نوعی حفاظت سطوح را نیز در پی دارد. خودتمیزکننده‌ها می‌توانند دارای خاصیت آبگریزی یا آبدوستی باشند؛ بنابراین به دو دسته فوق‌آبگریز و فوق‌آبدوست تقسیم شوند. در گروه فوق‌آبگریز، آب به‌صورت یک قطره کروی روی سطوح حرکت کرده و آلاینده‌ها را در خود حل کرده و از سطح می‌زداید. در نوع فوق‌آبدوست، آلاینده‌های آلی در مجاورت سطح پوشش داده شده به آب و کربن دی‌اکسید تجزیه شده و با حرکت آب روی سطوح یا وزش باد، آلاینده‌های معدنی نیز از سطح زدوده می‌شود.
تحقیقات وسیعی برای تولید پوشش‌های شفاف خودتمیزکننده صورت گرفته است. برخی از کشورهای پیشرفته نیز محصولات صنعتی از جمله شیشه‌های خود تمیزکننده را تولید و به مرحله استفاده عموم رسانده‌اند. گزارش‌ها نشان می‌دهند این پوشش‌ها برای داشتن ویژگی فوتوکاتالیزوری باید در کارخانه و هنگام تولید محصول مورد استفاده قرار گیرند و با پخت مجدد و یا با اعمال فشار و درجه حرارت روی سطح مورد نظر مانند شیشه، سرامیک، آجر، سنگ و پوشش‌های ساختمانی تثبیت شوند؛ بنابراین امکان ایجاد چنین پوشش‌هایی برای شیشه‌ها و سطوح بیرونی موجود در ساختمان‌ها، خارج از محیط کارخانه‌ها و خط تولید وجود ندارد.
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری بعد از تحقیقات و پژوهش‌های لازم موفق به تهیه اسپری خودتمیزشونده برای استفاده در سطوح مختلف شده است. خبرنگار خبرگزاری آنا، بعد از ساخت محصول دانش‌بنیان اسپری خودتمیزشونده؛ چگونگی شکل‌گیری ایده، کارایی‌ها، کارکردها و فعالیت‌های اکنون این محصول را که در واحد فناور مرکز رشد واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری مستقر است، جویا شده است.
سوسن صمدی در گفتگو با خبرنگار آنا، مسئله سلف‌کلینینگ یا خودتمیزشوندگی را پروژه دکتری خود عنوان و اظهار میکند: «حدود 12 سال است که روی این محصول کار می‌کنم؛ اما پدیده سلف‌کلینینگ که با کمک نانوتکنولوژی به دنیا معرفی شد، منحصر به محصولاتی شد که وقتی پوشش می‌دهند، باید در دمای کوره در دمای 500 تا 600 درجه سانتیگراد قرار بگیرند تا فرم بلورین به‌صورت مطلوب که می‌تواند خصوصیت خودتمیزشوندگی را داشته باشد، برسد و در آن سطح تثبیت شود.»
ایده تولید محصولی که بدون نیاز به دمای بالا خاصیت خودتمیزشوندگی داشته باشد
وی می‌افزاید: «این فعالیتی بود که در دوره دکتری انجام دادم و سپس چیزی که برایم جالب توجه شد، اینکه ما این همه دیوار، شیشه، در، مجسمه و ... در شهر داریم که همه اینها ساخته و آماده شده است و باید پکیجی (بسته‌ای) را ایجاد کرد که فقط با پاشش روی این سطوح بتواند چنین خصوصیتی (خودتمیزشوندگی) را به‌وجود بیاورد.»
2 نوع خودتمیزشوندگی؛ آبگریز و آبدوست
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری ادامه می‌دهد: «دو نوع خودتمیزشوندگی یا سلف‌کلینینگ داریم. یکی به‌صورت فوق‌آبگریز است که آب به‌صورت یک قطره روی سطح می‌غلتد و آلاینده‌ها را از سطح جدا میکند و فقط مواد معدنی می‌تواند این کار را انجام دهد؛ اما ترکیبات آلی نمی‌تواند خاصیت تمیزشوندگی را داشته باشد.»
تولید «سُل شفاف» بدون استفاده از عملیات حرارتی
صمدی یادآور می‌شود: «نوع دوم فوتوکاتالیستی است که در واقع با تابش نور و یک‌سری فعل و انفعالات شیمیایی، ترکیبات آلی به مواد سازنده‌شان تجزیه و تبدیل می‌شوند. اکنون در بازار محصولاتی را داریم که با عنوان خودتمیزشونده عرضه شده‌اند و مورد استفاده قرار می‌گیرند و اکثر آنها مربوط به نوع اول است. یعنی به سطح، خاصیت آبگریزی می‌دهند و آب ترکیبات معدنی را دوباره با خودش به محیط زیست بازمی‌گرداند و ترکیبات آلی هم در سطح باقی می‌مانند. تفاوت کار ما با تمام اینها این است که توانسته‌ایم «سُل شفاف» را بدون استفاده از عملیات حرارتی تولید کنیم و با پاشش این ماده روی سطح، خاصیت فوتوکاتالیستی را برای این سطوح به ارمغان بیاوریم.»
خاصیت افزایش مدت تمیزماندن سطوح
وی عنوان میکند: «پوشش اسپری خودتمیزشونده روی سطح به‌صورت کاملاً شفاف و بی‌رنگ است، یعنی اصلاً روی رنگ سطوح یا ظاهرشان تأثیری نمی‌گذارد؛ اما مدت تمیزماندن آنها را به‌ویژه سطوحی که در تماس با نور خورشید هستند، بسیار بالا می‌برد، بدون اینکه از هیچ نوع کار مکانیکی یا شوینده‌ای استفاده شود.»
ایده‌ای به‌منظور حفظ محیط زیست و منابع آبی
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری خاطرنشان میکند: «این ایده به‌منظور حفظ محیط زیست و به‌ویژه حفظ منابع آبی در ذهن من شکل گرفت؛ چراکه ایران از لحاظ منابع آبی با محدودیت زیادی مواجه است و استفاده از این شوینده‌ها نه‌تنها مصرف آب را بالا می‌برد؛ بلکه پسابی هم که باقی می‌ماند به‌دلیل اینکه حاوی این شوینده‌هاست، منابع آبی را به‌شدت آلوده میکند، در حالی که توسط این لایه‌نشانی روی سطوح، تمام آلاینده‌ها به ترکیبات اولیه‌شان یعنی آب و کربن دی‌اکسید تبدیل می‌شوند و از این لحاظ از آنجایی که آلودگی به محیط بازنمی‌گردد، خود عاملی برای تمیزی و حفظ محیط زیست می‌شود.»
صمدی تصریح میکند: «همان‌طور که گفتم آغاز این کار از پروژه دکتری‌ام بود. آن زمانی که این کارها را می‌کردیم و در اکثر مقالات و مواردی به چاپ رسیده، وقتی سطح را پوشش می‌دادیم، نیاز به عملیات حرارتی بود. یعنی حتماً باید دست‌کم به مدت دو الی سه ساعت آن قطعه پوشش داده شده زیر دمای 500 تا 600 درجه سانتیگراد قرار می‌گرفت. اگر قطعه‌ای در کارخانه تولیدی با این پوشش در تماس باشد، می‌توانیم بگوییم مشکلی نیست؛ البته اگر سطح قابلیت تحمل این دما را داشته باشد.»
محصولی با طول عمر بالا
وی ادامه داد: «اما وقتی که سراغ پوشش روی سطوح آماده‌ای که در شهر وجود دارند، می‌رویم، طبیعتاً این امکان وجود ندارد؛ به‌طور مثال اگر بخواهیم تمام شیشه‌های یک برج را تعویض کنیم یا خیلی از نماهای ظاهری و دیوارهای شهر را تغییر بدهیم، اینها مشکل‌آفرین است.»
این پژوهشگر بیان میکند: «اکنون یکی از محصولاتی که در بازار موجود است، رنگ‌های سلف‌کلینینگِ خودتمیزشونده هستند. گاهی اوقات می‌بینید که در بعضی از مکان‌ها این رنگ‌ها را زده‌اند و با استفاده از آن، سطوح را تمیز نگه می‌دارند، اما مشکلی که وجود دارد، این رنگ‌ها با اینکه دارای خاصیت فوتوکاتالیستی هستند، به‌دلیل اینکه ترکیبات آلی را از بین می‌برند و خود رنگ هم یک ترکیب آلی است، طول عمر مفید رنگ را خیلی کاهش می‌دهند، در حالی که این پوشش (اسپری خودتمیزشونده) به‌صورت لایه کاملاً شفاف و نازک روی این رنگ‌ها و سطوح قرار می‌گیرد و مشکلی در آن مشاهده نمی‌شود.»
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری درباره تولید انبوه این محصول اظهار میکند: «اسپری خودتمیزشونده» در تراز آزمایشگاهی ساخته شد و پروژه دو نفر از دانشجویان ارشد به نام‌های سپیده قاضی‌مغربی و مرجان مبینی بود. استارت ساخت این اسپری را با این دو نفر آغاز کردم و در تراز آزمایشگاهی به جواب رسیدیم و حتی روی دیوار ساختمان آزمایشگاه‌مان امتحان کردیم که اکنون پس از حدود چهار سال، آن بخشی را که ما این پوشش را روی آن دادیم در مقایسه با سایر بخش‌ها کاملاً تمیز و مشخص است.
توانمندی تولید اسپری خودتمیزشونده در تراز صنعتی و رقم بالا
صمدی تأکید میکند: «پس از آن با کمک یکی از همکارانم به نام علی پارسا که عضو هیئت علمی واحد یادگار امام است، ابتدا روی روش نیمه‌صنعتی و سپس صنعتی آن کار کردیم و اکنون پس از دو سال به توانمندی‌ای رسیده‌ایم که می‌توانیم این محصول را در رقم بالا و در تراز صنعتی تولید کنیم.»
نقش پررنگ دانشگاه آزاد در پیشرفت و تولید محصول
وی درباره میزان همکاری دانشگاه آزاد اسلامی با این پروژه عنوان میکند: «دانشگاه نقش بسیار پررنگی در پیشرفت کار ما داشت به‌دلیل اینکه در این دو سال، آزمایشگاه تحقیقاتی خود در اختیار ما قرار داد، هرچند که ما از لحاظ خرید مواد و وسایل، خودمان هزینه کردیم؛ اما همین که محیط آزمایشگاه در اختیار ما بود و وسایلی مانند بِشر و ... در اختیار ما قرار گرفت، کمک خیلی بزرگی بود که بتوانیم شبانه‌روز روی موضوع کار کنیم و آن را به مرحله‌ای که اکنون است، برسانیم.»
پوشش 2 لوکوموتیو راه‌آهن جمهوری اسلامی ایران
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری خاطرنشان میکند: «هنوز قراردادی برای این محصول منعقد نشده اما دقیقاً هفته گذشته دو لوکوموتیو از راه‌آهن جمهوری اسلامی ایران پوشش داده شده و قرار است به‌عنوان تست میدانی باشد؛ البته سقف آنها پوشش داده شده است؛ چراکه کثیف‌ترین بخش این لوکوموتیوها قسمت سقف‌شان است. دوده‌ها بر روی آن می‌نشینند و آلایندگی بسیار بالایی دارد.»
صمدی تصریح میکند: «به‌صورت تست میدانی این دو سقف را پوشش دادیم و قرار است در مدت 14 تا 20 روز مورد تست میدانی قرار بگیرند، یعنی لوکوموتیوها در خط قرار بگیرند و دوده‌های خود را ایجاد کنند و با توجه به اینکه این یک ترکیب فوتوکاتالیست بوده قرار است در مسیرهایی که نور بیشتر برخورد میکند، استفاده شود، امیدوار هستیم جواب خوبی بگیریم و پس از آن دانشگاه آزاد قراردادی را با شرکت راه‌آهن جمهوری اسلامی منعقد خواهد کرد که طبق آن ما لوکوموتیوهای‌شان را پوشش دهیم و حتی در مراحل بالاتر با شرکت‌های دیگر نیز قرارداد خواهیم بست.»
فراهم‌شدن مقدمات راه‌اندازی شرکت دانش‌بنیان
وی یادآور شد: «اکنون واحد فناور هستیم و با توجه به شرایط جدید و تولید این محصول، مقدمات راه‌اندازی شرکت دانش‌بنیان فراهم شده است و می‌خواهیم وارد این بخش شویم. نام این شرکت «باتیس نانوزیست» گذاشته شده که باتیس به معنای قلعه و یک لغت فارسی است که محیط زیست را مانند یک قلعه با کمک نانو می‌تواند حفظ کند.»
افق بسیار گسترده و پردرآمد پیش روی محصول
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری درباره پیش‌بینی خود از درآمدزایی این محصول در آینده به آنا می‌گوید: «با توجه به آزمایش‌های متعددی که انجام می‌دهیم و توانایی فوتوکاتالیستی که از این نانوپوشش‌مان مشاهده کردیم، انتظارمان این است که جواب مثبتی را از این آزمایش‌ها بگیریم و در صورتی که این محصول جواب مثبت داده و شرکت راه‌آهن کار ما را تأیید کند، فکر می‌کنم افق بسیار گسترده و پردرآمدی پیش روی ما خواهد بود.»
صمدی ادامه می‌دهد: «نمای بیشتر ساختمان‌هایی که به‌صورت برج در تهران قرار دارد یا حتی ساختمان‌های کوچک‌تر از برج و چند طبقه، شیشه است و با توجه به محیط آلوده‌ای که وجود دارد، این محصول می‌تواند روی تمام این سطوح، المان‌های شهری، بتن‌هایی که در دیواره‌های بزرگراه‌ها یا جدول‌هایی که کنار خیابان‌ها هستند و مشاهده کرده‌اید که برای شستشوی آنها چه‌قدر آب و نیروی انسانی مصرف می‌شود، مورد استفاده قرار گیرد. باز هم جرئت نمی‌کنیم که بگوییم اصلاً نیاز به شستشو نباشد؛ اما به‌طور مثال اگر قرار باشد ماهی یک‌بار شستشو شود با این محصول، سه یا چهار ماه یک‌بار نیاز به شستشو خواهد داشت.»
محصولی برای حفظ منابع آبی
وی عنوان میکند: «محصول اسپری خودتمیزشونده محصولی مهم به‌ویژه برای حفظ منابع آبی و کاربردهایش خیلی زیاد است، به‌طور مثال می‌توان روی سلول‌های خورشیدی که اکنون یکی از معضلات بسیار بزرگ‌شان کثیف‌شدن سطح آنهاست و باعث می‌شود توانایی تولید برق کاهش پیدا کند، اشاره کرد.»
پیشنهاد پوشش مقره‌های برق
عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری به آنا می‌گوید: «پیش‌بینی می‌کنیم معضلی که اکنون در جنوب ایران در ارتباط با گرد و خاک و غباری که روی مقره‌های دکل‌های برق قرار می‌گیرد و اتصالی و قطع برق و مسائل زیاد دیگری را به وجود می‌آورد، وجود دارد با این محصول (اسپری خودتمیزشونده) برطرف می‌شود؛ بنابراین این مقره‌ها را از شیراز دریافت کرده‌ایم تا آن را پوشش دهیم و در تست میدانی‌شان قرار داده و آزمایش‌های خاص خودشان را انجام دهند و امیدواریم چنانچه مطلوب و مورد تأیید باشد در آن زمینه هم بتوانیم به کشورمان کمک کنیم.»
نبود مشابه خارجی محصول و ارزان‌قیمت‌بودن
صمدی درباره نمونه‌های خارجی محصول اسپری خودتمیزشونده اظهار میکند: به جرئت می‌توانم بگویم که نمونه مشابه خارجی ندارد. نه اینکه بگویم نمی‌توانند «سُل شفاف» تهیه کنند؛ اما اینکه بتوانند در اسکیل صنعتی به‌صورتی که بشود قیمت برای بازار برای آن تعیین کرد، تولید کنند، نیست. در سایت شرکت آلمانی «پلاسما کم» قیمت‌های خیلی نجومی برای این مواد گذاشته‌اند در حالی که ما با این کاری که با مشارکت علی پارسا عضو هیئت علمی دانشگاه انجام داده‌ایم، توانستیم این محصول را به‌صورت تکرارپذیر و با قیمت مناسب‌تر و در اسکیل صنعتی تولید کنیم.
وی می‌افزاید: «همه نمونه‌های مشابهی که در بازار به اسم خودتمیزشونده وجود دارند، آبگریز هستند، یعنی هیچ‌کدام‌شان توانایی فوتوکاتالیستی ندارند. آلاینده‌ها را می‌شویند و آنها را دوباره به محیط زیست بازمی‌گردانند، آن هم فقط معدنی و نمی‌توانند نوع آلی را هیچ کاری بکنند در حالی که لکه، بستر چربی و در واقع آلاینده‌ای آلی است که روی سطح قرار می‌گیرد، بعد گرد و غبار و ترکیبات معدنی را به دام می‌اندازد، تیره و به لکه تبدیل می‌شود. این محصول (اسپری خودتمیزشونده) می‌تواند آن بستر چربی را که عامل اساسی تولید لکه است، به آب و کربن دی‌اکسید تبدیل کند، آن هم فقط در برابر تابش نور و بدون هیچ کار خاصی و اگر خراش و صدمه‌ای به آن وارد نشود، این توانمندی را خواهد داشت؛ چراکه این یک چرخه است و دائماً این چرخه تکرار می‌شود.»
انتهای پیام/4103/4062/
انتهای پیام/