Наноматериалы в производстве строительных материалов

На современном этапе в наибольшей мере достижения и возможности нанотехнологий реализуются в производстве строительных материалов. Можно привести несколько примеров.

Бетон. Введение в бетон углеродных нанотрубок или нановолокон не только повышает его прочность, но и улучшаются теплозащитные и другие свойства. Распределение в бетонной смеси наночастиц веществ – модификаторов (кремнезём, шунгит, гальваношлаки) в количестве 2 – 3 % позволяет улучшить и другие свойства бетона. В результате в научной литературе применяется уже новый термин – нанобетон.

Сталь. Нанотехнологии позволяют регулировать число, размер и границы кристаллических зёрен в стали. В результате повышается прочность, и другие характеристики стальных изделий. Например, можно будет изготавливать трубы для инженерных систем более тонкие, но более прочные. Выполнение в поверхностном слое наноструктур или нанесение на поверхность труб наноструктурных покрытий повысит коррозионную стойкость.

Древесина. Для защиты изделий из древесины от биопоражений предложено использовать наноэмульсии биоцидов, нерастворимых в воде. Биоциды проникая в древесину, обратно из неё не вымываются.

Теплоизоляционные материалы. Углеродные волокна и, тем более, углеродные трубки являются эффективным теплоизоляционным материалом, причём весьма долговечным. Теплоизоляция с использованием волокон на наноуровне существенно повышает комфортность помещения.

Нанокомпозиты – это обычные полимеры армированные диспергированными наночастицами. Такие материалы не уступают металлам по прочности, но значительно легче. А по коррозионной стойкости, звукопоглощению и способности к переработке превосходят традиционные материалы. Нанокомпозиты могут найти применение для изготовления труб, облицовки зданий и т.п.

Краски, содержащие коллоидное наносеребро, обладают бактерицидными свойствами. Такие краски очень необходимы для детских садов, родильных домов и других помещений, где необходимо регулярно проводить обеззараживание.

Оконное стекло. Окно как часть ограждающей конструкции здания является «окном» для теплопотерь. Современные окна из стеклопакетов имеют высокое термическое сопротивление, но всё равно меньше термического сопротивления стен. Давно существует идея создания окон с мобильной теплозащитой для ночного времени. Например, межстекольное пространство заполняется теплозащитным экраном. Это решение задачи снижения теплопотерь на макроуровне и оно недостаточно эффективно. Гораздо более эффективны решения на микроуровне – теплоотражающие стёкла. Такие стёкла имеют нанопокрытие, обладающее способностью по-разному пропускать и отражать излучение различных длин волн. Поэтому теплоотражающие стёкла могут одновременно выполнять функции защиты от лучей солнца и теплоизоляции. Разработаны электрохромные или «самотемнеющие» стёкла. При подаче на стёкла напряжения 2 ÷ 10 В они изменяют светопропускание от 100 до 4 %. Таким образом, жители смогут при необходимости затенять окна без использования жалюзей и штор.