Rozwój nanotechnologii w branży budowlanej 

Z terminem nanotechnologii spotykamy się coraz częściej w naszym codziennym życiu. Korzyści jakie jest ona w stanie zapewnić, są bowiem wielowymiarowe, w związku z tym znajduje ona zastosowanie między innymi w biomedycynie, elektrochemii, przemyśle, a także branży budowlanej, na której szerzej skupiamy się w tym artykule. Wobec tego dowiesz się z niego, czym jest nanotechnologia, jakie jest jej zastosowanie w budownictwie i jak kształtuje się jej przyszłość w tej branży. 

Czym jest nanotechnologia i jakie były jej początki?

Nanotechnologia to ogólne określenie dla różnorodnych technik oraz sposobów tworzenia struktur o rozmiarach na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek. W związku z tym według zaleceń Komisji Europejskiej nanomateriałami można określić elementy, które co najmniej w jednym wymiarze cechują się rozmiarem od 1 do 100 nm. Nanotechnologie w prosty i trafny sposób określił także laureat nagrody Nobla za odkrycie nanocząsteczek — fulerenów, według jego słów jest ona bowiem „sztuką finezyjnego budowania: atom po atomie”.

Pierwszy raz termin nanotechnologii został użyty natomiast w 1974 roku przez japońskiego naukowca Norio Taniguchi. Według niego „Nanotechnologia jest produkcją z wykorzystaniem technologii w celu osiągnięcia bardzo wysokiej dokładności i wyjątkowo małych wymiarów, tzn. precyzji rzędu 1 nm”. Stwierdzenie to było na tyle trafne, że definicja ta stosowana jest po dziś dzień. Rozwój dziedziny nauki związanej z nanotechnologią przypada jednak dopiero na lata 80 ubiegłego wieku, w których to wynaleziony został specjalistyczny mikroskop pozwalający na obrazowanie atomów, który wyeliminował problemy związane z dostępnością do odpowiednich sprzętów w tej dziedzinie. 

Nanotechnologia w budownictwie

Nanotechnologia obecnie wykorzystywana jest w wielu różnorodnych branżach, wśród których wyróżnić można także budownictwo, w którym pozwala ona na tworzenie materiałów cechujących się całkowicie nowymi właściwościami lub ulepszonymi od tych, jakie oferują one pierwotnie. Przede wszystkim jest ona stosowana do poprawy parametrów podstawowych budulców — betonu, a także stali. Nanotechnologia pozwoliła między innymi zmodyfikować w branży budowlanej strukturę żelu krzemianu wapnia odpowiadającego za właściwości mechaniczne i fizyczne cementu. Dzięki temu uzyskany z jej zastosowaniem materiał jest mniej porowaty oraz mniej przepuszczalny, a co za tym idzie trwalszy. 

Nanomateriały w branży budowlanej podzielić można na trzy podstawowe grupy ze względu na klasyfikację wymiarów występujących w nich cząsteczek. Wobec tego wyróżnia się obecnie:

• dyskretne nanoobiekty,
• materiały monofunkcyjne powierzchniowe,
• makroskopowe materiały nanokonstrukcyjne. 

Należy jednak pamiętać, że nanotechnologia w budownictwie nie tylko pozwala na ulepszanie wykorzystywanych od lat materiałów, ale także tworzenie nowych, wyróżniających się innowacyjnymi parametrami materiałów budowlanych. Doskonałym przykładem jednego z nich jest między innymi aerożel, który zaliczany jest do materiałów o wyjątkowych właściwościach termoizolacyjnych. 

Dzięki nanotechnologii aerożel cechuje się porowatością dochodzącą niekiedy nawet do 99,8% oraz wielkością porów mniejszą niż 100 nm. W związku z tym wpływ konwekcji oraz promieniowania na przewodzenie został w nim w znaczny sposób zminimalizowany, a on sam cechuje się najniższym współczynnikiem przewodzenia ciepła wśród materiałów stałych przy jednoczesnym zachowaniu bardzo niewielkiej wagi oraz grubości. 

Przyszłość nanotechnologii w branży budowlanej

Współcześnie nanotechnologia to dziedzina, która cieszy się ogromnym zainteresowaniem. Dlatego też istnieje bardzo duży nacisk na tworzenie odpowiednich warunków do jej rozwoju w każdej z branż, w tym także w branży budowlanej. Można więc szacować, że w najbliższych latach nanomateriały budowlane będą powszechnie stosowane. Zresztą już ma to miejsce w przypadku choćby wspomnianego aerożelu wykorzystywanego do niwelowania mostków termicznych, ocieplania budynków od wewnątrz czy też modyfikowania stolarki okiennej oraz drzwiowej mającego na celu poprawę ich izolacyjności.