Teknolojinin gelişmesi ile birlikte endüstri alanında yenilikler meydana gelmektedir. Kaplama ve
boya sanayinde teknoloji daha kaliteli ve dayanıklı boyalar üretilebilmesi için kullanılmaktadır.
Birçok kaplama ve boya üretimi yapan şirket Ar-Ge birimlerinde daha
kaliteli ürünler üretmek için hem üretim teknolojilerinde hem de kullanılan hammaddelerinde yeniliklere gitmektedir.
Nano kelime anlamına bakıldığında Latince’de ‘cüce’ demektir. Bu kelimeden türetilmiş olan nanometre bir uzunluk ölçüsüdür ve metrenin milyarda biri anlamına gelmektedir.
Günümüzde ise nanometre boyundaki malzemelerin incelenmesi, geliştirilmesi ve bu
nanometre boyundaki malzemelerin bir arada kullanılarak yeni malzemelerin üretilmesine nanoteknoloji denmektedir. Yapay olarak üretilen nano boyutlu parçacıklar ve nano ölçekli sistem bileşenleri, yeni ürün ve uygulamaların geliştirilmesi için önemli yeni özelliklere sahiptir.
Nano biliminin veya teknolojisinin; materyal geliştirme, kimya, fizik veya mühendislik bilimleri gibi olumlu gelişmeler yarattığı çok sayıda alan vardır. Kimya Endüstrisi, sadece nano malzemelerin geliştirilmesinde değil, aynı zamanda çeşitli uygulamalarda
kullanılmasında çok önemli bir rol oynamıştır.
Nanoteknolojinin büyük gelişme yarattığı alanlardan biri de kaplamalardır. Nanoteknoloji ile birlikte nano kaplama ve boyalar üretilmiştir. Bu yeni nesil nano kaplamalar; kimyasal direncin iyileştirilmesi, erozyon ve aşınma direnci, U.V.’ye karşı direnç özellikleri ile çeşitli endüstriyel uygulamalarda büyük potansiyel göstermiştir.
Nanoteknoloji kaplama endüstrisine farklı fırsatlar getirmiştir. Küçük parçacık boyutu sayesinde kaplamalara nano malzeme eklenmesi daha işlevli kaplamaların üretilmesini sağlamıştır. Nanoteknoloji farklı kaplama türlerinin, boya formülasyonlarının üretilmesine olanak tanımıştır.
Nanoteknoloji sayesinde;
• Isı ve elektriği daha iyi ileten,
• Küf; bakteri ve mikrop oluşumunu engelleyen,
• Kendi kendini temizleyebilen,
• Havayı temizleyebilen, kaplama ve boyalar üretilmiştir.
Özellikle nanoteknolojideki son gelişmeler , çizilmeye karşı daha dayanıklı kaplamalar üretilmesini sağlamıştır. SiO2 nanoparçacık ile üretilen kaplamaların çizilme ve aşınmaya karşı daha dirençli olduğu görülmüştür.
[caption id="attachment_130520" align="aligncenter" width="577"]
Resim 1. Lotus Yaprağı[/caption]
Kendi Kendini Temizleyebilen Kaplamalar
Nanoteknoloji sayesinde kendi kendini temizleyebilen kapmalar üretilmiştir. Bu kaplamalar kolayca bir yağmur suyu ile temizlenebilir. 1997’de Barthelott ve çalışma arkadaşları, Lotus yaprağını incelemişlerdir.
Bu inceleme sonucunda kendi kendini temizleyebilen Lotus yapraklarının hidrofobik ve özel bir yüzey morfolojisine sahip olduğu anlaşılmıştır. İncelemede ulaşılan bulgulara göre; lotus yaprağı sahip olduğu hidrofobik (su sevmeyen) özellik sayesinde suyu iter ve bu su damlacıkları yuvarlandıkça da kiri taşırlar. Bu hidrofobik özellik sayesinde Lotus yaprağının yüzeyi her zaman temiz kalır.
Lotus yaprağının bu özelliklerinden yola çıkarak geliştirilen teknoloji ile beraber benzer kaplamalar üretilmiştir. Bu kaplamaların üretiminde fotokatalitik titanyim dioksit (TiO2) kullanılmıştır. TiO2’nin faydalı etkisi hidrofilik özellik göstermesidir. TiO2, kaplamalarda
yaygın olarak ‘su kılıfı’ etkisi denen özelliği ortaya çıkarır.
Bu etki ile kaplamalar kendi kendine temizlenebilme özelliği gösterir. Bu özelliğe sahip nanokaplamalar, fotokatalitik özelliğe sahiptirler. Bu kaplamalar, işlevlerini yerine getirebilmek için doğal veya yapay UV kaynağı, oksijen (O2) ve neme ihtiyaç duyarlar. Bu sebeple bu tip kaplamaların dış cephede kullanılması daha uygundur.
Fotokatalitik sözcüğünün anlamına baktığımızda; dünyada çok yeni olup, organik malzemelere ve insan sağlığına kesinlikle zarar vermeyen, bir kere kullanıldığında
uzunca bir süre etkinliğini koruyabilen ve ışık enerjisini kullanarak kimyasal bir reaksiyon oluşturan, nanoteknolojik ve fotokimyasal yüzey kaplama ürünü olarak tanımlanabilir.
Nano-Teknoloji ile Üretilen Boyalar
Nanoteknoloji ile boyalar en basit anlatımı ile şu adımlar ile üretilir;
• Silanların kısmi hidrolizi,
• Elde edilen hidrolizat ile nano boyutlu metal oksit
partiküllerinin yüzeyinin modifiye edilmesi,
• Yüzeyi modifiye edilmiş nano boyutlu metal oksitlerin reçineler içinde dispersiyonları,
• Oluşan ürünün teknikte boya formülasyonlarına belirli oranlarda karıştırılması.
Nanoteknoloji ile üretilen nano boyalar birçok açıdan daha dayanıklıdır. Nanoteknoloji kullanılarak fotokatalitik özellikli boya üretilmektedir. Özellikle bu boyalar kimyasal olarak daha dirençlidirler.
Fotokatalitik boyaların kullanım amaçları ise bakteri önlemek (antimikrobiyal özellik), suların temizlenmesi, hava temizlenmesi, kendi kendini temizleme ve kokunun giderilmesidir. Özellikle bu özellikteki boyaların ameliyathane gibi steril ortamlarda kullanımı
artmaktadır.
Önümüzdeki yıllara baktığımızda fotokatalitik boya ve kaplamaların binaların cephelerine yerleşeceğini öngörebiliriz. Nanoteknoloji; daha dayanıklı metaryellerin üretilebilmesi için giderek daha fazla kullanılan bir teknoloji haline gelmiştir. Nano ölçekte çalışmalar küresel olarak hale devam etmektedir.
Nanoteknolojinin en önemli getirileri; malzeme ömürlerinin uzatılması, iç mekan konfor koşullarının pasif yöntemler ile dengede tutulması, yapılarda enerji ve kaynak tüketiminin azaltılması, çevre ve insan sağlığı üzerindeki yapı kaynaklı olumsuzlukların azaltmasına katkı sağlanması olarak sıralanabilmektedir.
Özellikle nanoteknoloji ile malzemelere kazandırılan bu özellikler sürdürülebilirlik açısından önemlidir. İklim krizi ve azalan kaynaklar sebebiyle sürdürülebilirlik giderek daha önemli hale gelmektedir.
Bu sebeple endüstrilerde sürdürülebilir üretim ve ürünler tercih edilmektedir. Bu sebeple de nanoteknoloji ile üretilen daha sürdürülebilir boya ve kaplamalara talebin artacağını öngörülmektedir.
Referanslar/ References
• https://www.researchgate.net/profile/Julide Bozoglu/publication/291333895_Yapilarda_ve_Yapim_Yonetiminde_
Nanoteknoloji_Uygulamalari/links/569fe9ed08ae4af52546d5d3/Yapilarda-ve-Yapim-Yoenetiminde-Nanoteknoloji-Uygulamalari.pdf
• http://ijcea.org/papers/108-A530.pdf Nanotechnology-A New Prospective in Organic Coating -Review - A.Mathiazhagan and Rani Joseph
• http://www.ajesjournal.com/PDFs/08-2/2.%20Nanotechnology-A%20boon.pdf -Nanotechnology in High Performance Paint Coatings
• https://www.shutterstock.com/tr/image-photo/man-painting-metal-products-spray-gun-1477392212
