شبکه خدمات نوآوری بومرنگ به‌عنوان کارگزار تبادل فناوری یک شرکت بزرگ تولید کاشی و سرامیک در نظر دارد در زمینه ایجاد پوشش‌های سوپرهیدروفوب (اَبَر آب‌گریز) در سطوح کاشی و سرامیک با دارندگان این فناوری تعامل و همکاری نماید.

ارسال پاسخ

شماره درخواست : REQ958252329
تاریخ اعلام : 95/08/26
تاریخ انقضا : 95/10/08


عنوان نیاز فناورانه :

ایجاد پوشش‌های سوپرهیدروفوب در سطوح کاشی و سرامیک

پیشینه موضوع :

 

نحوه تر شوندگی سطح نقش برجسته‌ای در اغلب خواص سطحی ایفا می‌کند. ترشدن یک سطح وابسته به کشش سطحی میان مایع ترکننده، جامد ترشونده و فاز گازی اطراف آن است. علاوه بر این سه عامل که توسط برهمکنش‌های مولکولی ایجاد می‌شوند، زبری سطح یا ساختارهای خاص سطحی نیز نقشی کلیدی در پدیده ترشدن ایفا می‌کند. سطوح را می‌توان به دودسته آب‌گریز و آب‌دوست تقسیم‌بندی کرد. انواع مختلف پلاستیک‌ها مخصوصاً آن‌هایی که دارای تعداد زیادی کربن فلوئوره هستند (مثل تفلون) جزء معروف‌ترین سطوح آب‌گریز محسوب می‌شوند. سطوح آب‌دوست معروف نیز شامل سطوح فلزی و شیشه‌های معمولی هستند که این سطوح به‌طورمعمول تمایل بیشتری به ایجاد پیوند با مواد جذب‌شده دارند اما سطوح آب‌گریز تمایلی به ایجاد چنین پیوندی ندارند.

ایجاد ناهمواری‌های نانو و میکرومتری با استفاده از یک پوشش آب‌گریز، سبب می‌شود آلودگی‌های سطح به‌راحتی در حضور آب از روی سطح آب‌گریز لیز خورده و جدا شود و به‌این‌ترتیب سطح تمیز باقی بماند.

خاصیت اَبَر آب‌گریزی، اصطلاحاً به اثر نیلوفر آبی (lotus effect) معروف است. این خاصیت در برگ گل نیلوفر آبی به دلیل وجود برجستگی‌های فوق‌ریز بر روی برآمدگی‌های میلی‌متری است. وجود برآمدگی‌های میکرومتری در ساختار این برگ سبب حبس شدن مقادیر زیاد هوا در فواصل این برآمدگی‌ها در زمان تماس با آب می‌شود.

از سوی دیگر وجود واکس طبیعی بر روی این برگ سبب ایجاد خاصیت اَبَر آب‌گریزی این سطح می‌شود. آلودگی سطوح اَبَر آب‌گریز (سوپرهیدروفوب) یا سطوح دارای اثر نیلوفر آبی بسیار کمتر از سطوح دارای انرژی سطحی بالاست. به‌علاوه، ذرات آلاینده‌ای که به سستی با این سطوح پیوند یافته‌اند، به‌راحتی با ترشدن (مثلاً در اثر بارش باران) پاک می‌شوند.

وضعیت ترشوندگی توسط زاویه تماس آن سطح با قطره روی آن تعیین می‌شود. زاویه تماس صفر درجه، معادل ترشوندگی کامل است. در مورد آب این حالت به نام اَبَر آب‌دوستی یا ترشدگی کامل نامیده می‌شود. زاویه تماس بیش از 90 درجه بیانگر آب‌گریز بودن است و سطوحی اَبَر آب‌گریز نامیده می‌شوند که دارای زاویه تماس بسیار بزرگی (بیشتر از 150 درجه) هستند.

در حال حاضر بیش از 200 نوع سطح اَبَر آب‌گریز طبیعی شناسایی شده‌اند که در اثر ترکیبات شیمیایی موجود بر سطح و یا ریخت‌شناسی (مورفولوژی) ویژه سطحشان همواره تمیز باقی می‌مانند.

از دیگر نمونه‌های سطوح اَبَر آب‌گریز طبیعی می‌توان به برگ گیاه برنج اشاره کرد. این برگ ساختاری شبیه نیلوفر آبی دارد با این تفاوت که در نیلوفر آبی پرزهای سطحی به‌صورت یکنواخت بر سطح توزیع شده‌اند؛ حال‌آنکه در برگ برنج این پرزها فقط در جهت موازی با لبه برگ آرایش یافته‌اند. به دلیل نحوه آرایش خاص پرزها، قطره آب در راستای پرزها به‌راحتی لیز می‌خورد و به همین دلیل این برگ از خاصیت اَبَر آب‌گریزی جهت‌دار برخوردار است.

شایان‌ذکر است که استفاده از موادی نظیر ترکیبات فلوئوروکربن در پوشش، زاویه تماس حدود 120 درجه را ایجاد و این سطوح را آب‌گریز می‌کند. همچنین با روکش دهی تفلون بر روی توده‌ای از نانولوله‌های کربنی که به‌صورت هدفمند رشد یافته‌اند، یک سطح اَبَر آب‌گریز ایجاد می‌شود.

حوزه تخصصی :

شیمی , نانو , مواد – سرامیک , مواد – کامپوزیت , مواد – متالورژی

شرح نیاز فناورانه :

 

در اثر باقی ماندن قطرات آب بر روی سطوح کاشی و سرامیک و بخار شدن این قطرات، رسوبات محلول در آب بر روی سطوح مذکور باقی می‌ماند که این امر یکی از عمده‌ترین دلایل آلودگی سطوح کاشی و سرامیک می‌باشد و پس از مدتی باعث خوردگی سطوح و از بین رفتن جلا، زیبایی و استحکام این سطوح می‌شود. درصورتی‌که از باقی ماندن این قطرات روی سطوح کاشی و سرامیک در طول زمان جلوگیری نماییم، آلودگی‌های مذکور کمتر ایجاد می‌شود و سطوحی تمیزتر خواهیم داشت.

یکی از روش‌هایی که می‌توان با آن مانع از باقی ماندن این قطرات روی سطوح شد، اعمال پوشش‌های آب‌گریز کننده می‌باشد. سطوح آب‌دوست به‌طورمعمول تمایل بیشتری به ایجاد پیوند با مواد جذب‌شده دارند و سطوح آب‌گریز تمایلی به ایجاد چنین پیوندی ندارند. متأسفانه بسیاری از مواد، همانند شیشه و فلز در دسته آب‌دوست‌ها قرار می‌گیرند. این سطوح به دلیل انرژی سطحی بالایشان به‌آسانی لکه می‌گیرند. انرژی سطحی یک فلز تمیز بسته به میزان تمیز بودن آن به‌راحتی به 1000 میلی نیوتون بر متر می‌رسد (انرژی سطحی آهن حدود 2500 میلی نیوتون بر متر است) در مقابل، انرژی سطحی تفلون تنها معادل 18 میلی نیوتون بر متر است. به همین دلیل تلاش‌های زیادی برای کاهش کشش سطحی سطوح مختلف جهت تمیز بودنشان صورت گرفته است.

پوشش‌های سوپرهیدروفوب کاشی و سرامیک می‌توانند با ایجاد خاصیت آب‌گریزی و آنتی باکتریال و ضدقارچ، سطح را در برابر اثر هرگونه کثیفی، چربی، لکه و تغییر رنگ در مدت‌زمان طولانی مقاوم نمایند و به دلیل خاصیت آب‌گریزی خود از رسوب‌گیری سطوح جلوگیری کنند و با دفع انواع مایعات، مانع ورود گردوخاک به درزها و سطوح گردند.

در کاشی و سرامیک‌های موجود در سرویس‌های بهداشتی، منافذ نامرئی و میکروسکوپی دارند که با چشم غیرمسلح نمی‌توان آن‌ها را دید. باکتری‌ها و ذرات ریز می‌توانند به‌راحتی در آن‌ها نفوذ کرده و باقی بمانند و برای تمیز نگه‌داشتن آن‌ها باید مواد شوینده شیمیایی به‌طور منظم مورداستفاده قرار گیرد که استفاده از مواد شوینده و ضدعفونی‌کننده شیمیایی جهت شستشوی سطوح سرامیکی آسیب‌های جدی از قبیل حساسیت‌های شدید پوستی و ریوی به بدن انسان وارد می‌آورد.

با استفاده از پوشش‌های آب‌گریز، مواد شوینده اسیدی و شیمیایی به‌طور کامل حذف می‌گردند و تمیز کردن سطوح آسان خواهد شد. کاربرد این پوشش‌ها، بر روی تمامی سطوح از قبیل کاشی و سرامیک، سرویس بهداشتی، وان حمام، روشویی و استفاده در منازل شخصی، بیمارستان‌ها، مکان‌های تفریحی و ورزشی و عمومی،کشتارگاه‌های صنعتی، کارخانه‌های مواد غذایی، استخر و سونا است، لذا این شرکت بزرگ تولید کاشی و سرامیک در نظر دارد در زمینه ایجاد پوشش‌های سوپرهیدروفوب (اَبَر آب‌گریز) در سطوح کاشی و سرامیک با دارندگان این فناوری تعامل و همکاری نماید.

فازهای پروژه و یا برنامه اجرایی :

 

  • فاز اول - دریافت پروپوزال‌ها (حداکثر 8 دی‌ماه 95)
  • فاز دوم- داوری پروپوزال‌ها و تعیین پروپوزال منتخب (حداکثر 30 دی‌ماه 95)

حوزه های کلیدی موفقیت :

 

راه‌حل‌ها و پیشنهادها باید الزامات زیر را رعایت نمایند:

  • ایجاد خاصیت اَبَر آب‌گریزی روی سطح (زاویه تماس قطره با سطح از حدود 35 به حدود 100 درجه برسد)
  • مقاومت بالای سطوح اَبَر آب‌گریز در مقابل سایش فیزیکی و شست‌وشوی مکرر
  • مقاومت بالای سطوح در برابر عوامل شیمیایی، حلال‌های آلی، اسید، باز و پرتوهای قوی و گرمایی
  • چسبندگی مناسب پوشش با سطح کاشی و سرامیک
  • دارای طول عمر مناسب کاشی
  • سهولت اجرا در فرآیند تولید کاشی
رویکردهای قابل بررسی :

 

  • ایجاد یک پوشش نانومتری با خاصیت اَبَر آب‌گریزی با زاویه تماس بیش از 120 درجه که از پهن‌شدگی قطره آب روی سطح جلوگیری کند.
  • ایجاد زبری (ناهمواری) سطح و اصلاح سطح ناهموار با استفاده از مواد با انرژی سطحی اندک.

رویکردهای غیر قابل قبول :

 

  • ایجاد واکنش شیمیایی بین پوشش به‌کاربرده شده و سطح سرامیک
  • عدم چسبندگی مناسب بین پوشش و سطح
  • هزینه‌های گزاف تولید و غیراقتصادی بودن محصول نهایی
  • تداخل با خط تولید کاشی و سرامیک
  • افزایش شکنندگی و سایندگی کاشی

نوع همکاری مطلوب :

 

  • خرید تضمینی خدمت

موارد مورد نیاز در پیشنهادات :

 

کلیه موارد زیر در طرح ارائه شده باید مشخص شوند:

  • شرح دقیق جدول زمان‌بندی و مراحل طراحی، ساخت، تست و تحویل
  • شرح هزینه‌های موردنیاز تولید و ساخت
  • وضعیت مالکیت فکری طرح
  • سطح بلوغ طرح (مفهوم، پروتوتایپ، آماده تجاری‌سازی، تجاری شده)
  • پیش‌زمینه‌ها، تجارب و تخصص‌های مرتبط با مسئله موردنظر
  • نوع همکاری مورد تمایل با شرکت متقاضی
  • توصیف تیم/ سازمان (رزومه علمی و اجرایی تیم یا فرد)

درجه اهمیت :

مهم

کلیه فناوران، شرکت های دانش بنیان، دانشگاه ها، پژوهشگاه ها و سایر شخصیت های حقیقی و حقوقی فعال در این زمینه می توانند پیشنهادهای خود را از طریق سایت(روی لینک پاسخ در انتهای این صفحه کلیک کنید) یا پست الکترونیک Proposal@boomerangtt.com ارسال نمایند.

همچنین به منظور کسب اطلاعات بیشتر با شماره های  02188398563 – 02188398543 تماس حاصل فرمائید.

تاریخ عنوان فایل عملیات
95/08/26 RFP دانلود فایل
ارسال پاسخ