دور المواد النسيجية وتقانة النانو في تطوير العزل الحراري للأبنية الحديثة

الملخص

دور المواد وتقانة النانو في تطوير العزل الحراري للأبنية الحديثة التي تتعلق بالبحث عن    مواد تتطلب تطبيقاتها تجارب عالية الأداء، وكلمة نانو تعني للوهلة الأولى أبعاد أصغر من

 (100 nm)، إذاً تختلف خواص المواد النانوية عن خواص المواد التقليدية سواء كانت مركبة أم من مصدر أو مكون واحد، فعندما توزع الإجهادات الميكانيكية والحرارية والكيميائية على مستوى (1 nm) ستزداد جودة ومتانة ومقاومة المنتج عما هو عليه سابقاً، أي أن السطوح البينية بين الأطوار في البنية ستزداد، وستصبح المنتجات النهائية عالية الأداء.

يمثل هذا البحث خطوة مميزة ضمن إطار الأبحاث المتعلقة بدراسة المواد المركبة والذكية والمعززة بحبيبات نانوية ذات فراغات مسامية والتي تكون أيضاً نانوية الأبعاد/مع البوليمير ومع المنسوجات التقنية كالألياف الزجاجية والبازلتية على وجه الخصوص، بهدف تحسين الخواص الميكانيكية والحفاظ على الخواص الحرارية في آنٍ واحدً، أيضاً وبفضل مرونة مراحل التحضير الأولية وباستخدام تقنيات كالغزل الكهربائي لتحضير ألياف نانوية أو مع جملة من المضافات والمواد الخاصة التي تلعب دوراً فعالاً بما يخدم التطبيق المطلوب في إمكانية العزل الحراري للأبنية، وفي تطبيقات الهندسة المدنية (إعادة الإعمار) وهندسة علم المواد باستخدام تقنيات عديدة منها التغطية بالرذاذ.

أمكن في هذا البحث تحضير خمس عينات من المواد النسيجية المركبة والمعززة بالحبيبات النانوية ومادة فوم البولي يوريثان الصلب مغلق الخلايا، ثم تم حماية المواد بطبقة من الإيبوكسي المستخدم في الطلاءات، تم اختيار الأقمشة والألياف التي تحوي في بنيتها على نسب مرتفعة من أوكسيد السيليكون (SiO2)، وهي في الزجاجية نوع (E) (54%)، وفي البازلتية تصل حتى (65%)، استخدمت أقمشة ثلاثية وثنائية الأبعاد، ومن الدراسات المرجعية اعتمدت النسبة (7% وزناً) لكمية الحبيبات النانوية والمسامية البنية من السيليكا، كنسبة كافية وفعالة وظيفياً واقتصادياً لتخفيض معامل انتقال الحرارة ضمن المجال (0.028-0.088 w/m.k)، كما لعبت السماكة دور كبير في العزل الحراري، بما يتوافق مع متطلبات الدليل الشامل لمنتجات عزل الأبنية.