فناوری نانو می‌تواند به مقاوم‌سازی بتن‌ها كمك كند و همچنین روكش‌های ضد خوردگی فولاد با استفاده از این فناوری تولید می‌شود.
یكی از روش‌های محافظت از بتن‌های در معرض شرایط محیطی خورنده، مانند محیط‌های دریایی، استفاده از روكش هایی است كه نفوذ عوامل مخرب خارجی را به درون بتن سد می‌كنند.
این روكش‌ها عموملا خاصیت آب‌گریزی دارند و از این رو كار كردشان كمی با روكش‌های سنتی موجود متفاوت است.
همچنین می‌توان از این روكش‌ها جهت پوشش‌دهی سطح لوله‌های بتنی به كار رفته در فاضلاب (كه در معرض محیط‌های خورنده بیولوژیكی هستند) و یا شمع‌های بتنی و بسیاری موارد دیگر استفاده كرد.
شركت آلمانی Basf محصولی با نام تجاری Emaco nanocrete تولید كرده است كه با اضافه شدن به ملات تعمیرات، بتن را ترمیم می‌كند. استفاده از این مواد علاوه بر افزایش استحكام بند‌كشی، تراكم و نفوذ‌پذیری را بهبود می‌دهد و با كاهش زمان، كاهش هزینه‌ها را نیز در بر دارد.
پوشش‌های نانو كامپوزیتی مهندسی تولید شده با استفاده از نانو ذرات سرامیكی كه توسط شركت آلمانی Inocermic Gmbh به بازار عرضه شده است نیز پوشش‌های مقاومی برای بتن ایجاد می‌كند.
این پوشش خلل و فرج سطح بتن را پر كرده و براق می‌كند و علاوه بر این در برابر شرایط بد آب و هوایی، حلال‌ها، پاك‌كننده‌های صنعتی و خوردگی مقاوم است.
روكش‌های ضد خوردگی فولاد
یكی از معضلات اصلی در رابطه با به كارگیری قطعات از جنس فولاد ضد زنگ، مسأله خوردگی است. این مقوله به خصوص در محیط‌های ساحلی و رطوبت خیز، اغلب باعث ایجاد تغییر رنگ قطعه به قهوه‌ای یا جلبكی می‌شود؛ چرا كه در شرایط مرطوب و ساحلی، آلودگی نمك در ساحل باعث خوردگی لایه آخر فولاد شده و لایه‌های بعدی به رشد لكه‌های جلبكی كمك می‌كنند.
البته ممكن است كه این زنگ‌زدگی ساحلی در كوتاه مدت روی ساختار یا طول عمر این مواد تأثیر‌گذار نباشد، اما حداقل روی زیبایی بصری طراحی سازه‌ای ساحلی مؤثر است.
تركیبات نانویی توانسته‌اند با ایجاد خواص ضد خوردگی و دافع رطوبت، این معضل را حل كرده و هزینه‌های تعمیر و نگهداری این سازه‌ها را كه به علت خوردگی و زنگ‌زدگی تحمیل می‌شوند، را كم كنند.
شركت Nanovations استرالیا پوشش‌هایی با نام Nh۲۰۱۵ در بازار عرضه كرده است كه بدون مواد نفتی است و ضمن از بین بردن همه لكه‌ها و خوردگی‌هاف سطح را بسیار صیقلی كرده و از خوردگی و ایجاد لكه‌ها تا چندین سال حفظ می‌كند.
فناوری Liquid nanotechnology پوششی است كه توسط شركت Ecology Coating در آمریكا توسعه داده شده است و سطوح فلزی را در برابر اشعه UV مقاوم می‌كند كه و در نتیجه لایه رویی فلز خورده نمی‌شود.
شركت Henkel آلمان توانسته است مواد نانوسرامیكی را جهت پوشش دهی فلزات به خدمت بگیرد.
این مواد كه با نام تجاری Bonderite nt به بازار عرضه شده‌اند كه در دمای اتاق و به راحتی و بدون زیر‌سازی روی فلزاتی از جمله فولاد، روی و آلمینیوم می‌توان به كار برد. استفاده از این پوشش باعث افزایش فوق‌العاده مقاومت در برابر خوردگی می‌شود.
● عایق حرارتی نانویی به صورت رنگ
پوشش‌های با بهره‌گیری از فناوری نانو، انقلابی در صنعت عایق كاری و محافظت از خوردگی در سطح جهانی پدید آمده وب ا خواص منحصر به فرد خود، از اتلاف انرژی و منابع ملی جلوگیری می‌كند و با هزینه مناسب می‌تواند جایگزین عایق‌های سرد و گرم موجود و پوشش‌های ضد خوردگی فعلی باشد.
عایق حرارتی نانو ماده جدیدی از فناوری نانو است كه محافظ و عایق حرارتی مناسبی در مقابل هر ۳ نوع انتقال گرما شامل تشعش، جابجایی و همرفتی است.
خصوصیت ویژه این محصول، مایع بودن آن است كه امكان استفاده از آن را بر روی سطوح فلزی و غیرفلزی توسط پیستوله، برس و رول‌های نقاشی فراهم می‌كند و با صرف هزینه نسبتاً كمی، می‌توان حتی از آن در ساختمان‌های در دست بهره‌برداری نیز استفاده نمود و هیچ گونه تغییر ظاهری نیز در تركیب ساختمان ایجاد نمی‌كند.
شركت آمریكایی Industrial nanotech این امكان را فراهم كرده است كه با رنگ كردن، عایق كاری صورت گیرد.
این شركت محصولی را با نام تجاری Nannsulate تولید كرده كه برای عایق كاری تأسیسات، لوله‌ها و مخازن به كار می‌رود و همچنین محصولات مشابهی برای مصارف خانگی به بازار عرضه كرده كه با استقبال باورنكردنی مواجه شده است.
این رنگ به روش‌های بسیار ساده اسپری، رول یا قلم‌مو اعمال می‌شود و از ورود و خروج گرما و سرما از مكانی به مكان دیگر جلوگیری می‌كند.
شركت آمریكایی Inframat corporation یك روكش سرامیكی متخلخل عایق حرارتی به صورت اسپری حرارتی از جنس زیركونیوم پایدار شده با ایتریوم را برای موتورهای توربین گازی صنعتی و هواپیماها تولید می‌كند تا قطعات فلزی داغ را از گاز داغ جدا كند.
شركت آمریكایی Mascoat products از سرامیك‌های در ابعاد میكرو برای تولید عایق‌های حرارتی و ضد خوردگی كه اسپری می‌شوند، استفاده می‌كند.
● سیمان و بتن بهبود یافته با استفاده از فناوری نانو
امروزه سیمان با توجه به كاربردهای مختلف و مصارف گوناگون، نقش مهمی در زندگی بشر ایفا می‌كند. از سوی دیگر مسأله زمان نیز از موضوعات اقتصادی حائز اهمیت برای صاحبان صنایع به شمار می‌آید و كاهش زمان ساخت و ساز، صرفه اقتصادی قابل توجهی را به دنبال خواهد داشت.
با توجه به رشد سریع تحقیقات علمی و عملی علوم و فنون نانو در تمامی علوم و صنایع، باید اذعان داشت كه توجه كمی به كاربردهای این پدیده در استفاده از سیمان و تركیبات آن شده است.
ولی اخیراً توجه به استفاده از تقویت كننده‌ها و استحكام دهنده‌های مدرن در مصالح ساختمانی، موج جدید علم نانو نیز با شتاب فزاینده‌ای صنایع مرتبط با سیمان را در بر گرفته است.
روش‌ها و مواد مختلفی با استفاده از علم نانو برای رفع مشكلات موجود در زمینه سیمان و بتن پیشنهاد و به كار گرفته شده‌اند.
از جمله استفاده از نانو سیلیس كه متشكل از ذراتی است كه دارای شكل گلوله‌ای بوده و با قطر كمتر از ۱۰۰ نانومتر یا به صورت ذرات خشك پودر یا به صورت معلق در مایع محلول، قابل انتشار است.
البته مایع آن معمول‌ترین نوع محلول نانوسیلیس است و البته نانوسیلیس معلق خواص چند منظوره از خود نشان می‌دهد مانند سرعت بندش بسیار بالا، خاصیت ضد سایش، ضد لغزش، ضد حریق و ضد انعكاس سطوح كه در نتیجه از این روش در ساخت تونل، آب‌بندی، معدن‌كاری و تثبیت شیب‌ها استفاده می‌شود.
روش دیگر استفاده از نانو لوله‌های كربنی است. آنها به عنوان یك نسل جدید از نانو كامپوزیت‌های چند منظوره می‌توانند در نقش الیاف مسلح كننده مناسب مواد، مورد استفاده قرار گیرند.
به طور كلی استفاد از نانو ذرات از جمله نانو لوله‌ها در بتن، هر چند كه در واكنش‌های هیدراتاسیون شركت نكنند. به طور كلی استفاد از نانون ذرات از جمله نانولوله‌ها در بتن، هر چند كه در واكنش‌های هیدراتاسیون شركت نكنند، به دلیل نقشی كه به لحاظ فیزیكی در پر نمودن حفره‌های بسیار كوچك خمیر سیمان دارند، می‌توانند تأثیر مناسبی در بهبود زیر ساختار و در نتیجه خواص مقاومتی و دوامی بتن داشته باشند.
بنابراین نانو لوله‌های كربنی از اجزای كلیدی به دست آوردن هدف اصلی ذكر شده در فوق به عنوان مصالح ساختمانی با عملكرد بالای چند منظوره را بازی می‌كنند.
در روش دیگر استفاده از ذرات سیمان در ابعاد نانو است، چرا كه كاهش اندازه ذرات سیمان تا ابعاد نانو مقیاس، موجب تسریع در سفت شدن آن می‌شود و لذا واكنش‌پذیری اولیه آن ۱۰ برابر بیش از سیمان‌هایی است كه به روش‌های معمولی تهیه شده‌اند؛ البته این سیمان بسیار متخلخل بوده و پایداری‌اش نسبت به سیمان‌های معمولی كمتر است و هنوز برای كارهای ساختمانی مدرن كه مستلزم تحمل بار زیاد است، مناسب نیست.
لذا از این نانو سیمان در نوسازی یا عایق‌كاری كاربردهایی كه نیاز چندانی به استحكام در برابر فشردگی ندارند و تركیب آنها با مواد معمولی به بهبود سخت‌شدگی آنها كمك می‌كند، استفاده می‌شود، همچنین این سیمان در كاربردهای هزینه بر كوچك مقایس به ویژه اتصالات ساختمانی یا به صورت تركیبی با فرمول‌ها موجود كه به تسریع كار آنها كمك می‌كند. نیز كاربرد دارد.
در مورد بتن به طور خاص، علاوه بر عملكرد با دوام و خواص مكانیكی بهتر، می‌توان به بتن با عملكرد بالای چند منظوره ( Mhpc) خواص دیگری را اضافه نمود، از جمله می‌توان خاصیت الكترومغناطیسی، و قابلیت به كارگیری در سازه‌های اتمی ( محافظت از تشعشعات) و افزایش مؤثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمان را نام برد.
شركت سوئدی Nano Product Corp از نانو ذرات سیلیكات كلسیم در سیمان استفاده كرده است و سیمان حاصل قابلیت كاربردی در دماهای بالا را دارد كه در چاه‌های عمیق نفتی و چاه های ژئوترمال به كار برده می‌شود.
شركت Industrial Specialties محصول نانو افزودنی Cembinder را تولید می‌كند كه از سیلیكای آمورف در ساختن آن استفاده شده و به واسطه دانه ریز بودن ذرات تشكیل دهنده‌اش، خواص ویژه‌ای از لحاظ پایداری، كیفیت و قابلیت استفاده شده، به سیمان چاه‌ها می‌دهد.
همچنین دوغاب سیمان حاصل، كاملا پایدار می‌شود و آب اضافی حذف می‌گردد.
ضمنا با توج به داشتن وزن مخصوص مناسب Cembinder در دوغاب‌های سبك، بسیار عالی عمل می‌كند.
در حفاری آب‌های عمیق و بسیار عمیق نیز كه دمای سطح زمین پائین است، Cembinder خواص مطلوبی از جمله تراكم پذیری اولیه و زمان‌بندش مناسب به سیمان می‌دهد و لذا با توجه به اینكه زمان بندش سیمان حاصل كاهش می‌یابد WOC كمتر شده و حفاری بیشتری ادامه می‌كند.