چکیده
باتوجه به افزایش روز افزون تولید گازهای گلخانه‌ای و گرم شدن کره زمین و به خطر افتادن محیط زیست از يك سو واز سوي ديگر اهمیت پایداری انرژی و تولید انرژی‌های پاک، حضور معماری در این عرصه بسیار مهم و قابل توجه است. امروزه معماری پایدار در تمام زمینه‌های مربوطه از مسایل روز دنیای معماری است که فناوری نانو در این زمینه نقش پررنگی را بخصوص از طریق مواد و مصالح مصرفی ساختمان می‌تواند ایفا کند.
خلق پوشش‌هایی به ضخامت یک اتم متشکل از ابرمتریال‌های انرژی‌زا که هم چون لباسی، ساختمان را در بر خواهند گرفت، معماران را قادر می‌سازد ساختمان‌هایی پیچیده با قوس‌هایی ظریف طراحی کنند که حمل کننده‌ي باتری‌های خورشیدی هستند؛ استودیوهای شخصی و تلفن‌های خورشیدی می‌توانند انرژی (لباس ساختمان) را برای شارژ باتری‌های خود در اختیار بگیرند.
نانوکامپوزیت‌ها که از متریال‌های رایج مانند استیل، بتن، شیشه و پلاستیک به دست می‌آیند، کارایی، پایداری و نسبت طول به وزن مصالح را بهبود می‌بخشند. نانولوله‌های کربنی، نورپردازی کوانتوم دات‌ها و نانوسنسورها در تعامل با یکدیگر محیط را حس می‌کنند، برنامه‌ریزی می‌شوند، انرژی را به هم تبدیل می‌کنند و در نهایت با هم ساختمانی قوی‌تر، باهوش‌تر و با حساسیت محیطی بیشتر تولید خواهند کرد.
یک ساختمان هوشمند، ساختمانی است که خود فکر می‌کند و با سنجیدن نیازهایش، در جهت رفع آن گام برمیدارد؛ همچنین ضمن بررسی و درک وضعیت خود و برآورد میزان سالم بودن، در صورت نیاز، تعمیرات لازم را به‌عمل می‌آورد. نانوساختارها تلاش بی‌وقفه طراحان و معماران برای رسیدن به فرم‌های جدید، سازگار با محیط و عملکردگرا را به نتیجه می‌رسانند. این یک رویای علمی-تخیلی نیست، زیرا علم نانو خیلی سریع‌تر از یک واقعیت رخ خواهد داد.
معماری سنتی، وابسته و محدود به چند عامل مهم است: نیروهای طبیعی، فرهنگ بشری و نیازهای طبیعی وی. اما این مباحث در معماری مدرن، و با استفاده از فناوری نانو قابل رفع خواهند بود. بدین ترتیب که: نیروهای طبیعی که روزگاری مایه وحشت انسان بودند، عاملی هستند که وی انرژی مورد نیاز زندگی خود را از آنها تامین خواهد کرد. زلزله و نیروهای مکانیکی و مخرب، می‌تواند در ساختمان ذخیره شود؛ همانطور که انرژی جنبشی، در یک فنر بصورت پتانسیل آن در می‌آید، زلزله یا حرکت جانبی ساختمان، بطور نمونه در پیزوالکتریک‌‌ها ذخیره گشته و در ساختمان استفاده می‌شود. هم چنین مصالح جدید، دیگر در مقابل زلزله پایداری نخواهند کرد، بلکه با آن هماهنگ می‌شوند. مواد نورتاب لومینسانس انرژی وارده را در طول موج‌های قابل رویت بازتاب می‌دهند و انرژی باد در ساختمان‌های بلند، نه تنها نگرانی در پی ندارد بلکه انجام تهویه هوا را به عهده خواهد داشت.
آئروژل‌های متخلخلی که امروزه به عنوان عایق در ساختمان‌ها استفاده می‌شود تنها نمونه ای آغازین از توانایی نانوکریستال‌های سنتز شده از طریق تکنیک سل-ژل محسوب می‌شوند که نقشی فراگیر در جهت مباحث پایداری و زیست محیطی برعهده خواهند گرفت. همچنین نقشی دیگر از آنها در شیشه‌های هوشمند است که در هنگام تابش شدید نور آفتاب تیره و مات می‌شوند و هنگام تابش ضعیف تر شیشه‌ها روشن‌تر می‌شوند. بدیهی است این مکانیزم ساده تحولی عظیم در بهینه‌‌سازی و پایداری شرایط آسایش ایجاد کرده و همچنان خواهد کرد. نور خورشید، این منبع گرما و روشنایی، دیگر طراح را به فکر نخواهد داشت که بر اساس نورگیری ساختمان، فضاها را چیدمان کند؛ بلکه وی را آزاد خواهد گذاشت تا علاوه بر طرح آزاد، نیازی به سیستم برق رسانی نداشته باشد.
یکی از جالبترین دسته‌های مواد هوشمند که بسیار هم مورد توجه قرار می‌گیرد مواد با قابلیت تغییر رنگ (کرومیک) نام دارد. نکته ای که باید در این زمینه دقت کنیم این است که در واقع تغییر رنگی که از آن نام می‌بریم در واقع تغییر خصوصیات نوری این مواد مانند ضریب جذب، قابلیت بازتاب و یا شکست است. در واقع چیزی که ما از رنگ می‌دانیم به منبع نور و طبیعت چشم‌هايمان مربوط است و این تغییر رنگ در اثر یک تغییر ساختار در این مواد است.
فناوری نانو از طریق نانوتیوب‌های نیمه هادی، نانووایرها، یا نانوذرات قرار داده شده در یک پلاستیک رسانا، سلول‌های خورشیدی برایمان می‌سازد که ما را به بیشترین مرز پایداری اقتصادی (از طریق کاهش وزن، ضخامت و در نهایت هزینه تولید) و زیست اقلیمی (استفاده از منابع انرژی پاک و غیرآلاینده) سوق می‌دهد.
در اغلب مواردی که دسترسی به منابع جدید به حداقل می‌رسد، روش‌هایی کشف می‌شوند که با آنها می‌توان ساختمان‌هایی که برای یک منظور ساخته شده‌اند را برای مقاصد دیگر نیز بکار برد؛ با این حال بعضی تغییرهای ضروری می‌توانند باعث تغییر شکل اصلی سازه یا ساختمان شوند . نانوتک می‌تواند با تغییر مصالح، تغییر کاربری و در نتیجه تغییر فضا را شامل شود. می‌توان با فناوری نانو عمر کلیسای جامع میلان وگنبد برونلسکیرا تضمین نمود و برج کج پیزا را صاف کرد.
پوشش‌های نانویی ونانو روبات‌‌ها از ساده‌ترین نتیجه‌های نانو هستند که می‌توانند درک کنند یا به محیط اطرافشان واکنش نشان دهند. متریال‌هایی که در برابر حرکت، تغییراتی در آنها رخ می‌دهد، حسگرهایی که روز به روز کوچکتر می‌شوند و نانو کامپوزیت‌هایی که خودشان را ترمیم می‌کنند.
با ورود مصالح جدید به تکنولوژی ساختمان، سازه‌هایی خواهیم داشت که تحت تاثیر تغییر آرایش (خودآرایی) اتم‌ها در مقیاس نانو، معایبی چون خورندگی‌های شیمیایی در آنها مفهومی نخواهد داشت؛ بنابراین پدیده‌هایی نظیر باران‌های اسیدی، مکانیزم‌های شیمیایی حین اجرا و ساخت و دمای هوا دیگر به عنوان عوامل مخرب و محدود کننده مطرح نخواهند بود.
در این مقاله به تاثیرات فناوری نانو در بتن و شیشه های ساختمانی پرداخته شده است.
جهت دریافت کامل مقاله با شماره های داخل سایت ارتباط بر قرار کنید و یا به اینستاگرام مدیر پیج مراجعه بفرمایید .