Nano Teknolojik Kaplamaların Çalışma Prensibi

1. Nano ne demektir? Nanoteknoloji nedir? Hangi sektörlerde ne amaçla kullanılır?

Nano, herhangi bir ölçünün milyarda birini ifade etmek için kullanılan bir ön ektir. Örneğin bir metre, bir milyar nanometreden oluşur.

Nanoteknoloji ise kimya, teknoloji, mühendislik gibi çeşitli disiplinlerde gözle görülemeyecek kadar küçük “nano” ölçülerle gösterilen faaliyetlere verilen genel isimdir. Nanoteknoloji çalışmalarının temelini, 100 nanometre ve daha küçük boyutlardaki nano-partiküller (nano parçacıklar) oluşturur. Bir saç telinin yaklaşık 80,000’de 1’ine denk gelen bu ölçekte gerçekleştirilen işlem ve tasarımlar, nanoteknolojinin başlıca çalışma alanıdır.

Nanoteknoloji, tıptan mühendisliğe, kimyadan tarıma birçok sektörde uygulanmaktadır. Sağlık sektöründe nanopartiküller hastalıkların teşhis ve tedavisinde kullanılabilirken, nanoteknolojiyi sürdürülebilir enerji alanına da uygulayarak çevre dostu çözümler yaratılabileceği öngörülmektedir. Bunun yanı sıra günümüzde nanoteknoloji endüstriyel sektörde ve nihai ürünlerin üretiminde de son derece yaygın olarak kullanılmaktadır.

Nanoteknolojinin günlük hayatımızda taşıdığı öneme bazı örnekler vermek gerekirse; gıda paketleme malzemelerinin daha uzun ömürlü, elektronik cihazların daha hafif, güneş kremlerinin UV ışınlarına karşı daha etkili, yapay kemiklerin daha güçlü, araç yüzeylerinin dış etkenlere daha dayanıklı hale gelmesi, nano teknolojik uygulamalarla mümkün olmaktadır.

2. Nano teknolojik nano-kaplamalar nelerdir?

Nano-kaplama, nanoteknoloji prensipleri kullanılarak geliştirilen, gözle görülemeyecek kadar ince katmanlara verilen addır. Yüzeyler bu katmanlarla kaplandığında çeşitli özellikler kazanır. Bu özelliklerden bazıları:

• Su ve yağ iticilik
• UV ışınlarına karşı dayanıklılık
• Darbe, çizilme, küflenme, solma, paslanma gibi sorunlara karşı dayanıklılık
• Bakteri oluşumunun önlenmesi
• Zararlı kimyasallara karşı dayanıklılık

Yüzeylerin işlevselliğini artıran bu özellikler nedeniyle nano-kaplamalar, çeşitli materyal, ürün ve yapıların kullanımını kolaylaştırmak ve ömrünü uzatmak amacıyla yaygın olarak uygulanır.

3. Nano-kaplamaların faydaları nelerdir?

Nano-kaplama uygulanan yüzeyler, materyalin yapısına bağlı olarak sıvı ve leke tutmama, çiziklere ve kimyasallara karşı dayanıklılık gibi nitelikler kazanır. Bu nitelikler sayesinde tüketiciler nano-kaplama uygulanan ürünleri daha rahat ve endişesiz bir şekilde kullanabilir, kişisel eşya ve ev/araç yüzeylerinin ömrünü uzatabilir, böylece satın aldıkları ürünlerden maddi anlamda daha fazla verim alabilir. Nano-kaplamalar sayesinde temizliği çok daha kolaylaşan bu ürünler dış etkenlere karşı dayanıklı hale gelerek kullanıcıların ürün bakımına ayırdıkları zamanı ve gösterdikleri çabayı azaltır. Kişisel önem taşıyan eşyalar hem daha uzun süre yeni kalır, hem değer kazanır.

4. Hidrofobi ve Lotus etkisi nedir? Nano-kaplamaların bu amaçla kullanım alanları nelerdir?

Hidrofobi, temelde su iticilik özelliğine verilen addır. Nano-kaplamalar uygulandıkları yüzeylere hidrofobi özelliği kazandırır. Böylece yüzeyler su itici hale gelerek kolay temizlenir, leke ve kir tutmaz.

Lotus etkisi ise adını lotus çiçeğinden almaktadır. Ülkemizde yaygın olarak bilinen nilüfer çiçeğine oldukça benzer özellikler gösteren lotus bir su bitkisidir ve yapraklarının su ve toz tutmamasıyla bilinir. Buğday, mısır gibi başka bitkilerde de gözlemlenen hidrofobi özelliği, yaprakların temiz kalmasını sağlar. Nano-kaplamaların yüzey yapısı bu yaprakların doğal yapısından esinlenerek geliştirildiği için uygulandığı yüzeylere kazandırdığı su iticilik ve kolay temizlenme nitelikleri Lotus etkisi olarak bilinir.

Nano-kaplamalar, bu amaçla tekstil, cam, seramik, metal, ahşap ve mineral gibi farklı yüzeylere uygulanabilir. Değerli giysilerin ve ayakkabıların sıvı ve leke tutmasını engellerken, aynı zamanda araçların boyalı yüzeylerine ve camlarına, ahşap mobilyalara, tekne döşemelerine ve günlük hayatta kullanılan daha birçok yüzeye uygulanarak hidrofobi özelliği ve lotus etkisi gibi özellikler sağlamak için kullanılabilir.

5. UV ışınlarının yüzeyler üzerinde zararları nedir? Nano-kaplamaların bu amaçla kullanım alanları nelerdir?

Tıpkı insan bedeninde olduğu gibi, UV ışınları çeşitli yüzeylere de zarar verebilir. UV ışınlarına karşı dayanıklı olmayan materyaller uzun süre bu ışınlara maruz kaldığında renk solması, güç ve esneklik kaybı, çatlama, yanma, kırılma ve daha birçok farklı etki gözlemlenebilir. Bu hasarlara genel olarak “UV bozulması” adı verilir.

Günlük hayatta da yaygın olarak kullanılan birçok doğal ve sentetik materyal UV bozulmasına yatkındır. Özellikle de kauçuk, ahşap, PVC gibi materyallerden üretilmiş ürün ve yapıların güneş ışınlarının neden olduğu hasarlardan etkilenmesini engellemek için UV koruması sağlayan nano-kaplamalar kullanılabilir. Bu tür nano-kaplamalar, yüzeyleri UV bozulmasından korumak için özel olarak tasarlanır.

Uzun süre güneş ışınlarına maruz kalan yüzeylere UV koruması sağlayan nano-kaplama solüsyonları uygulandığında, gözle görülmeyen incelikteki bu katman solma, eskime, çatlama gibi problemlerin önüne geçer. Nano-kaplamalar bu amaçla gerek ahşap mobilyalara, gerek deri ve tekstillere, gerek tekne yüzeylerine, gerekse araç boyalarına uygulanmaktadır.

6. Leke iticilik ve kolay temizlenebilirlik özellikleri nedir? Nano-kaplamaların bu amaçla kullanım alanları nelerdir?

Nano-kaplama ürünlerinin uygulandığı yüzeyler sıvı ve kir tutmama özelliği kazandığından, leke oluşumu engellenir ve bu yüzeylerin temizliği kolaylaşır. En zorlu lekelere neden olan maddeler bile yüzeyde bir çeşit bariyer oluşturan nano-kaplama sayesinde materyalin alt katmanlarına nüfuz edemeden yüzeyden akıp gider. Hidrofobi (sıvı iticilik) ve lotus etkisi nedeniyle kirler yüzeye tutunamaz ve geleneksel temizlik işlemlerine gerek kalmadan basitçe silinerek temizlenebilir.

Nano-kaplamalar bu amaçla tekstil ürünlerinde, araç detailing işlemlerinde, kişisel eşyalarda ve ev yüzeylerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin nano kumaş koruma solüsyonlarının uygulandığı süet ayakkabılar kir ve çamura maruz kaldığında bile silinerek kolayca temizlenebilir. Aynı şekilde nano araç boya koruma ürünleri de araç yüzeyinde uzun süre dayanıklı bir nano-kaplama koruması oluşturur; yağmur, çamur, kireç, su, kuş pisliği, kimyasallar ve taş sekmesi gibi dış etkenlerin leke ve hasara neden olmasını önler.

7. Nano-kaplamalar ne amaçla, hangi sektörlerde kullanılır? Nano-kaplama nasıl çalışır?

Nano-kaplamalar, çeşitli yüzeylerde oluşturdukları koruyucu katmanlar nedeniyle birçok sektörde kullanılmaktadır.

Giyim ve tekstil sektöründe nano-kaplamalar kumaşların lekelenmesini, solmasını, eskimesini, kırışmasını, UV ışınlarından etkilenmesini ve bakterilerin üremesine uygun bir ortam haline gelmesini engellemek amacıyla kullanılabilir. Otomotiv ve denizcilik sektörlerinde nano-kaplamalar yüzeyleri sıvı, nem ve UV ışınlarından korur; paslanma, aşınma, çizilme gibi sorunların önüne geçer. Aynı şekilde mobilya, ev yüzeyleri ve kişisel eşyalarda da sıvı iticilik, leke tutmama, kolay temizlenme, kimyasallara ve çiziklere karşı dayanıklılık gibi özelliklerinden dolayı tercih edilen nano-kaplamalar, standart kaplamalarla kıyaslandığında daha az malzeme ile çok daha etkili ve uzun vadeli performans göstermektedir.

Nano-kaplamalar, son derece küçük olan nanometre ölçeğinde parçacıklar içerir. Bu nedenle uygulandığı yüzeylerde standart kaplamalardan çok daha ince, gözle görülmeyen, materyalin doku ve görünümünde hiçbir fark yaratmayan bir katman oluşturur. Bu katman uygulandığı materyalin yapısı ile etkileşime girerek yüzeye sıvı iticilik, leke tutmama, kolay temizlenme, dış etkenlere karşı dayanıklılık gibi özellikler kazandırır. Böylece nano-kaplama uygulanan nihai ürünlerin ömrü uzar, kullanımı kolaylaşır, işlevselliği ve değeri artar.