به گزارش ایسنا، در میان شاخه‌های متعدد فناوری‌نانو، نانوآمیزه‌سازی یا «نانوکامپاندینگ» یکی از کاربردی‌ترین و درآمدزاترین بخش‌ها محسوب می‌شود که به‌ویژه در صنایع پلیمر، سرامیک و فلزات توانسته جایگاه برجسته‌ای به دست آورد. تصویر زیر بازار نانوآمیزه‌سازی با ارزش تخمینی ۱۹۰ هزار میلیارد ریالی را نشان می‌دهد که به دو بخش اصلی نانوکامپوزیت (ترکیب نانو با مواد پایه در سطح ساختاری) با سهم ۸۹ درصدی و نانو آمیزه (اختلاط نانومواد) با سهم ۱۱ درصدی تقسیم می‌شود.

بازار نانوکامپوزیت‌ها در ایران با ارزش تخمینی ۱۹۰۰۰۰ میلیارد ریال، فرصتی بزرگ برای تحول صنعتی ایجاد کرده است. این بازار عمدتاً به دو بخش نانوکامپوزیت‌ها (۸۹ درصد) و نانوآمیزه‌ها (۱۱ درصد) تقسیم می‌شود. نانوکامپوزیت‌ها با ترکیب نانوذرات با مواد پایه نظیر پلیمر، فلز و سرامیک، ویژگی‌هایی مانند استحکام، مقاومت شیمیایی و رسانایی را بهبود می‌بخشند. بخش عمده این بازار به نانوکامپوزیت‌های پلیمری تعلق دارد که کاربردهایی چون لوله‌های UPVC، کیسه‌های زباله زیست‌تخریب‌پذیر و مخازن نگهداری آب را شامل می‌شود. این نانوکامپوزیت‌ها به دلیل خواص متنوع، وزن سبک و فرآوری آسان در صنایع مختلف از جمله خودروسازی و بسته‌بندی ترجیح داده می‌شوند.

نانوآمیزه‌ها که در آنها نانوذرات بدون تغییر ساختار ماده پایه مخلوط می‌شوند، در صنایع آرایشی، بهداشتی و نساجی کاربرد دارند. در این بخش، مواد پلیمری سهم بیشتری دارند؛ چرا که امکان توزیع یکنواخت نانوذرات را فراهم می‌کنند و خواص مختلفی همچون ضدباکتریایی و ضدآب را به مواد می‌دهند.

افزایش تقاضا برای نانوکامپوزیت‌های پلیمری به دلیل خواص ویژه‌ای چون وزن پایین، مقاومت عالی در برابر شرایط محیطی و هزینه‌های تولید مقرون‌به‌صرفه است. همچنین، این فناوری در مقیاس صنعتی قابل‌گسترش است و به دلیل کاربردهای گسترده در صنایع مادر، رشد بالایی را تجربه می‌کند. در مجموع، بازار نانوکامپوزیت‌ها به‌ویژه در بخش پلیمری، نقشی کلیدی در پیشبرد صنعت ایران و رقابت‌پذیری جهانی خواهد داشت.

سهم ۸۹ درصدی نانوکامپوزیت‌ها از کل بازار نشان می‌دهد که فناوری نانو در ایران بیش از همه در حوزه «بهبود خواص ساختاری» مواد مورد استفاده قرار گرفته است. این ترکیب‌ها از طریق افزودن نانوذرات به بسترهایی مانند فلز، پلیمر یا سرامیک تولید می‌شوند تا ویژگی‌هایی نظیر استحکام، مقاومت شیمیایی، رسانایی یا خواص حرارتی به‌طور چشم‌گیری بهبود یابد.

نانوکامپوزیت پلیمری با سهم ۸۶ درصدی از بازار بزرگ‌ترین زیرگروه این بازار هستند، چرا که دارای کاربردهای عمده‌ای چون لوله و اتصالات UPVC، کیسه زباله زیست‌تخریب‌پذیر و مخازن نگهداری آب هستند.

نانوکامپوزیت سرامیکی با سهم ۲ درصدی از بازار نفوذ بالایی در صنعت بتن، کامپوزیت دندان و محفظه‌های احتراق دارد.

نانوکامپوزیت فلزی با سهم  یک درصدی از بازار دارای کاربردهای مهمی چون تولید میلگرد حاوی پودر نانوکامپوزیتی، سره الکترود نقطه جوش و نازل جوشکاری است.

نانوآمیزه (اختلاط نانومواد) که سهم ۱۱ درصدی از بازار را دارد علی‌رغم سهم کمتر، کاربردهای متنوعی را شامل می‌شود.

اقبال بیشتر به نانوکامپوزیت‌های پلیمری

یکی از مهم‌ترین مزایای نانوکامپوزیت‌های پلیمری، چگالی بسیار پایین آنها نسبت به نانوکامپوزیت‌های فلزی و سرامیکی است. این ویژگی موجب می‌شود که در صنایعی نظیر خودروسازی، هوافضا و بسته‌بندی که کاهش وزن نقش کلیدی در افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌ها دارد، استفاده از این دسته از نانوکامپوزیت‌ها ترجیح داده شود.

پلیمرها به دلیل خواص ترموپلاستیکی یا ترموست خود، در دماها و فشارهای نسبتاً پایین‌تری فرآوری می‌شوند. فرایندهایی نظیر اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و فیلم‌دمشی به‌راحتی برای تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری قابل انطباق هستند. در مقابل، تولید نانوکامپوزیت‌های فلزی معمولاً نیازمند عملیات پیچیده‌ای نظیر آلیاژسازی، ریخته‌گری یا فرآوری در دماهای بالا است؛ نانوکامپوزیت‌های سرامیکی نیز نیاز به فرآیندهایی با دمای بسیار بالا، کنترل دقیق و تجهیزات گران‌قیمت دارند. این موضوع باعث می‌شود تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری از نظر اقتصادی و فنی مقرون‌به‌صرفه‌تر و قابل ‌گسترش‌تر باشد.

در نانوکامپوزیت‌های پلیمری، امکان تنظیم دقیق خواص مکانیکی، حرارتی، نوری، ضدباکتریایی، ضد UV و حتی زیست‌تخریب‌پذیری با انتخاب نوع نانوذره (نظیر گرافن، نانورس، نانولوله‌های کربنی، نانوذرات نقره و …)، مقدار آن و نحوه پخش‌شدن در ماتریس پلیمری وجود دارد. همچنین می‌توان با اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات، چسبندگی بین فاز پخش‌شونده و فاز زمینه را بهینه کرد. این سطح از کنترل و مهندسی خواص، در نانوکامپوزیت‌های فلزی و سرامیکی به‌مراتب محدودتر است.

نانوکامپوزیت‌های پلیمری، به‌ویژه آن دسته که بر پایه پلیمرهای زیست‌پایه یا زیست‌تخریب‌پذیر توسعه می‌یابند، از زیست‌سازگاری بالایی برخوردارند و در کاربردهای حساس مانند ایمپلنت‌های پزشکی، بسته‌بندی دارویی، سامانه‌های رهایش دارو و مهندسی بافت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقابل، نانوکامپوزیت‌های فلزی و سرامیکی در بسیاری از موارد به دلیل سمیت، زیست‌سازگار نبوده و کاربرد محدودی در حوزه زیست‌پزشکی دارند.

نانوکامپوزیت‌های پلیمری به دلیل خواص متنوع و قابلیت سفارشی‌سازی بالا، در حوزه‌های گسترده‌ای همچون صنایع خودروسازی، بسته‌بندی مواد غذایی، صنایع الکترونیک، منسوجات هوشمند، پوشش‌های ضدخوردگی، عایق‌های الکتریکی و حرارتی و تجهیزات ورزشی کاربرد دارند. این تنوع کاربردی موجب افزایش تقاضا در صنایع مختلف و در نتیجه رشد سریع‌تر بازار این دسته از نانوکامپوزیت‌ها شده است.

مواد پایه پلیمری (نظیر پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌آمید، پلی‌وینیل کلراید و…) در مقایسه با فلزات و سرامیک‌ها از قیمت پایین‌تری برخوردارند. همچنین، قطعات ساخته‌شده از نانوکامپوزیت‌های پلیمری معمولاً نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و مقاومت خوبی در برابر خوردگی، رطوبت و مواد شیمیایی از خود نشان می‌دهند. این عوامل نیز در کاهش هزینه‌های چرخه عمر محصول تأثیر بسزایی دارند.

به نقل از ستاد نانو، بسیاری از واحدهای صنعتی فعال در حوزه پلیمر، امکان تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری را با کمترین تغییر در تجهیزات موجود دارند. این در حالی است که برای تولید نانوکامپوزیت‌های فلزی و سرامیکی، نیاز به سرمایه‌گذاری در فناوری‌های خاص و تجهیزات پیشرفته وجود دارد که خود مانعی برای ورود به بازار در مقیاس صنعتی محسوب می‌شود.

انتهای پیام