فناوری نانو یکی از زمینه های تحقیقاتی فعال است که مخرج مشترک بسیاری از رشته ها از جمله مهندسی الکترونیک، معماری و عمران بوده و حتی در بخش مصالح ساختمانی نیز نقش بسزایی دارد. فناوری نانو به تازگی تبدیل به یکی از برترین زمینه ها در تحقیق و توسعه در زمینه خانه هوشمند نیز شده است.

بنابراین توانسته است توجه قابل ملاحظه ای در رسانه ها و جامعه سرمایه گذاری به خود جلب کند. فناوری نانو اساسا در مورد روش های جدید ساخت از طریق درک و کنترل بر روی بلوک های ساختمان های اساسی (اتم، مولکول) می باشد.

صنعت ساختمان و کاربرد فناوری نانو در آن

صنعت ساختمان یک صنعت بسیار بزرگ دیگر است، که فناوری نانو می تواند تولیدات بسیاری در این عرصه داشته باشد. با این حال، باید یادآور شد که از رده خارج کردن مواد مرسوم ساخت و ساز، مانند بتن تقویت شده با فولاد از نظر قیمت و هزینه تمام شده ، با دشواری رویروست.

اگر کاربرد فناوری نانو را فقط درخانه های مسکونی در نظر بگیریم، تصور ماده جدیدی که قادر به رقابت با مواد مرسوم برای اهداف ساختمانی باشد مشکل به نظر می رسد. با این حال بخش هایی از صنعت ساختمان مانند ساخت پل و یا ساخت آسمان خراش های بزرگ می توانند با بهره گیری از فناوری نانو پیشرفت چشم گیری داشته اند، مخصوصا اگر صحبت از استحکام کششی در میان باشد. در هر صورت برنامه های کاربردی نانو برای پیشرفت در زمینه های ساخت و ساز و مقاومت مصالح ساختمانی ناهموار بوده است و بهره برداری از فناوری نانو در بتن در مقیاس تجاری محدود باقی مانده است.

فناوری نانو خانه هوشمند آلفا

اما پیشرفت های اصلی در علوم نانو در مواد سیمانی می باشد،به عنوان مثال، پیشرفت هایی در ساختار و خواص مکانیکی مراحل اصلی هیدراسیون سیمان. همچنین برخی از پیشرفت هایی که در صنعت ساختمان از طریق فناوری نانو به وجود آماده عبارتند از: اصلاح نانو ساختار در صنعت فولاد- فلزات، سرامیک – شیشه هوشمند، پلیمر، سیمان – بتن، استفاده از نانو ذرات، نانولوله ها و نانو مواد افزودنی، درک پدیده ها در مقیاس نانو ساختار، حسگر های جدید، دستگاه ها و ساختارهای هوشمند، نظارت بر بهبود شرایط ساختاری و محیطی انرژی پایدار، برنامه سازگار با محیط زیست، سلول های سوختی جدید، چراغ های برق با انرژی کارآمد، عایق های ویژه، پاک کننده ها.

در ادامه به معرفی عرصه های مختلف بهره گیری از فناوری نانو و امکان استفاده از آن در صنعت ساختمان و خانه هوشمند می پردازیم:

نانو فوتونیک

نانو فوتونیک به معنی مطالعه پخش نور و تشخیص نور(Light emitting and Light sensing) در مقیاس نانو می باشد. کنترل حرکت الکترون‌ها به وسیله کریستال‌های نیمه هادی، راه را برای فناوری‌های جدیدی باز کرده و درسایه این فناوری‌ها، زندگی برای نسل‌های آینده بسیار راحت خواهد شد. تاکنون ابزارهای الکترونیکی زیادی از قبیل؛ کامپیوتر،CD player  و … وارد زندگی ما شده است.

فناوری نانو در زمینه نانو پوشش های هوشمند

نانو پوششهای هوشمند، از جمله مهم‌ترین دستاوردهای بهره‌گیری از فناوری نانو در عرصه ساخت و تولید پوشش‌ها به شمار می‌روند که علاوه بر کارکردهای گوناگون و چند منظوره، انتظارات مصرف کننده را در زمینه صرفه جویی در هزینه و انرژی برآورده می‌سازند. مواد نانو ساختار در پوشش‌های هوشمند ضد خوردگی، ضد رادار، تصفیه کننده هوا، تمیز کننده سطوح و پوشش‌های زیست فعال بکار می‌روند. این مواد با بهره‌گیری از برخی عوامل محیطی از جمله نور، گرما یا با حساسیت به برخی تغییرات شیمیایی همچون وقوع واکنش خوردگی، عکس العمل مناسب و کارکردهای مورد انتظار را بروز می‌دهند.

فناوری نانو در زمینه نانو پوشش های خود تمیز شونده

برآمدگی‌های میکروسکوپی بر روی برگ یک نیلوفر آبی، سطح مومسان آن را به سطحی آب گریز تبدیل می‌کند. بنابراین قطرات باران به آسانی در سراسر چنین سطحی غلتیده و هر گونه آلودگی را حذف می‌ نمایند. محققان مواد مصنوعی خود تمیزشونده‌ای را تولید نموده اند که دارای تاثیر « نیلوفر آبی» هستند. محققان ممکن است در محصولات آینده دو ویژگی آبدوستی و آبگریزی را با یکدیگر ترکیب کنند یا از موادی با قابلیت کلیدزنی استفاده کنند و به این شکل جریان مایعات را در اجزای میکروسیالی کنترل نمایند. ویلیام بارتلات (کاشف و توسعه دهنده تاثیر نیلوفر آبی ) از دانشگاه بُن آلمان، چشم‌اندازی از شهر منهتن، خودتمیزشونده را مطرح نموده است که در آن یک باران کوچک، پنجره‌ها و دیوارهای آسمان خراش‌ها را همانند یک نیلوفر آبی کاملاً تمیز می‌کند. در جایی دیگر، وی چادرها و سایبان‌هایی را معرفی می‌کند که با استفاده از بافت‌های جدید و بدون مداخله انسان، تمیز و بدون لک باقی می ‌مانند.

فناوری نانو در شیشه های هوشمند

از قابلیت‌های شیشه‌های هوشمند (SMART GLASS) امکان تغییر میزان شفافیت و رنگ شیشه می ‌باشد که می‌توانند در کنترل شدت نور و کاهش تلفات انرژی، نقش مؤثری ایفا کنند و بدین ترتیب باعث کاهش ورود اشعه ماوراء بنفش به محیط شده و از عوارض تخریبی آن بر پوست بدن و لوازم منزل جلوگیری کنند و به علاوه نیاز به پرده و لوازم جانبی آن را در خانه هوشمند برطرف می‌کنند.

فناوری نانو و عایق حرارتی

استفاده از عایق حرارتی در نمای خارجی، هم از نظر هزینه‌های سرمایه گزاری برای ساختمان‌سازی جدید و بازسازی ساختما‌ن‌ها و هم از نظر هزینه‌های عملیاتی از عوامل ضروری در اقتصاد ساختمان است. تنها در آلمان قریب به ۶ میلیارد متر مربع سطوح نما وجود دارد که تقریباً ۸۰۰ میلیون متر مربع از آن سطوح پنجره است و این در حالی است که بخش بزرگی از آن نیازمند بازسازی است. در اروپای غربی بازار عایق حرارتی در صنعت ساختمان تقریبا ۶ میلیارد یورو تخمین زده می‌شود.

فناوری نانو خانه هوشمند آلفا

فناوری نانو و حفاظت در برابر آتش
فناوری نانو رو‌ش‌های متنوعی برای توسعه مواد ضد آتش (ضد حریق) و بهبود خواص آن و به عنوان جایگزین مواد آلاینده که در این زمینه استفاده می‌شده‌، عرضه می‌کند. نقطه عطف پژوهش‌ها، ذرات سیلیکات نانو ساختار هستند (نانو رس) که به عنوان پرکننده پلیمرها و برای بالا بردن خواص ضد آتش و مقاومت در برابر حرارت استفاده می‌شود. در ساختمان، پلیمرها در پوشش کابل‌ها، نقش مهمی را ایفا می‌کنند. برای مثال در فیوز، پریز برق و محفظه لامپ‌ها و …‌. خاصیت ضد حریق کامپوزیت‌های نانو رس نشانگر این مسأله است که هم اتلاف حرارت و توسعه دود به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و همزمان ایجاد جرقه (جرقه زنی) به تعویق می‌افتد. از دیگر جنبه‌های کاربردی پوشش ضد حریق برای چوب،فلز،پلاستیک یا بتن است که توسعه آتش در مصالح به وسیله این نوع پوشش به تأخیر می‌افتد و مانع گسترش کنترل نشده آتش می‌شود.
در مورد جدار‌ه‌های شیشه‌ای نیز، فناوری نانو به بهبود عمل حفاظت در مقابل آتش (مقابله با آتش) کمک می‌کند