میکروژل

میکروژل ها مواد پلیمری آمورف یا بدون ساختار کریستالی هستند که در هنگام تماس با آب متورم می شوند. وجود همین قابلیت تورم و آب دوستی به این مواد ویژگی های خاصی می بخشد که میتواند کاربرد ها صنعتی و حتی خانگی داشته باشد. یکی از مهم ترین کاربرد آن ها، استفاده به عنوان ماده اولیه ساخت سازه ها و در زمینه معماری می باشد. از این رو در این مقاله این ماده را به صورت کامل برررسی و مزایا و کاربرد های آن را بیان می کنیم.

مزایا

به کاری گیری این مواد در مصالح ساختمان مانند بتن باعث افزایش نیروهای مختلف می شود. این افزایش شامل افزایش مقاومت فشاری، افزایش مقاومت کششی و افزایش مقاومتی خمشی می شود. همچنین به دلیل شکل خاصی که این مواد به بتن می دهند مقاومت سایش نیز به نسبت زیادی افزایش می یابد. همچنین به دلیل کاهش نفودپذیری در برابر آب مواد مخرب به مصالح  وارد نشده و طول عمر آن سازه بالا می رود. از این رو از آن برای آرماتور بندی، قوطی کشی، عایق استخر، پدستال و اسکلت بتنی استفاده نمود.

از سوی دیگر این ماده باعث کاهش گرانروی بتن شده به همین دلیل پمپاژ بتن به آسانی صورت می پذیرد و از این رو هم در زمان ساخت و همچنین تجهیزات بتن ریزی با استهلاک پایین تری کار می کنند. از مهم ترین مزایای میکروژل ها می توان به کاهش عیار سیمان اشاره نمود که می تواند مشکلاتی که سیمان به همراه داشته باشد را کاهش دهد. یکی از این مشکلات، مسئله زیست محیطی می باشد که سیمان می تواند با کربن دی اکسید تولیدی همراه داشته باشد. همچنین از آن ها می توان در محوطه سازی و معماری سبز و ساختمان سبز نیز استفاده نمود.

همچنین به دلیل حالت پودری بسیار ریز و همچنین برهمکنش خوبی که با آب دارند درون آب به صورت یکنواخت پخش می شود. که این حالت برای بتن نیز اتفاده افتاده و پخش یکنواختی در بتن دارند. از این رو می توان گفت که تمام سطح بتن به یک اندازه مقاومت می تواند از خود نشان داده و خصوصیات فیزیکی مشابهی خواهند داشت.

کاربرد میکروژل

همانطور که گفته شد میکروژل ها در صنایع گوناگون از محبوبیت خاصی برخوردار هستند. از مهم ترین صنایع که در زمینه میکروژل ها تحقیق می نماید و از آن در صنعت خود استفاده می کند صنعت عمران و ساختمان سازی می باشد. در این زمینه یکی از مهم ترین کارها جایگزینی میکروژل با سیمان می باشد که در این روش با کاهش کربن دی اکسید ناشی از سیمان در ابتدا یکی از مسائل زیست محیطی حل می شود زیرا صنعت ساخت و ساز به تنهایی 10 درصد کل کربن دی اکسید تولیدی در جهان را بر عهده دارد.  همچنین استفاده از میکروژل به عنوان فیلر باعث افزایش مقاومت های فشاری سایشی و … شده که باعث افزایش طول عمر سازی می شود. از این رو با این روش می توان ساختمان سبز تولید نمود.

از دیگر کاربرد های میکروژل ها استفاده در بتن سازه های دریایی، کانال های انتقال آب و تولید بتن با مقاومت بالا جهت مصارف خاص می باشد. میکروژل ها نیز مانند سیمان می توانند به دو صورت مسلح و غیر مسلح بکار گرفته شوند.

از میکروژل ها در زمینه دارورسانی نیز استفاده می شود. زیرا همانطور که گفته شده بود این مواد می توانند در شرایط مختلف متورم شوند از این رو می توانند درون بدن در هر قسمت وظیفه خاص دارورسانی را به درستی انجام دهند.

همچنین به دلیل ویژگی خاص میکروژل ها می توان از آن ها به عنوان فیلر در پوشش ها و در بعضی موارد خاص در رنگ ها نیز استفاده نمود.

انواع میکروژل

میکروژل ها را بر اساس حالت ظاهری آن ها دسته بندی می نمایند. این دسته بندی هر کدام برای حالت خاص و کاربردی به خصوص مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از این حالت ها، میکروژل های الیافی می باشد که ظاهری مانند الیاف داشته و می تواند به صورت رشته های بلند مورد استفاده قرار گیرد. در این حالت میکروژل فضای زیادی اشغال نموده ولی بهره ولی خوبی دارند.

یکی دیگر از انواع میکروژل های پودری می باشد. این حالت بالاترین بهره وری را داشته ولی به دلیل ریز بودن میکروژل ها می تواند باعث ایجاد مخاطرات زیست محیطی و حتی مشکلات تنفسی و … برای انسان شود. از این رو توصیه می شود که از این حالت برای مواردی که روش های دیگر جوابگو نمی باشد استفاده شود.

امروزه از روشی نوین به منظور افزایش بهره وری و کاهش خطرات زیست محیطی استفاده می شود که حالت دوغابی میکروژل می باشد. در این حالت میکروژل را مستقیما در محل تولید به حالت دوغاب آماده نموده و بفروش می رسد.

نحوه تولید میکروژل ها

میکروژل های صنعتی معمولا دوده های سیلیس می باشند به به شکل کروی و بسیار ریز می باشد که برای دیدن آن ها نیاز به میکروسکوپ های الکترونیکی می باشد. این مواد معمولا در فرایند قوس الکتریکی در کوره های قوس الکتریکی به عنوان محصول فرعی تولید می شوند. این مواد در رنگ های خاکستری و سفید و رنگ های تیره دیگر وجود دارند که میزان تیرگی و تفاوت رنگ آن ها بر اساس میزان کربن موجود در ساختار آن ها می باشد. در حالت کلی با ترکیب این دوده ها با آب میکروژل تشکیل می شود.