چالش‌های لوله‌های معمولی با کمک فناوری نانو برطرف میشود!

به گزارش مجله خبری نگار/آنا؛ لوله‌های پلی‌اتیلن به دلیل مزایای متعددی از جمله سبکی، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه نصب پایین، به گزینه اصلی در انتقال آب تبدیل شده‌اند. این لوله‌ها در پروژه‌های شهری و روستایی و سیستم‌های آبیاری تحت فشار کاربرد گسترده‌ای دارند. استفاده از این لوله‌ها همچنین به صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف آب بخش کشاورزی منجر شده است.

رفع چالش‌های لوله‌های معمولی با فناوری نانو

محدودیت‌های مقاومت مکانیکی و حساسیت به اشتعال همواره از چالش‌های لوله‌های پلی‌اتیلن معمولی بوده است. شرکت کاسپین لوله طبرستان با استفاده از فناوری نانو، لوله‌های پلی‌اتیلن حاوی نانوذرات تولید کرده که این محدودیت‌ها را برطرف می‌سازد.

آزمون‌های استاندارد نشان می‌دهد لوله‌های نانویی عملکرد مکانیکی بهتری دارند. مقاومت کششی این لوله‌ها به رقم ۷۳۹ رسیده که در مقایسه با نمونه شاهد با رقم ۵۸۴ بهبود چشمگیری نشان می‌دهد. این ارقام حاکی از استحکام بالاتر لوله‌های نانویی است.

برگشت طولی در لوله‌های نانویی به ۰/۶ درصد کاهش یافته است. این شاخص در لوله‌های معمولی یک درصد اندازه‌گیری شده است. کاهش برگشت طولی نشان‌دهنده پایداری بهتر ساختار لوله در شرایط مختلف بهره‌برداری است.

افزایش ایمنی با کاهش اشتعال‌پذیری

سرعت اشتعال در لوله‌های نانویی به ۱۷/۸ میلی‌متر بر دقیقه کاهش یافته است. این مقدار در لوله‌های معمولی ۲۶/۹ میلی‌متر بر دقیقه ثبت شده است. کاهش سرعت اشتعال موجب افزایش ایمنی محصول در محیط‌های با ریسک حریق بالا می‌شود. لوله‌های نانویی تمام مزایای لوله‌های پلی‌اتیلن معمولی را حفظ کرده‌اند. سبکی وزن، مقاومت در برابر نور خورشید و مواد شیمیایی، دوام بالا و قابلیت نصب سریع از ویژگی‌های برجسته این محصول است. تولید در ابعاد مختلف، این لوله‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای پیمانکاران تبدیل کرده است.

این لوله‌ها در خطوط انتقال آب شهری و روستایی و سیستم‌های آبیاری مختلف قابل استفاده هستند. دوام بالا و مقاومت مکانیکی بهبودیافته، اجرای پروژه‌های آبرسانی را با هزینه کمتر و عمر مفید طولانی‌تر ممکن می‌سازد.

تأثیر در حفظ منابع آبی کشور

کاهش اشتعال‌پذیری علاوه بر افزایش ایمنی، به کاهش خسارات احتمالی کمک می‌کند. در شرایط کنونی که کشور با چالش کم‌آبی مواجه است، استفاده از لوله‌های با عمر طولانی و ایمنی بالا می‌تواند در حفظ منابع آبی تأثیرگذار باشد. شرکت کاسپین لوله طبرستان با تولید این محصول نشان داده فناوری‌های نوین می‌توانند کیفیت محصولات پرکاربرد را افزایش دهند. انتظار می‌رود استفاده از این لوله‌ها، صنعت آب کشور را در مسیر توسعه پایدار قرار دهد.

کاربرد نانوذرات در بهبود خواص پلیمر‌ها

استفاده از نانوذرات در ساختار پلیمری لوله‌های پلی‌اتیلن موجب ایجاد شبکه‌ای متراکم و پایدار می‌شود. این ساختار نانومتری فضای خالی بین زنجیره‌های پلیمری را پر کرده و استحکام کششی محصول را افزایش می‌دهد. بر اساس پژوهش‌های منتشر شده در نشریه Nanomaterials، نانوذرات اکسید فلزی می‌توانند تا ۴۰ درصد مقاومت کششی پلی‌اتیلن را افزایش دهند.

کاهش اشتعال‌پذیری چطور اتفاق می‌افتد؟

نانوذرات به‌کار رفته در این لوله‌ها با تشکیل لایه‌ای محافظ، انتقال حرارت را کند کرده و از گسترش شعله جلوگیری می‌کنند. مطالعه‌ای در Journal of Fire Sciences نشان می‌دهد نانوکامپوزیت‌های پلی‌اتیلن می‌توانند سرعت اشتعال را تا ۳۵ درصد کاهش دهند

تجربیات بین‌المللی در استفاده از نانوکامپوزیت‌ها

کشور‌های پیشرفته از سال‌ها قبل استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در لوله‌های انتقال آب را آغاز کرده‌اند. شرکت آلمانی Uponor موفق به تولید لوله‌های نانویی با عمر مفید ۱۰۰ ساله شده است. این شرکت گزارش می‌دهد لوله‌های نانویی پس از ۵ سال آزمایش میدانی، هیچ نشانه‌ای از تخریب شیمیایی نشان نداده‌اند

بر اساس مطالعه دانشگاه MIT، استفاده از لوله‌های نانویی می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را تا ۶۰ درصد کاهش دهد. این تحقیق نشان می‌دهد افزایش عمر مفید لوله‌ها از ۵۰ به ۷۰ سال، اثر قابل توجهی بر اقتصاد پروژه‌های آبی دارد. لوله‌های نانویی در برابر تشعشعات فرابنفش و نوسانات دمایی مقاومت بالایی دارند. پژوهش‌های انجام شده در استرالیا نشان می‌دهد این لوله‌ها در مناطق کویری تا ۳۰ درصد عملکرد بهتری نسبت به لوله‌های معمولی دارند.

تأثیر بر کیفیت آب آشامیدنی

ساختار نانویی این لوله‌ها از تشکیل بیوفیلم و رشد باکتری جلوگیری می‌کند. تحقیقات منتشر شده در Water Research نشان می‌دهد لوله‌های نانویی می‌توانند جمعیت باکتریایی را تا ۹۹ درصد کاهش دهند بر خلاف لوله‌های فلزی، لوله‌های نانویی پلی‌اتیلنی کاملاً قابل بازیافت هستند. مطالعه‌ای در Journal of Cleaner Production نشان می‌دهد بازیافت این لوله‌ها ۸۰ درصد انرژی کمتری نسبت به تولید لوله‌های جدید نیاز دارد

نانوکامپوزیت‌ها آیندۀ صنعت آب را در اختیار خواهند داشت

پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰، ۴۰ درصد لوله‌های انتقال آب در جهان از نانوکامپوزیت‌ها ساخته شوند. گزارش سازمان جهانی آب پیش بینی می‌کند بازار لوله‌های نانویی تا سال ۲۰۲۸ به ۱۲ میلیارد دلار خواهد رسید. شرکت کاسپین لوله طبرستان با بومی‌سازی این فناوری، گام مهمی در توسعه صنعت آب کشور برداشته است. این موفقیت می‌تواند الگویی برای سایر شرکت‌های ایرانی در توسعه فناوری‌های نوین باشد.