نانو اکسید روی؛ این ذرات شگفت انگیز را بیشتر بشناسیم

 

از جمله پر مزیت ترین و پر کاربرد ترین ذرات نانویی که به تازگی مورد استفاده‌ی رایج انواع صنعت‌ها قرار می‌گیرد، نانو اکسید روی است. نانو اکسید روی شبیه به دانه‌های کریستال و به رنگ سفید پودری می‌باشد. این نانو ذره به طور عمده به صورت شیمیایی تولید می‌شود و در طبیعت مقدار ناچیزی از آن وجود دارد. در این مقاله قصد داریم توضیحاتی را در مورد نانو اکسید روی و کارکرد و کاربرد آن‌ها با شما مخاطبین عزیز کیان تن پوش در میان بگذاریم.

 

نانو اکسید روی در ابتدا حدود دو هزار سال پیش از میلاد به واسطه‌ی رومی‌ها تهیه و تولید شد که پس از رومی‌ها به ترتیب هندی‌ها، چینی‌ها و سپس در سال ۱۸۵۰ میلادی توسط اروپایی‌ها تولید و بهره برداری شده است. در اوایل پیدایش نانو اکسید روی، تولید کنندگان هنوز ‌با ویژگی‌های منحصر به فرد آن آشنا نبودند و فقط از چند مورد از ‌مزیت‌های آن بهره‌مند می‌شدند. در اوایل پیدایش از آن تنها برای تهیه و تولید انواع آب رنگ‌ها، رقیق سازهای نقاشی، رنگ‌های روغنی، کاغذ فتوکپی و افزایش ارتقای سطح کیفی کاغذ‌ها استفاده می‌شد؛ اما در حال حاضر با گذشت زمان و کشف دیگر ویژگی‌ها و مزیت‌های آن، از آن در زمینه‌های گوناگون دیگری استفاده می‌شود.

 

 

ویژگی‌ها و مزیت‌های نانو اکسید روی

نانو اکسید روی دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و مزیت‌های متعدد و در عین حال متنوعی است که منجر شده صنایع گوناگونی از وجود آن بهره مند شوند. بارزترین و مورد توجه ترین ویژگی این نانو ذره‌ی شیمیایی، داشتن خاصیت رسانا و نیمه رسانا است. وجود چنین خاصیتی در در این ذرات همواره مورد نیاز بسیاری از صنعت هاست. از دیگر ویژگی‌های قابل توجه و غیر قابل چشم پوشی نانو اکسید روی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

یکی از بهترین خاصیت‌های این نانو ذرات که کاربرد‌های بسیار عدیده‌ای دارد، خاصیت آنتی باکتریایی آن است. این ذرات در مقابل باکتری‌هایی همچون باکتری اشرشیاکلی و باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مقاومت بسزایی از خود نشان می‌دهد و مانع نفوذ آن‌ها می‌شود.

 

• از جمله بارزترین ویژگی‌های این نانو ذرات، فراوانی بالایی است که دارد و هیچ محدودیتی برای استفاده از آن وجود ندارد.
• از لومینسانسی قوی در دمایی به اندازه‌ی دمای اتاق برخوردار است.
• قابل استفاده و بهره برداری در انواع ابزار آلات نوری در بخش‌های نور فرا بنفش و آبی می‌باشد.
• نانو اکسید روی دوست دار محیط زیست است.
• خطرات ناشی از تابش اشعه‌های فرا بنفش را به نحو احسن دفع می‌کند.
• هر یک از موارد بالا باعث شده است تا نانو اکسید روی دارای زمینه‌های کاربردی بسیار متنوعی باشد و در انواع و اقسام صنعت‌ها و کارخانجات مورد استفاده قرار بگیرد.
  

  روش های مختلف تولید نانو اکسید روی

تولید نانو اکسید روی بر اساس فرایند‌های مختلف شیمیایی صورت می‌گیرد که هر کدام دستور العمل متفاوتی دارند. از جمله متداول ترین روش‌هایی که برای تولید این ذرات استفاده می‌شوند، عبارتند از:

 

تولید از طریق روش ته نشین سازی جرقه‌ای: در این روش از تولید نانو اکسید روی پایه هایی با جنس کوارتز لازم است که به وسیله‌ی موادی به نام استون، آب مقطر، و اتانول تمیز سازی می‌شوند. پس از شست و شو با مواد مذکور از طریق گرمای ناشی از گاز نیتروژن خشک می‌گردند.

حال نوبت به دخالت دو سوزن نوک تیز از جنس روی می‌رسد که به شکل افقی و با یک فاصله‌ی مشخص در بخش فوقانی مرکز پایه تعبیه می‌شوند. برای ایجاد جرقه لازم است یک خازن به سوزن‌ها متصل شود و در نهایت با استفاده از فشار حاصل از اتمسفر جرقه به وجود می‌آید. سطوحی که برای ته نشین شدن این نانو ذرات آماده شده‌اند باید از قبل در دمای ۳۸۰ درجه‌ی سانتی‌گراد پخته شوند.

تولید به روش تبخیر: پایه‌ی اصلی این روش بر اساس هیدرولیز کردن روی استات داخل محلول حاوی متانول است. حال نوبت به اضافه شدن محلول بازی KOH به محلول روی استات و متانول می رسد. قبل از این که نانو اکسید روی تولید شود محلولی تیره رنگ به وجود می‌آید که در اینجا باید پودر روی استات به محلول اضافه گردد زیرا می‌بایست به اندازه‌ی ۶۰ درجه‌ی سانتی گراد گرم شود. در نهایت نانو ذره‌های اکسید روی تولید شده به این روش در اندازه‌های ۴ الی ۵ نانو متر خواهند بود.

تهیه و تولید نانو اکسید رو از طریق روش سنتز هیدروترمال: در این روش از تولید نانو اکسید روی موادی مانند آب مقطر، NOH، PVP و … نیاز است. این روش را می‌توان متداول ترین روش شیمیایی برای تولید نانو ذرات اکسید روی نامید.

تولید کنندگان نانو ذرات اکسید روی هر یک با توجه به امکانات، شرایط و اولویت بندی‌های خود به وسیله‌ی یکی از روش‌های ذکر شده در بالا، مشغول به تولید این نانو ذره‌ی کاربردی هستند. گفتنیست سرمایه گذارانی که پا به عرصه‌ی تولید این محصول گذاشته‌اند نه تنها سرمایه اولیه خود را به زودی برداشت می‌کنند، بلکه به سود قابل توجهی نیز می‌رسند.

  نانو اکسید روی در چه زمینه‌هایی کاربرد دارد؟

کاربرد این ذرات آن قدر فراوان است که اگر با انواع آن‌ها آشنا شوید خواهید دید که بسیاری از امکانات، ابزار و وسیله‌های موجود در محیط اطرافتان حاوی این نانو ذره‌ی پر مزیت هستند. به طور کلی کاربردهای نانو ذرات اکسید روی را می‌توان در چند دسته‌ی مجزا تقسیم بندی کرد که هر کدام دارای موارد متعددی هستندکه موارد کلی کاربرد‌های آن عبارت است از:

• زمینه های مختلف پزشکی، دارویی و درمانی
• زمینه های گوناگون صنعتی
• در تولید انواع محصولات آرایشی و بهداشتی

  کاربرد نانو اکسید روی در زمینه های پزشکی

پزشکی از جمله شاخه‌هایی است که توانسته به نحو احسن از وجود این نانو ذره بهره برداری نماید و از ویژگی‌های ترکیبی موجود در این ذرات استفاده کند.
از جمله محصولات دارویی و پزشکی تولید شده توسط توسط این ذرات عبارت هستند از:

• کرم‌های ضد آفتاب.
• پودرهای زینک اکساید به عنوان پودر بچه.
• انواع شامپو‌های مخصوص برای افراد مستعد به شوره.
• در داروهایی که از دئودورانت برخور دارند.
• پماد زینک اکساید که اصلی‌ترین ماده‌ی تشکیل دهنده‌ی آن نانو ذرات اکسید روی است و برای مواردی چون ترمیم سوختگی، درمان اگزما، رفع سوختگی پا‌های نوزاد، درمان انواع گزش حشرات، بهبود انواع خراشیدگی‌ها، جلوگیری از التهابات پوستی خفیف استفاده می‌شود.
• در ترکیبات داروی کالامین که پمادی برای از بین بردن خارش است، وجود دارد‌.
• انواع داروها و لوسیون‌هایی که حاوی خاصیت مرطوب کنندگی هستند.
• داروها و پمادهایی که دارای خاصیت آنتی بیوتیکی هستند.
• در داروهایی که از دئودورانت برخوردارند.

  نانو ذرات اکسید روی در چه صنایعی کاربرد دارد؟

ویژگی‌های متنوعی که این نانو ذرات دارند منجر شده صنایع بسیار زیادی از آن‌ها در تولید محصولات خود استفاده کنند. وجود این نانو ذرات باعث شده است نه تنها فرایند تولید بسیاری از محصولات پیشرفته تر شود، بلکه منجر به بهبود سطح کیفی اکثر کالاهای تولید شده نیز شده است.
از جمله چند نمونه از کارخانجات و صنایعی که از وجود این ذرات بهره می‌برند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

• تولید پلاستیک و انواع محصولات پلاستیکی
• تولید انواع لاستیک‌ها به ویژه لاستیک‌های مخصوص خودرو
• صنعت تولید انواع محصولاتی که نیاز به لعاب کاری دارند، مثل سرامیک، کاشی، شیشه و …
• صنعت نقاشی به جهت تولید انواع و اقسام رنگ‌ها، اعم از رنگ‌های روغنی، آب رنگ‌ها و …
• تولید انواع مصالح ساختمانی به خصوص سیمان
• در صنعت تولید موم و چسب
• استفاده در تولید انواع باتری‌ها
• در ترکیبات انواع غذاها

در صنعت تولید محصولات الکترونیکی و رسانای برقی مانند انواع لامپ‌های فلورسانس بدون سیم، رادیو، دستگاه‌های ضبط تصویر، دستگاه‌های تنظیم کننده‌ی جریان‌های متغیر برق و …

و تولید انواع کالاها و ابزار آلات دیگری نظیر بازدارنده‌های شعله، روان کننده‌هایی با درجه حرارت زیاد مخصوص برای استفاده در موتورهای توربین گازی، دستگاه تضعیف کننده‌ی اشعه‌ی فرابنفش، انواع الکترودها برای نیروگاه‌ها و سلول‌های خورشیدی، دستگاه از بین برنده‌ی آلودگی ناشی از فوتوکاتالیتیکی، سنسورهای گازی، دستگاه جذب سطح و …

  انواع کاربرد نانو ذرات اکسید روی در تولید لوازم آرایشی

یکی از بهترین خواصی که این ذرات دارند، جذب نشدن آن توسط پوست بدن و صورت می‌باشد. محصولاتی که حاوی این نانو ذره‌ی پر خاصیت هستند به هیچ وجه جذب پوست نمی‌شوند به صورتی که کوچک ترین خطر و آسیبی به پوست افراد وارد نمی‌کنند.
لازم به ذکر است انواع کرم‌ها و صابون های آرایشی و دیگر محصولات مربوط به حوزه‌ی آرایشی که دارای این نوع نانو ذره‌ها هستند از جمله بی خطر ترین محصولات آرایشی بهداشتی می‌باشند که افراد می توانند با خیال راحت و بدون هیچ گونه نگرانی مورد استفاده‌ی روزانه‌ی خود قرار دهند.

  کاربرد نانو ذرات اکسید روی در صنعت نساجی

با توجه به خواص آنتی باکتریایی این ذرات و همچنین فواید و تأثیر بسیار آن بر بدن انسان، از این نانو ذرات در صنعت نساجی نیز بهره گرفته می‌شود که تولیدی کیان تن پوش برای اولین بار در ایران موفق به تولید لباس زیرهای آنتی باکتریال با استفاده از فناوری نانو اکسید روی گردید. این لباس زیرها خاصیت آنتی باکتریایی خود را تا حدود 40 بار شستشو حفظ کرده و از رشد قارچ‌ها و باکتری‌های مضر در سطح پوست جلوگیری می‌کند و با این عملکرد تأثیر بسزایی در کاهش بوی بد عرق می‌شود.