Nanotechnologie – 1

"Nano"

“Nano” wordt in de techniek gebruikt als orde van grootte zoals bijvoorbeeld ook milli-, centi- en kilo- worden gebruikt. “Nano” betekent “miljardste van iets”. Een nanometer is een miljardste meter (10-9m). Een menselijke haar is ongeveer 80.000 nanometer dik. En één nanometer verhoudt zich tot één meter, zoals een kleine voetbal zich verhoudt tot de aarde.

 

Nanotechnologie – 2

De opbouw van stoffen

Stoff­en zijn opgebouwd uit moleculen. Moleculen zijn op hun beurt weer opgebouwd uit atomen. Een atoom is 0,1 tot 0,5 nanometer groot, de afmeting van moleculen ligt in de orde van nanometers.

Nanotechnologie

“Nanotechnologie” heeft betrekking op het onderzoeken, bewerken en toepassen van materialen en objecten met een grootte van 1 tot 100 nanometer, dit is dus op moleculair niveau.

Nanotechnologie – 3

Onze coatings

Wij zij gespecialiseerd in Nanocoatings, dit zijn oppervlakte beschermingsproducten die een beschermlaag vormen die is opgebouwd uit deeltjes met een grootte van 1 tot 100 nanometer en / of een laagdikte van 1 tot 100 nanometer heeft. De met Orange Nanotech coatings gevormde beschermlaag bevat Siliciumdioxide, een aantal van de coatings (de SelfClean coatings) bevatten daarnaast ook Titaandioxide.

  • Siliciumdioxide

    Siliciumdioxide is een belangrijk bestanddeel van glas, het is zeer hard, vrijwel onoplosbaar en bestand tegen veel chemicaliën. De ultradunne laag die met onze coatings wordt gevormd is extreem sterk, langhoudend en onzichtbaar.  Coatings met SiO2 worden ook wel “Liquid Glass”-coatings genoemd: het oppervlak wordt voorzien van een glaslaagje op nanoschaal.

  • Titaandioxide

    Titaandioxide wordt gewonnen uit Titaanerts en wordt vaak als kleurstof gebruikt. TiO2 wordt in coatings gebruikt om zijn zelfreinigende fotokatalytische eigenschappen. Titaandioxide kan bij belichting met UV bijna alle organische verbindingen verbreken.

Nanotechnologie – 4

Silanen, Siloxanen, Siliconen
en (Poly-)Silazanen

Afhankelijk van de ondergrond en de gewenste eigenschappen worden specifieke coatings geformuleerd die tot het beste resultaat leiden, er worden verschillende Silicium (Si) houdende stoffen gebruikt om de uiteindelijke SiO2  laag te kunnen vormen:

  • Silanen

    Opgebouwd uit Silicium- en Waterstofatomen. Hebben een zeer kleine moleculaire structuur waardoor ze diep kunnen doordringen in zeer dichte minerale oppervlakken, door de chemische reactie met het oppervlak ontstaat een zeer dunne stabiele beschermlaag.

  • Siloxanen

    Opgebouwd uit Silicium- en Zuurstofatomen. Siloxanen zijn groter dan Silanen waardoor ze worden toegepast in meer poreuze minerale oppervlakken, door de chemische reactie met het oppervlak ontstaat een zeer stabiele beschermlaag.

  • Siliconen

    Opgebouwd uit Silicium- en Zuurstofatomen. Siliconen hebben een grotere moleculaire structuur dan Silanen en Siloxanen waardoor ze worden toegepast op zeer poreuze minerale oppervlakken.

  • (Poly-)Silazanen

    Opgebouwd uit Silicium- en Stikstofatomen. De structuur is te vergelijken met die van Siloxanen. Polysilazanen zijn opeenvolging van meerdere Silazanen. Polysilazaan coatings vormen een zeer sterke glasachtige beschermlaag (van circa 200 tot 500 Nanometer dik) op niet poreuze ondergronden.

Nanotechnologie – 5

Het effect van een Nano Coating

Het met een Nano Coating gecreëerd effect is veelal het gevolg van het bewust veranderen van de oppervlakte-energie van het gecoate object. Elk materiaal heeft een bepaalde oppervlakte-energie (bij vloeistoffen: oppervlakte spanning), het gedrag van een vloeistof op een vaste ondergrond is afhankelijk van de oppervlakte-energie van de ondergrond:

  • Lage oppervlakte energie

    Als zich een druppel vormt heeft het oppervlak een lage oppervlakte-energie

  • Hoge oppervlakte energie

    Als de druppel zich verspreidt dan heeft het oppervlak een hoge oppervlakte-energie

Nanotechnologie – 6

Hydrofoob + Hydrofiel

  • Hydrofiel Contacthoek 0 – 10°

    Volledige bevochtiging van het oppervlak; het waterdruppel verdeelt zich volledig over het oppervlak

  • Normale Contacthoek 10° – 80°

    Waterdruppel bevochtigt het oppervlak matig tot goed

  • Hydrofoob (easy to clean) Contacthoek 80° – 140°

    Slechte bevochtiging, het waterdruppel rolt van het oppervlak af

  • Super Hydrofoob (lotus effect) Contacthoek 140°

    Praktisch geen bevochtiging van het oppervlak, waterdruppel rolt zeer sterk van het oppervlak af

Nanotechnologie – 7

Gezondheid, veiligheid en duurzaamheid

Recent onderzoek toont aan dat de toepassing van Silanen, Siloxanen en Siliconen veel meer CO2 uitstoot voorkomt dan dat er gedurende de levenscyclus ervan wordt uitgestoten. Tegenover elke kilo CO2 die gedurende de levenscyclus van de Silicium-producten wordt verbruikt staat een besparing van 9 kilo CO2 als gevolg van een effectiever en efficiënter gebruik van grondstoffen en energie die het gebruik van Silanen, Siloxanen en Siliconen wordt gerealiseerd. Bron: “Silicon-Chemistry Carbon Balance” denkstatt i.o.v. CSG 2011

Gezond- en veiligheidsaspecten

Nanomaterialen worden beschouwd als chemicaliën, alle wettelijke regelingen voor chemicaliën zoals REACH zijn van toepassing op Nano coatings. Orange Nanotech werkt samen met vooraanstaande Europese chemiebedrijven. Voordat nieuwe producten op de markt komen, worden de potentiële risico’s van die producten voor mens en milieu beoordeeld. Hierbij wordt enerzijds rekening gehouden met de materiaal eigenschappen, anderzijds met de blootstellingsduur en –frequentie aan het materiaal. De Nanodeeltjes in Orange Nanotech Nanocoatings ontstaan veelal als gevolg van een chemische reactie die plaatsvindt nadat de coating op de ondergrond is aangebracht. Voorzorgmaatregelen bij het aanbrengen van de coating worden te allen tijde duidelijk vermeld. In de opleiding van de applicateur wordt veel aandacht gegeven aan milieu en veiligheid. Nanodeeltjes in aangebrachte Nanocoatings hebben een zeer sterke chemische binding met het onderliggende oppervlak, er is geen sprake van “vrije” deeltjes die een nadelig effect op de omgeving kunnen hebben. Voor meer informatie over specifieke Nanodeeltjes verwijzen wij u naar DaNa 2.0 , een door de Duitse overheid geïnitieerd project gericht op het inzichtelijk maken van informatie over Nanodeeltjes.