استاندارد طلایی جدید برای لعاب های سرامیکی ایمن تر
ساخت سرامیک می تواند راهی برای بیان خلاقیت شما باشد، اما برخی از تکنیک ها و مواد استفاده شده در این فرآیند می توانند خبرهای بدی را برای سلامتی شما و محل سکونت شما به وجود آورند. در صورت عدم فرآوری صحیح سرامیک، برخی از سرامیک های لعاب دار حاوی فلزات سنگین می توانند اثرات مخربی داشته باشند.
هم اکنون دانشمندان از پیشرفت های در زمنیه ساخت نوع جدید از لعاب که شامل نانوذرات طلا و نقره است، خبر می دهند. این لعاب نسبت به فرمولاسیون های مورد استفاده حال حاضر، مضرات کمتری دارد و سازگار با محیط زیست هستند. همه این ها در حالتی ست که این لعاب ها کیفیت رنگ کاشی سرامیک را تغییر نداده و زیبایی و جذابیت رنگ را در کاشی سرامیک حفظ می کند.
محققان نتایج خود را از طریق پلتفرم آنلاین انجمن شیمی آمریکا (ACS) SciMeetings ارائه می دهند.
توضیح عکس: نمونه های سرامیکی پوشانده شده با یک لعاب فوق العاده جذاب و مقرون به صرفه ساخته شده با نمک های طلا و نقره که نسبت به سایر رنگ های دیگر ایمن تر هستند.
لعاب ها
لعاب ها، کاشی سرامیک را براق و ضد آب می کنند و همچنین رنگی به آن اضافه می کنند که با پخت در کوره کاملا ثابت می شوند. لعاب ها حاوی موادی مضر هستند. اگر چه بسیاری از تولید کنندگان کاشی سرامیک سعی در حذف این مواد دارند اما دکتر Ryan Coppage، محقق اصلی پروژه می گوید:
“حتی امروزه شما هنوز می توانید لعاب های سرامیکی حاوی فلزات سنگین و مضر را در بازار پیدا پیدا کنید.” “دستیابی به درخشان ترین رنگ ها به شکل سنتی با استفاده از مقادیر زیاد فلزات سنگینی مانند باریم و کادمیوم صورت می پذیرد که از معادن استخراج شده و سمی هستند.”
محققان برای ایجاد لعابی با همان کیفیت رنگ ولی ایمن تر، از نانوذرات ریز از طلا و نقره استفاده می کنند. اگرچه این فلزات از نظر فنی “سنگین” تلقی می شوند، اما در مقادیر کمی بی ضرر در نظر گرفته می شوند. در واقع، از این مواد اغلب در پروژه های پزشکی، مانند تزریق برای آرتریت روماتوئید و به عنوان مواد تشکیل دهنده داروهای ضد میکروبی استفاده می شوند.
همانطور که می دانیم در سطح ماکرو، طلا و نقره فلزهایی زرد یا سفید رنگ هستند اما زمانی که به سطح نانو سیمه تبدیل می شوند (یعنی بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر در هر ذره) می توانند رنگ های کاملاً متفاوتی را به خود بگیرند. بسته به اندازه ذره، رنگ آنها تغییر می کند. ذرات طلای نانو می توانند قرمز و رگه های عمیقی تولید کنند، و ذرات نقره ای ممکن است قرمز یا حتی سبز روشن به نظر برسند.
همانطور که پیداست ، نانوذرات طلا و نقره قرن هاست در آثار هنری بکار گرفته شدند، بدون اینکه مورد توجه صنعتگران قرار بگیرند. ناتان دین ، یکی از مجریان این طرح، می گوید: “نانوذرات به کار رفته در آثار تاریخی به دلیل عملکردشان بوده است.”
در دوران قرون وسطی، صنعتگران می توانستند طلا و نقره را به پودری بسیار ریز تبدیل کنند یا از نمک های طلا یا نقره در صنایع دستی همچون شیشه های رنگی استفاده کنند. دین می گوید: “در دوران مدرن، هیچ کس از نانوذرات طلا و نقره به عنوان ماده اولیه لعاب کاشی استفاده نکرده است. بنابراین می توان آنها را در همان کوره هایی که امروزه برای لعاب کاشی استفاده می شود، بکار برد. هدف ما اجرای تکنیک های تاریخی با استفاده از فن آوری های نوین و دانش فنی است. ”
برای دستیابی به لعاب سرامیکی بهینه، محققان با استفاده از یک پایه لعاب ساده شروع به کار کرده و آن را با ترکیبات مختلف و اندازه نمک های طلا و نقره و نانوذرات این دو ماده مخلوط کردند. این محققان لعاب های آزمایشی را روی کاشی ها امتحان کرده و آنها را در یک کوره سرامیکی سنتی که توسط هنرمندان محلی استفاده می شد، پخته اند. محققان با بررسی میکروسکوپی دریافتند که روند پخت کاشی در کوره، شکل و اندازه نانوذرات تغییر می کند و این به نوبه خود بر رنگ نهایی این لعاب تأثیر می گذارد. رنگهای حاصل به درصد فلزات مورد استفاده و همچنین غلظتهای آن بستگی دارد. و با ترکیب هر دو فلز در یک لعاب مشابه، می توان طیف گسترده ای از رنگ ها را با تجهیزات مشابهی که در فرآیند کاشی سرامیک استفاده می شود، تولید کرد.
از آنجا که تنها درصد کمی از این فلز گرانبها برای تهیه لعاب جدید مورد نیاز است، از نظر هزینه این لعاب مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست است. در واقع، محققان تخمین می زنند که یک فنجان از این لعاب تنها بین ۳۰ تا ۴۰ سنت هزینه خواهد داشت.
همینطور این نانوذرات در تولید رنگ نسبت به سایر فلزات بسیار کارآمدتر هستند، محققان برای تولید این لعاب به مقدار بسیار کمی از طلا یا نقره، چیزی حدود ۰.۰۱% وزن کل لعاب، نیاز دارند که این میزان برخلاف لعاب های معمولی حاوی فلزات سنگین می باشد. در لعاب های معمولی ۵ تا ۱۵ درصد کل وزن لعاب حاوی فلزات سنگین هستند و چیزی حدود ۵۰ درصد وزن کل حاوی منگنز می باشد.
در مرحله بعد، این تیم قصد دارند تاثیر نحوه پخت لعاب را روی رنگ نهایی نانوذرات طلا و نقره کشف کنند، که به آنها کمک می کند تا رنگ های حاصل را به خوبی تنظیم کنند. سپس، آنها قصد دارند نانوذرات فلزی دیگری را نیز درون لعاب ها بگنجانند، که به صورت بالقوه منجر به استفاده گسترده تر از رنگ های مختلف برای جامعه هنری می شود.
تهیه و ترجمه توسط تیم تولید محتوا سرام پخش
نظرات ۱