باشگاه در و پنجره و نما:
نحوه کارکرد شیشه خود تمیز شونده
برای فهم چگونگی کارکرد این شیشه‌ها لازم است که با نوع خاصی از مواد شیمیایی به نام مواد فوتوکاتالیست آشنا شویم. فوتوکاتالیست‌ها موادی هستند که در حضور نور (فوتو) از خود خاصیت کاتالیستی نشان می‌دهند. یعنی اگر این مواد در معرض تابش نور قرار گیرند، می‌توانند سرعت انجام یک واکنش خاص را بدون دخالت در آن افزایش دهند. اگر اندازه ذرات دی‌اکسید تیتانیوم تا حد چند نانومتر کوچک باشد، این ماده آن‌قدر فعال می‌شود که می‌تواند به طور کامل با آلودگی‌ها، لکه‌های چربی و مواد آلی (که در دیواره سلولی باکتری‌ها هم وجود دارند) روی شیشه واکنش داده و آنها را به آب و دی‌اکسید کربن (CO2) تبدیل کند. این واکنش، چسبندگی ذرات آلودگی را به سطح کاهش می‌دهد. از سوی دیگر بر روی یک سطح بسیار آب‌دوست، آب به طور کامل و به صورت یک لایه پخش می‌شود. این لایه یکنواخت آبی می‌تواند ذرات و آلودگی‌هایی را که به طور ضعیفی به سطح متصل شده‌اند، از جا کنده و با خود پایین آورد.
فناوری نانو در صنایع ساختمان هم نقش بسزایی دارد، در این راستا بیشترین سهم را صنایع فولاد، شیشه و بتن ایفا می‌کنند. کاربرد نانو ذرات در صنعت ساختمان که مهمترین آنها نانولوله‌های کربنیCNT و دی اکسید تیتانیوم (TiO2) هستند، عموماً در سازه‌های اصلی باعث افزایش خواص مکانیکی نمونه‌ها شده و در بخش نازک کاری نیز کاربرد نانو پوشش‌ها در نمای داخلی و خارجی ساختمان‌ها نیز از اهمیت ویژه‌ای برخورداراست. به منظور درک فرایند خود تمیز شوندگی مصالح، یکی ویژگی هیدروفوبیک (آب گریزی) و دیگری ویژگی هیدروفیلیک (آب دوستی) مورد توجه قرار می‌گیرد. برای مثال، گل رس وسرامیک را می‌توان به ابعاد نانو درآورده و به صورت پودر با نانو پلیمرها مخلوط کرده و در محیطی خنثی، مصالحی سخت و مقاوم را که نمونه آن تا به حال دیده نشده بوجود آورد.
فرآیند تبدیل شیشه معمولی به یک شیشه خود تمیز شونده
در مرحله اصلی تولید شیشه خود تمیز شونده ابتدا باید نانو دی‌اکسید تیتانیوم را با عناصر دیگر دوبت کرد تا فرآیند فتوکاتالیستی با قدرت بیشتری در سطح شیشه انجام شود. پس از سنتز نانو ذرات باید این ذرات را به عنوان پوشش روی سطح شیشه قرار داد. تجربه نشان می‌دهد بهترین روش برای این کار غوطه‌ورسازی است. برای این کار محلولی از نانو دی‌اکسید تیتانیوم تهیه شده و شیشه در آن غوطه‌ور می‌شود. البته می‌توان از روش چاپ هم برای استقرار این پوشش در سطح شیشه استفاده کرد.
شیشه‌ها برای بدست آوردن قابلیت خود تمیز شوندگی باید به عنوان نیمه هادی عمل کنند لذا باید مدت زمان مناسبی در معرض تابش نور خورشید قرار گیرند برای این منظور در صورت عدم دسترسی به نور خورشید، برای شارژ این شیشه‌ها می توان از لامپ‌های UV نیز استفاده کرد. در شیشه‌های جدید از نانوتیتان‌های دوبت شده با دیگر عناصر به عنوان پوشش استفاده می‌شود که در بهبود خواص این شیشه‌ها نقش مهمی دارد و در این حالت برای شارژ شیشه‌ها نیازی به تابش خورشید یا اشعه فرابنفش نیست.
ویژگی و خصوصیات شیشه خود تمیز شونده که امروزه در بسیاری از صنایع مختلف از جمله صنعت ساختمان و خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد دائمی نیست و به مرور زمان از بین می‌رود البته اساس ساخت همه این شیشه‌ها استفاده از ذرات نانو دی‌اکسید تیتانیوم است، اما چگونگی تولید این شیشه‌ها و مواد افزودنی که در ترکیب با نانو ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد متفاوت است.
شیشه خود تمیز شونـده ( فتوکاتالیتی + آب دوستی) از سـال ۲۰۰۲ در بـازار در دسترس بوده‌اند. نانو ماده دی‌اکسید تیتانیوم با قرار گرفتن بر روی سطح شیشه، باعث پوشش فرورفتگی‌ها شده و سطح شیشه کاملاً مسطح می‌شود. از این رو مانع از کثیف و خیس شدن سطح می‌شود و در نتیجه با یک بار بارش باران و یا آب ریختن بر روی سطح تمامی کثیفی آن از بین می‌رود.
زمینه‌های استفاده از شیشه خود تمیز شونده
هیچ محدودیتی در استفاده از این شیشه‌ها وجود ندارد. این شیشه‌ها هیچ محدودیتی در دید ایجاد نکرده و می‌توانند به عنوان ضد بخار عمل کنند. این شیشه‌ها نه تنها خود تمیز شونده هستند بلکه ویژگی آنتی باکتریال هم دارند. باکتری‌ها هم ترکیباتی آلی دارند بنابراین در اثر فرآیند فتوکاتالیست این موجودات نیز از بین می‌روند. این ویژگی موجب می‌شود شیشه خود تمیز شونده کاربرد بیشتری داشته باشد. با توجه به اهمیت استفاده از تجهیزات آنتی باکتریال در موزه‌ها با هدف جلوگیری از تاثیر باکتری‌ها بر اشیای قدیمی به نظر می‌رسد این شیشه‌ها در موزه‌ها هم کاربرد داشته باشد، اما به طور کلی ساختمان و خودروها از مهمترین زمینه‌های کاربرد این شیشه‌هاست.
تولید کنندگان شیشه خود تمیز شونده
- شرکت آمریکایی Jita Enterprise nd تولید کننده دی اکسیدتیتانیوم است و از آن به عنوان یک فوتو کاتالیست در محصولات تهویه هوا و همچنین
- شیشه خود تمیز شونده استفاده می‌کند.
- شرکت آمریکایی PPG Industries, Inc شیشه خود تمیز شونده با نام تجاری Sun Clean تولید می‌کند.
- شرکت ژاپنی Asahi Glass شیشه خود تمیز شونده با نام تجاری Viewtec تولید می‌کند.
- شرکت ژاپنی Nippon Sheet Glass شیشه خود تمیز شونده با نام تجاری Cleartect تولید کرده است که مشخصات نوری شیشه را عوض نمی‌کند.
- شرکت Pilkington فناوری پوشش‌های خود تمیز شونده با نانو مواد فتوکاتالیستی را در پوشش دهی پنجره به کار گرفته است.
- شرکت Nanovations استرالیا محصولی با نام Np ۱۰۱۰ برای پوشش دهی شیشه‌ها دارد که علاوه بر قابلیت دفع آب و آلودگی، در برابر خش نیز مقاوم است. در ضمن در برابر شوینده‌های شیمیایی و اسید‌های ملایم نیز مقاوم بوده و تحمل حرارت تا ۲۵۰ درجه سانتی گراد را دارد.
