فرصت ۱۹۰هزار میلیاردی برای صنایع ایران در حوزه نانوکامپوزیت ها

به گزارش لاکو در میان شاخه های متعدد فناوری نانو نانوآمیزه سازی یا «نانوکامپاندینگ» یکی از کاربردی ترین و درآمدزاترین بخش ها محسوب می شود که به ویژه در صنایع پلیمر سرامیک و فلزات توانسته جایگاه برجسته ای به دست آورد. تصویر زیر بازار نانوآمیزه سازی با ارزش تخمینی ۱۹۰ هزار میلیارد ریالی را نشان می دهد که به دو بخش اصلی نانوکامپوزیت (ترکیب نانو با مواد پایه در سطح ساختاری) با سهم ۸۹ درصدی و نانو آمیزه (اختلاط نانومواد) با سهم ۱۱ درصدی تقسیم می شود.

بازار نانوکامپوزیت ها در ایران با ارزش تخمینی ۱۹۰۰۰۰ میلیارد ریال فرصتی بزرگ برای تحول صنعتی ایجاد کرده است. این بازار عمدتاً به دو بخش نانوکامپوزیت ها (۸۹ درصد) و نانوآمیزه ها (۱۱ درصد) تقسیم می شود. نانوکامپوزیت ها با ترکیب نانوذرات با مواد پایه نظیر پلیمر فلز و سرامیک ویژگی هایی مانند استحکام مقاومت شیمیایی و رسانایی را بهبود می بخشند. بخش عمده این بازار به نانوکامپوزیت های پلیمری تعلق دارد که کاربردهایی چون لوله های UPVC کیسه های زباله زیست تخریب پذیر و مخازن نگهداری آب را شامل می شود. این نانوکامپوزیت ها به دلیل خواص متنوع وزن سبک و فرآوری آسان در صنایع مختلف از جمله خودروسازی و بسته بندی ترجیح داده می شوند.

نانوآمیزه ها که در آنها نانوذرات بدون تغییر ساختار ماده پایه مخلوط می شوند در صنایع آرایشی بهداشتی و نساجی کاربرد دارند. در این بخش مواد پلیمری سهم بیشتری دارند؛ چرا که امکان توزیع یکنواخت نانوذرات را فراهم می کنند و خواص مختلفی همچون ضدباکتریایی و ضدآب را به مواد می دهند.

افزایش تقاضا برای نانوکامپوزیت های پلیمری به دلیل خواص ویژه ای چون وزن پایین مقاومت عالی در برابر شرایط محیطی و هزینه های تولید مقرون به صرفه است. همچنین این فناوری در مقیاس صنعتی قابل گسترش است و به دلیل کاربردهای گسترده در صنایع مادر رشد بالایی را تجربه می کند. در مجموع بازار نانوکامپوزیت ها به ویژه در بخش پلیمری نقشی کلیدی در پیشبرد صنعت ایران و رقابت پذیری جهانی خواهد داشت.

سهم ۸۹ درصدی نانوکامپوزیت ها از کل بازار نشان می دهد که فناوری نانو در ایران بیش از همه در حوزه «بهبود خواص ساختاری» مواد مورد استفاده قرار گرفته است. این ترکیب ها از طریق افزودن نانوذرات به بسترهایی مانند فلز پلیمر یا سرامیک تولید می شوند تا ویژگی هایی نظیر استحکام مقاومت شیمیایی رسانایی یا خواص حرارتی به طور چشم گیری بهبود یابد.

نانوکامپوزیت پلیمری با سهم ۸۶ درصدی از بازار بزرگ ترین زیرگروه این بازار هستند چرا که دارای کاربردهای عمده ای چون لوله و اتصالات UPVC کیسه زباله زیست تخریب پذیر و مخازن نگهداری آب هستند.

نانوکامپوزیت سرامیکی با سهم ۲ درصدی از بازار نفوذ بالایی در صنعت بتن کامپوزیت دندان و محفظه های احتراق دارد.

نانوکامپوزیت فلزی با سهم  یک درصدی از بازار دارای کاربردهای مهمی چون تولید میلگرد حاوی پودر نانوکامپوزیتی سره الکترود نقطه جوش و نازل جوشکاری است.

نانوآمیزه (اختلاط نانومواد) که سهم ۱۱ درصدی از بازار را دارد علی رغم سهم کمتر کاربردهای متنوعی را شامل می شود.

اقبال بیشتر به نانوکامپوزیت های پلیمری

یکی از مهم ترین مزایای نانوکامپوزیت های پلیمری چگالی بسیار پایین آنها نسبت به نانوکامپوزیت های فلزی و سرامیکی است. این ویژگی موجب می شود که در صنایعی نظیر خودروسازی هوافضا و بسته بندی که کاهش وزن نقش کلیدی در افزایش بهره وری انرژی و کاهش هزینه ها دارد استفاده از این دسته از نانوکامپوزیت ها ترجیح داده شود.

پلیمرها به دلیل خواص ترموپلاستیکی یا ترموست خود در دماها و فشارهای نسبتاً پایین تری فرآوری می شوند. فرایندهایی نظیر اکستروژن قالب گیری تزریقی و فیلم دمشی به راحتی برای تولید نانوکامپوزیت های پلیمری قابل انطباق هستند. در مقابل تولید نانوکامپوزیت های فلزی معمولاً نیازمند عملیات پیچیده ای نظیر آلیاژسازی ریخته گری یا فرآوری در دماهای بالا است؛ نانوکامپوزیت های سرامیکی نیز نیاز به فرآیندهایی با دمای بسیار بالا کنترل دقیق و تجهیزات گران قیمت دارند. این موضوع باعث می شود تولید نانوکامپوزیت های پلیمری از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه تر و قابل گسترش تر باشد.

در نانوکامپوزیت های پلیمری امکان تنظیم دقیق خواص مکانیکی حرارتی نوری ضدباکتریایی ضد UV و حتی زیست تخریب پذیری با انتخاب نوع نانوذره (نظیر گرافن نانورس نانولوله های کربنی نانوذرات نقره و …) مقدار آن و نحوه پخش شدن در ماتریس پلیمری وجود دارد. همچنین می توان با اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات چسبندگی بین فاز پخش شونده و فاز زمینه را بهینه کرد. این سطح از کنترل و مهندسی خواص در نانوکامپوزیت های فلزی و سرامیکی به مراتب محدودتر است.

نانوکامپوزیت های پلیمری به ویژه آن دسته که بر پایه پلیمرهای زیست پایه یا زیست تخریب پذیر توسعه می یابند از زیست سازگاری بالایی برخوردارند و در کاربردهای حساس مانند ایمپلنت های پزشکی بسته بندی دارویی سامانه های رهایش دارو و مهندسی بافت مورد استفاده قرار می گیرند. در مقابل نانوکامپوزیت های فلزی و سرامیکی در بسیاری از موارد به دلیل سمیت زیست سازگار نبوده و کاربرد محدودی در حوزه زیست پزشکی دارند.

نانوکامپوزیت های پلیمری به دلیل خواص متنوع و قابلیت سفارشی سازی بالا در حوزه های گسترده ای همچون صنایع خودروسازی بسته بندی مواد غذایی صنایع الکترونیک منسوجات هوشمند پوشش های ضدخوردگی عایق های الکتریکی و حرارتی و تجهیزات ورزشی کاربرد دارند. این تنوع کاربردی موجب افزایش تقاضا در صنایع مختلف و در نتیجه رشد سریع تر بازار این دسته از نانوکامپوزیت ها شده است.

مواد پایه پلیمری (نظیر پلی اتیلن پلی پروپیلن پلی آمید پلی وینیل کلراید و…) در مقایسه با فلزات و سرامیک ها از قیمت پایین تری برخوردارند. همچنین قطعات ساخته شده از نانوکامپوزیت های پلیمری معمولاً نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و مقاومت خوبی در برابر خوردگی رطوبت و مواد شیمیایی از خود نشان می دهند. این عوامل نیز در کاهش هزینه های چرخه عمر محصول تأثیر بسزایی دارند.

به نقل از ستاد نانو بسیاری از واحدهای صنعتی فعال در حوزه پلیمر امکان تولید نانوکامپوزیت های پلیمری را با کمترین تغییر در تجهیزات موجود دارند. این در حالی است که برای تولید نانوکامپوزیت های فلزی و سرامیکی نیاز به سرمایه گذاری در فناوری های خاص و تجهیزات پیشرفته وجود دارد که خود مانعی برای ورود به بازار در مقیاس صنعتی محسوب می شود.

پایان خبر لاکو