نانومواد — مبحث ۵ مقررات ملی ساختمان (فصل ۲۱)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «نانومواد» (بند ۵-۲۱) از مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان (مصالح و فرآورده‌های ساختمانی). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۱ سوال دارد.
فهرست مطالب
- نانوماده، فناوری نانو و نانومقیاس (۵-۲۱-۱-۱ تا ۴)
- خواص عملکردی نانوپوشش‌ها (۵-۲۱-۱-۵ تا ۹ و ۲۰)
- واژگان فنی نانوشیء و نانوساختار (۵-۲۱-۱-۱۰ تا ۱۹)
- دسته‌بندی: نانواشیاء و نانوساختارها (۵-۲۱-۲)
- استانداردها و ایمنی/بهداشت (۵-۲۱-۳ و ۵-۲۱-۴)
- سازگاری و بسته‌بندی/حمل/نگهداری (۵-۲۱-۵ و ۵-۲۱-۶)
خلاصه درسنامه
نانوماده، فناوری نانو و نانومقیاس (۵-۲۱-۱-۱ تا ۴)
- نانوماده: ماده‌ای که حداقل در یکی از ابعاد خارجی، ساختار داخلی یا ساختار سطحی، نانومقیاس باشد. ریزشدن ابعاد ذرات تا ابعاد نانومتری، خواص جدیدی به مواد ایجاد می‌کند و افزایش چشمگیر سطح ویژه، سرعت و میزان تأثیرگذاری آن‌ها را ارتقا می‌دهد.
- فناوری نانو: استفاده از دانسته‌های علمی در دستکاری و کنترل ماده در نانومقیاس، برای بهره‌برداری از پدیده‌ها/خواص وابسته به ساختار و اندازه — خواصی متمایز از اتم‌های منفرد و غیرقابل برون‌یابی از شکل توده‌ی همان ماده.
- نانومقیاس: محدوده‌ی اندازه‌ی تقریبی ۱ تا ۱۰۰ نانومتر. محصول فناوری نانو: هر محصولی که کارکرد یا ویژگی‌اش مبتنی بر فناوری نانو باشد یا با آن بهبود یافته باشد.
خواص عملکردی نانوپوشش‌ها (۵-۲۱-۱-۵ تا ۹ و ۲۰)
- فوتوکاتالیست: ماده‌ای که تحت تابش نور فرابنفش، آلودگی/ترکیبات ارگانیک (مانند باکتری) را با واکنش‌های اکسایش-کاهش متلاشی می‌کند؛ نمونه‌ها: نانو‌اکسید تیتانیوم و نانو‌اکسید روی.
- سطوح خودتمیزشونده: با نانومواد (به‌ویژه فوتوکاتالیست‌ها)، آلودگی سطح کاهش می‌یابد — یا با واکنش اکسایش-کاهش در مجاورت UV، یا با ایجاد سطوح بسیار آبدوست/آب‌گریز، یا هر دو.
- خاصیت ضدمیکروبی: توقف رشد باکتری/قارچ در سطح. پوشش ضدمه: کاهش تاری ناشی از چگالش بخار آب روی شیشه. پوشش ضدانعکاس: کاهش نور منعکس‌شده از سطح شیشه.
- پوشش‌های کم‌گسیل: کاهش انتشار امواج گرمایی طول‌موج بلند؛ دو مشخصه: شفافیت بالا نسبت به نور مرئی، و انعکاس بالای اشعه‌ی مادون‌قرمز.
واژگان فنی نانوشیء و نانوساختار (۵-۲۱-۱-۱۰ تا ۱۹)
- نانوشیء: ماده‌ای که یک، دو یا سه بعد خارجی‌اش نانومقیاس باشد. نانوذره: نانوشیئی که هر سه بعد خارجی‌اش نانومقیاس است. نانوصفحه: یک بعد نانومقیاس و دو بعد خیلی بزرگ‌تر. نانولیف: دو بعد نانومقیاس مشابه و سومین بعد خیلی بزرگ‌تر. نانولوله: نانولیف توخالی. نانومیله: نانولیف توپر.
- نانوساختار: ساختاری شامل بخش‌های مرتبط که یک یا چند بخشش در ناحیه‌ی نانومقیاس است. نانوتخلخل: حفره‌ای با دست‌کم یک بعد نانومقیاس. نانوپراکنش: نانواشیاء پراکنده در یک فاز پیوسته (مایع) با ترکیب متفاوت. نانوچندسازه: ماده‌ی جامد حاوی مخلوط چند ماده‌ی فازجدا با یک یا چند نانوفاز.
دسته‌بندی: نانواشیاء و نانوساختارها (۵-۲۱-۲)
- نانومواد به دو دسته‌ی کلی تقسیم می‌شوند: نانواشیاء و نانوساختارها.
- نانواشیاء در سه دسته: تک‌بعدی (نانوصفحه‌ها، شامل نانوفیلم و نانولایه)، دوبعدی (الیاف، میله‌ها و نانولوله‌ها)، و سه‌بعدی (نانوذرات).
- نانوساختارها در ۵ رده: پودر نانوساختار، نانوچندسازه، نانوکف، ماده‌ی نانومتخلخل و نانوپراکنش.
استانداردها و ایمنی/بهداشت (۵-۲۱-۳ و ۵-۲۱-۴)
- ویژگی‌ها و آزمایش‌های نانومواد باید با استانداردهای ملی، و در نبود آن، با استانداردهای معتبر بین‌المللی مطابقت داشته باشند.
- به‌سبب ریزی بسیار بالای مواد نانویی، احتیاط ویژه لازم است؛ هنگام کار با نانومواد پودری، ماسک مناسب و دستکش، و برای نانومواد پخش‌شده در مایع، دستکش لازم است.
- در صورت وجود خطرات زیست‌محیطی نانوماده، تولیدکننده موظف است آن را به اطلاع خریدار برساند؛ آیین‌کار سلامت و ایمنی در محیط‌های کار با نانومواد طبق استاندارد ۱۲۳۲۵.
- استفاده از محلول‌های نانویی برای ایجاد خواص روی چوب، باید در محیط دارای تهویه انجام شود.
سازگاری و بسته‌بندی/حمل/نگهداری (۵-۲۱-۵ و ۵-۲۱-۶)
- پیش از مصرف نانومواد در مصالح ساختمانی، تولیدکننده باید نوع کاربرد، مقدار دقیق مصرف و آثار سوء احتمالی را مشخص کند.
- نانومواد پودری باید در محیط‌های خشک و دور از رطوبت نگهداری شوند (مگر تولیدکننده رطوبت را بی‌اثر اعلام کرده باشد)؛ همچنین نباید در دمای بسیار بالا/پایین نگهداری شوند.
- تولیدکننده موظف است تاریخ تولید و انقضای نانومواد را روی بسته‌بندی درج کند؛ بسته‌بندی و حمل‌ونقل ایمن نانومواد طبق استاندارد ۱۳۷۳۶.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| بازه‌ی عددی نانومقیاس | تقریبا ۱ تا ۱۰۰ نانومتر |
| دو دسته‌ی کلی نانومواد | نانواشیاء و نانوساختارها |
| سه دسته‌ی نانواشیاء | تک‌بعدی (نانوصفحه)، دوبعدی (الیاف/میله/نانولوله)، سه‌بعدی (نانوذره) |
| پنج رده‌ی نانوساختارها | پودر نانوساختار، نانوچندسازه، نانوکف، ماده‌ی نانومتخلخل، نانوپراکنش |
| نمونه‌های فوتوکاتالیست | نانو‌اکسید تیتانیوم و نانو‌اکسید روی |
| تفاوت نانولوله و نانومیله | نانولوله توخالی؛ نانومیله توپر (هر دو نانولیف با دو بعد نانومقیاس مشابه) |
| مرجع آیین‌کار سلامت/ایمنی کار با نانومواد | استاندارد ملی ایران شماره‌ی ۱۲۳۲۵ |
| مرجع بسته‌بندی/حمل‌ونقل ایمن نانومواد | استاندارد ملی ایران شماره‌ی ۱۳۷۳۶ |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: نانوماده طبق بند ۵-۲۱-۱-۱ چگونه تعریف می‌شود؟
الف) ماده‌ای که حداقل در یکی از ابعاد خارجی، ساختار داخلی یا ساختار سطحی، نانومقیاس باشد
ب) هر ماده‌ای که رنگش سفید باشد
ج) فقط موادی که از فلز ساخته شده‌اند
د) هر ماده‌ای با وزن کمتر از یک گرم
پاسخ صحیح: گزینه الف — ماده‌ای که حداقل در یکی از ابعاد خارجی، ساختار داخلی یا ساختار سطحی، نانومقیاس باشد
طبق بند ۵-۲۱-۱-۱، به ماده‌ای که حداقل در یکی از ابعاد خارجی، یا ساختار داخلی یا ساختار سطحی نانومقیاس باشد، عنوان نانوماده اطلاق می‌شود.
طبق بند ۵-۲۱-۱-۱، به ماده‌ای که حداقل در یکی از ابعاد خارجی، یا ساختار داخلی یا ساختار سطحی نانومقیاس باشد، عنوان نانوماده اطلاق می‌شود.
سوال ۲: طبق بند ۵-۲۱-۱-۴، نانومقیاس چه بازه‌ی عددی‌ای دارد؟
الف) ۱ تا ۱۰۰ نانومتر
ب) ۱ تا ۱۰۰ میکرومتر
ج) ۱ تا ۱۰۰ میلی‌متر
د) ۱ تا ۱۰۰۰ پیکومتر
پاسخ صحیح: گزینه الف — ۱ تا ۱۰۰ نانومتر
طبق بند ۵-۲۱-۱-۴، نانومقیاس محدوده‌ی اندازه‌ی تقریبی ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است.
طبق بند ۵-۲۱-۱-۴، نانومقیاس محدوده‌ی اندازه‌ی تقریبی ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است.
سوال ۳: طبق بند ۵-۲۱-۱-۱۱ و ۱۲، تفاوت نانوذره و نانوصفحه در چیست؟
الف) نانوذره هر سه بعد خارجی‌اش نانومقیاس است؛ نانوصفحه فقط یک بعد نانومقیاس و دو بعد خیلی بزرگ‌تر دارد
ب) نانوذره همیشه توخالی است؛ نانوصفحه همیشه توپر است
ج) هیچ تفاوتی ندارند
د) نانوصفحه فقط در آزمایشگاه وجود دارد
پاسخ صحیح: گزینه الف — نانوذره هر سه بعد خارجی‌اش نانومقیاس است؛ نانوصفحه فقط یک بعد نانومقیاس و دو بعد خیلی بزرگ‌تر دارد
طبق بند ۵-۲۱-۱-۱۱، نانوذره نانوشیئی است که هر سه بعد خارجی‌اش نانومقیاس باشد؛ طبق بند ۵-۲۱-۱-۱۲، نانوصفحه نانوشیئی است که یک بعد خارجی‌اش نانومقیاس و دو بعد دیگر خیلی بزرگ‌تر باشد.
طبق بند ۵-۲۱-۱-۱۱، نانوذره نانوشیئی است که هر سه بعد خارجی‌اش نانومقیاس باشد؛ طبق بند ۵-۲۱-۱-۱۲، نانوصفحه نانوشیئی است که یک بعد خارجی‌اش نانومقیاس و دو بعد دیگر خیلی بزرگ‌تر باشد.
سوال ۴: طبق بند ۵-۲۱-۲، نانومواد به چه دو دسته‌ی کلی طبقه‌بندی می‌شوند؟
الف) نانواشیاء و نانوساختارها
ب) نانوفلزات و نانوپلاستیک‌ها
ج) نانوآلی و نانومعدنی
د) نانوسبک و نانوسنگین
پاسخ صحیح: گزینه الف — نانواشیاء و نانوساختارها
طبق بند ۵-۲۱-۲، نانومواد به دو دسته‌ی کلی نانواشیاء و نانوساختارها طبقه‌بندی می‌شوند.
طبق بند ۵-۲۱-۲، نانومواد به دو دسته‌ی کلی نانواشیاء و نانوساختارها طبقه‌بندی می‌شوند.
سوال ۵: طبق بند ۵-۲۱-۲-۲، نانوساختارها در چند رده قرار می‌گیرند؟
الف) ۲ رده
ب) ۳ رده
ج) ۵ رده
د) ۱۰ رده
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۵ رده
طبق بند ۵-۲۱-۲-۲، نانوساختارها در ۵ رده قرار می‌گیرند: پودر نانوساختار، نانوچندسازه، نانوکف، ماده‌ی نانومتخلخل و نانوپراکنش.
طبق بند ۵-۲۱-۲-۲، نانوساختارها در ۵ رده قرار می‌گیرند: پودر نانوساختار، نانوچندسازه، نانوکف، ماده‌ی نانومتخلخل و نانوپراکنش.
سوال ۶: طبق بند ۵-۲۱-۴-۴، در صورت وجود خطرات زیست‌محیطی نانوماده، چه کسی موظف به اطلاع‌رسانی است؟
الف) تولیدکننده، به خریدار
ب) خریدار، به تولیدکننده
ج) دولت، بدون نیاز به اطلاع تولیدکننده
د) هیچ‌کس، این موضوع اختیاری است
پاسخ صحیح: گزینه الف — تولیدکننده، به خریدار
طبق بند ۵-۲۱-۴-۴، در صورت وجود خطرات زیست‌محیطی نانوماده، تولیدکننده موظف است آن را به اطلاع خریدار برساند.
طبق بند ۵-۲۱-۴-۴، در صورت وجود خطرات زیست‌محیطی نانوماده، تولیدکننده موظف است آن را به اطلاع خریدار برساند.
سایر فصل‌های مبحث ۵
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: سیمان هیدرولیکیفصل ۳: آهک و فرآورده‌های آنفصل ۴: گچ و فرآورده‌های آنفصل ۵: ملات‌های ساختمانیفصل ۶: سنگ‌های ساختمانیفصل ۷: سنگدانه‌هافصل ۸: کاشی سرامیکیفصل ۹: فرآورده‌های سفالی و آجرهافصل ۱۰: فرآورده‌های سیمانیفصل ۱۱: قیر و قطرانفصل ۱۲: عایق‌های رطوبتیفصل ۱۳: عایق‌های حرارتیفصل ۱۴: شیشهفصل ۱۵: یراق‌آلات ساختمانیفصل ۱۶: رنگ و پوشش‌های ساختمانیفصل ۱۷: پلیمرهای ساختمانیفصل ۱۸: چوب و فرآورده‌های آنفصل ۱۹: آهن، فرآورده‌های آهنی و مصالح جوشکاریفصل ۲۰: فلزات غیرآهنی
مباحث مرتبط
مبحث ۵: مصالح و فرآورده‌های ساختمانیهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی