Διαβάστε το άρθρο του Πέτρου Μοσχίδη από το τελευταίο τεύχος του περιοδικού Architect των εκδόσεων BOUSSIAS.
Φανταστείτε μια εικόνα από ταινία επιστημονικής φαντασίας: το έτος, είναι 2050. Διασχίζετε μια βιομηχανική περιοχή στα προάστια της Αθήνας με το αυτόνομο αυτοκίνητό σας, θαυμάζοντας τη θέα. Δεξιά και αριστερά του δρόμου, ρομπότ κάνουν ψηγματοβολή στις δεξαμενές καυσίμων, ενώ ταυτόχρονα συλλέγουν το υλικό ώστε να ανακυκλωθεί 100% σε νέα βαφή. Drones πετάνε εφοδιασμένα με ειδικούς προσαρμοσμένους περιέκτες, εφαρμόζοντας την προστατευτική βαφή με τα ενσωματωμένα πιστόλια airless.
Αυτό το μελλοντικό σενάριο μπορεί να φαίνεται υπερβολικό όμως, ορισμένες από αυτές τις τεχνολογίες είναι ήδη υπό ανάπτυξη και ενδέχεται να είναι μέρος της καθημερινότητας μας σε 20-30 χρόνια από σήμερα.
Η χρήση drones στη ναυτιλία, για την αφαίρεση των βιοεπιστρώσεων (biofouling) από τα ύφαλα των πλοίων, είναι μια τεχνολογία που ήδη εφαρμόζεται. Τόσο στα ναυπηγεία όσο και εν πλω στα καράβια. Η συλλογή και ανακύκλωση των αποβλήτων που παράγονται από την ψηγματοβολή και την υδροβολή στα ναυπηγεία είναι ήδη θέματα ερευνητικών προγραμμάτων σε όλο τον κόσμο.
Η πρόβλεψη των μελλοντικών τεχνολογικών εξελίξεων στη βιομηχανία χρωμάτων δεν είναι εύκολη. Το μόνο σίγουρο είναι πως τα επόμενα χρόνια τα χρώματα, θα χρειαστεί να έχουν επιπλέον λειτουργίες πέραν της προστασίας και διακόσμησης των επιφανειών. Τα λεγόμενα λειτουργικά επιχρίσματα (functional coatings).
Οι φυσικοί πόροι στον πλανήτη μας είναι πεπερασμένοι και στο μέλλον δεν θα έχουμε τη δυνατότητα να εξορύξουμε νέα υλικά. Για παράδειγμα, η μετατροπή της άμμου σε πυρίτιο υψηλής ποιότητας για ηλιακά πάνελ, έχει υψηλό κόστος και είναι μια ενεργοβόρα διαδικασία. Θεωρείται σίγουρο ότι κάποια στιγμή τα χρώματα θα είναι σε θέση να μετατρέπουν μέρος της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Δηλαδή θα μεταμορφώνουν την όψη ενός κτιρίου σε ένα ενιαίο φωτοβολταϊκό στοιχείο.
Τα χρώματα παθητικής πυροπροστασίας, είναι ένα ακόμα παράδειγμα λειτουργικών επιχρισμάτων. Όσο περνάνε τα χρόνια γίνεται όλο και μεγαλύτερη η ζήτησή τους, σε χώρους εργασίας, σχολεία, γήπεδα, και σε παλιές κατοικίες που ανακαινίζονται. Τοίχοι, δάπεδα, πόρτες, παράθυρα ακόμα και τα έπιπλα θα είναι βαμμένα με κατάλληλα χρώματα ώστε σε περίπτωση πυρκαγιάς να καθυστερούν την ανάπτυξη της φωτιάς. Δίνοντας έτσι, περισσότερο χρόνο στους ανθρώπους να εγκαταλείψουν τον χώρο με ασφάλεια.
Ήδη σε ερευνητικό στάδιο έχουν αναπτυχθεί χρώματα που δεσμεύουν το CO2 (Carbon Capture Coatings). Η αρχή λειτουργίας τους εμπνεύστηκε από τα φύκια. Προϋπόθεση, είναι τα χρώματα να εφαρμοστούν σε επιφάνειες εκτεθειμένες στο φως, όπου θα δρουν βιομημητικά, με έναν μηχανισμό αντίστοιχο της φωτοσύνθεσης, απομακρύνοντας το CO2 από την ατμόσφαιρα. Βάσει πειραματικών δεδομένων του American Coatings Assosiation, τρεις κουβάδες χρώματος των 15 λίτρων ο καθένας, όταν εφαρμοστούν απομακρύνουν 14 κιλά CO2 ετησίως – την ίδια ποσότητα που απομακρύνει ένα ενήλικο δέντρο 250 κιλών σε ένα χρόνο.
Τα χρώματα ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, είναι ένα ακόμα είδος λειτουργικών επιχρισμάτων, τα οποία μπλοκάρουν σημαντικό ποσοστό της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Περιέχουν μεταλλικές νιφάδες κάποιου μετάλλου (συνήθως νικέλιο , χαλκό ή ασήμι) και εφαρμόζονται σε επιφάνειες με σκοπό να εμποδίσουν τη διέλευση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Βρίσκουν εφαρμογή σε αίθουσες διακομιστών (servers), χειρουργεία, εργαστήρια νοσοκομείων κλπ. Είναι επίσης χρήσιμα όταν απαιτούνται υψηλά επίπεδα θωράκισης για σπίτια ή υπνοδωμάτια κοντά σε ραδιοπομπούς, πύργους κινητής τηλεφωνίας, καλώδια ρεύματος ή άλλες πηγές έντονης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Άλλα παραδείγματα λειτουργικών επιχρισμάτων που βρίσκονται ήδη στην αγορά, είναι τα φωτοκαταλυτικά χρώματα, τα αντιμικροβιακά χρώματα, τα αυτοθεραπευόμενα χρώματα (self healing) και τα ψυχρά χρώματα. Τα φωτοκαταλυτικά χρώματα με τη βοήθεια του ορατού φωτός και ενός ειδικού τύπου διοξειδίου του τιτανίου, διασπούν ανεπιθύμητες οργανικές ουσίες, προσφέροντας καλύτερη ποιότητα εσωτερικού αέρα. Τα αντιμικροβιακά χρώματα περιέχουν συνήθως νανοσωματίδια αργύρου και αναστείλουν τη δράση των παθογόνων οργανισμών. Βάφονται σε επιφάνειες που έρχονται σε συχνή επαφή με πηγές μικροβίων, προστατεύοντας τον άνθρωπο από ασθένειες και λοιμώξεις.
Τα αυτοθεραπευόμενα χρώματα (self healing), διαθέτουν την ικανότητα να επιδιορθώνουν βαθιές χαρακιές και γρατζουνιές μόνα τους ή με κάποια εξωτερική διέγερση. Χρησιμοποιούνται ήδη στα βερνίκια αυτοκινήτων και συνήθως περιέχουν μικροκάψουλες με ένα ειδικό υλικό που όταν χαραχθεί η επιφάνεια τους, η κάψουλα σπάει και απελευθερώνει το υλικό αυτό “επουλώνοντας” τη φθορά. Σε κάποια αυτοθεραπευόμενα χρώματα η επούλωση της επίστρωσης ενεργοποιείται με την θερμότητα (60 – 80 °C) για μερικά δευτερόλεπτα με μια απλή συσκευή, όπως ένα οικιακό πιστολάκι μαλλιών ή ακόμα και με ζεστό νερό.
H τεχνολογία των ψυχρών χρωμάτων προσφέρει υψηλή ανακλαστικότητα στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας (700 – 2500nm), ακόμα και σε σκούρες αποχρώσεις. Λόγω της μικρότερης απορροφούμενης ενέργειας, μειώνεται αισθητά το κόστος ψύξης των κτιρίων. Επίσης, περιορίζεται η θερμική καταπόνησή των υλικών, εξασφαλίζοντας σημαντική παράταση της διάρκειας ζωής των κατασκευών.
Όσο λαμβάνει χώρα η μετάβαση από το Industry 4.0 στο Construction 5.0, όλο και περισσότερες τεχνολογίες που ήδη εφαρμόζονται σε άλλους τομείς της βιομηχανίας, ενσωματώνονται στον κλάδο των χρωμάτων. Πλησιάζει η στιγμή που θα δούμε τα «έξυπνα χρώματα». Χρώματα, που θα περιέχουν ενσωματωμένους ειδικούς αισθητήρες στη σύστασή τους. Οι αισθητήρες αυτοί, θα εγκιβωτίζονται στη βαμμένη επιφάνεια και θα συλλέγουν δεδομένα, παρακολουθώντας συνεχώς την κατάσταση της βαμμένης επιφάνειας και τις περιβαλλοντικές συνθήκες, παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της κατασκευής. Με αυτό τον τρόπο, θα συνεισφέρουν στη μείωση των απαιτήσεων συντήρησης των κατασκευών.
Μεγάλη πρόοδος έχει γίνει στα χρώματα δίχως διαλύτες. Όχι μόνο δίχως οργανικούς διαλύτες (VOCs), αλλά και χωρίς νερό. Σήμερα, ένα μεγάλο ποσοστό της σύστασης των χρωμάτων αφορά διαλύτες (νερό ή/και οργανικούς διαλύτες) που μετά την εφαρμογή εξατμίζονται και δεν αποτελούν μέρος του προστατευτικού υμένα. Ένα τέτοιο σενάριο θα βοηθούσε τόσο στη μείωση των εκπομπών αερίων, όσο και στη μείωση του κόστους διακίνησης αφού τα προϊόντα θα έχουν μεγαλύτερη αξία και θα καταλαμβάνουν μικρότερο όγκο.
Όπως παρουσιάστηκε στο session “Science today, Coatings Tomorrow” του Coating Forum 2023, μία από τις σημαντικότερες εξελίξεις των τελευταίων ετών είναι η έλευση των Quantum Pigments, πιγμέντα που αποτελούνται από Quantum Dots, τεχνολογία που βραβεύτηκε με το Nobel Χημείας το 2023. Τα Quantum Pigments θα δώσουν στα χρώματα μεγαλύτερη φωτεινότητα, παραμένοντας consistent. Προσφέροντας δηλαδή πάντα το ίδιο χρώμα, εκπέμποντας με ακρίβεια νανομέτρου. Έτσι, η πραγματικότητά μας θα αλλάξει με πιο φωτεινά χρώματα αναβαθμίζοντας γενικότερα τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τα χρώματα έως τώρα.
Όλα τα παραπάνω, έχουν έναν κοινό στόχο. Την εύρεση καινοτόμων και βιώσιμων λύσεων με σκοπό την ελαχιστοποίηση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των χρωμάτων, τον περιορισμό χρήσης μη ανανεώσιμων φυσικών πόρων και τη βελτίωση της ποιότητας ζωής των ανθρώπων.
