Керамика в эпоху нанотехнологии

5.3.4 Формы и краски 
 

     Цветочная тема иногда проявляется в виде рельефных  узоров, изредка оттененных цветом. Это частный случай еще одной  актуальной тенденции сезона: поверхность  керамических плиток приобретает все  более ярко выраженный рельеф, что  не случайно. Именно при сдержанной цветовой гамме и монохромных  решениях текстура и рельеф поверхности  выходят на первый план. Самые неожиданные  формы завораживают игрой света  и тени, разрушают однообразие  плоскостей. Раньше подобного эффекта  добивались с помощью рельефных  бордюров, декоративных вставок, мозаичных  элементов. Теперь же играет и переливается вся поверхность стен, наполняя пространство комнаты движением и жизнью. Наиболее динамично смотрится изогнутая  плитка - она навевает воспоминания о легком бризе и морских волнах. Тяга к рельефу находит продолжение  в оригинальной керамике, имитирующей  природный камень[20].

      
 
5.3.5 Каменный остров 

      
         Керамическая плитка и керамогранит "научились" в точности воспроизводить не только цвет минералов, но и их фактуру. Отполированная до зеркального блеска поверхность мрамора и гранита, хаотичный рисунок прожилок и полупрозрачная глубина травертина, оникса и кварцита, неповторимая шероховатость, легкая потертость туфа и известняка - имитации практически неотличимы от природных прототипов, будучи воплощенными в плитках любых размеров: от 10x10 до 60x60 и 120x60 см. Вероятность "встречи" элементов с одинаковым рисунком настолько мала, что на облицованной поверхности сложно отыскать две подобные плитки. Полы, выложенные керамической плиткой или керамогранитом в стиле антик, с небольшими сколами по краям, выглядят так, будто по ним прошло не одно поколение ваших предков. Кстати, подобные поверхности обладают противоскользящим эффектом, который сохраняется даже после намокания[21].  

      
5.3.6 Новое прочтение 

     Необычные метаморфозы происходят с востребованной во все времена мозаикой. Наряду с тессерами классической формы  производители предлагают элементы, напоминающие чешую рыб, плетенки, кружки и эллипсы, цветы и листья. Особенно неожиданно выглядит мозаика из мелких полудрагоценных камешков, кусочков необработанных камней, речной гальки. Отдельные элементы, закрепленные на сетке, собирают в модули, широкие пластинки или узкие полоски. Раньше подобные диковины воспринимались только в качестве декоративных украшений, а сегодня они приобретают все большую популярность и превращаются в основной отделочный материал. Подобное оформление ниш или одной стены становится нормой, а смельчаки умудряются отделать мозаикой практически все поверхности комнаты, включая пол и потолок[22].  
 
 
5.3.7 Керамический ковер 

     Многие  из нас признают красоту и изящество  сложных орнаментов тканых ковров или  виртуозных картин на художественном паркете. А вот затейливый керамический декор на полу холлов и репрезентативных зон наших квартир и домов - пока еще редкость. Однако именно впечатляющие яркие композиции из керамогранита  и керамической плитки - одна из актуальных тенденций этого сезона. Современные  методы криволинейной резки твердой  керамики позволяют четко выдерживать  контур каждого декоративного элемента, делать его точно калиброванным, несмотря на самую сложную форму. Согласитесь, розетоны с геометрическими  или цветочными узорами, изображение  карты мира, фантазийные рисунки - от простейших, составленных из нескольких плиток с заключенной внутри инкрустацией, до высокохудожественных картин - сделают  отделку пола интересной и неожиданной. Многие фирмы - продавцы керамогранита  и плитки предлагают складскую программу  декоративных панно. Изделия по эскизам  заказчика вырезают и компонуют  на фабрике-производителе[23].  

      
5.3.8 Притягательная экзотика 

      
       Иногда желание выделиться приводит к самым неожиданным результатам. Скажем, азартных игроков наверняка порадуют плитки, за стеклянной поверхностью которых находятся карты и фишки из казино. Не менее экстравагантен узор, созданный из хаотично разбросанных радиоэлементов и микросхем. Такие нетривиальные вещи производят фабрики, специализирующиеся на декорах и разнообразной экзотике. Например, Arсheo Ceramica заливает стеклом морские ракушки, камешки, травы и цветы, бабочек и жуков, располагая их на ярком фоне. Число возможных вариантов доходит до нескольких сотен. Тот, кто не найдет ничего подходящего, может предложить собственный оригинальный декор, выполненный из чего угодно, хоть из перламутровых пуговиц.

     Модны и мелкие декоративные детали: допустим, яркие бусины или сверкающие стразы. На заднюю сторону этих предметов  нанесен клеящий состав, и после  снятия защитной пленки их приклеивают  к керамической поверхности. Кто  бы мог подумать, что сегодня своеобразным элементом декора способна стать  и затирка! Специальные добавки  придают составу жемчужно-перламутровый  блеск, создают эффект сверкающих в  нем бриллиантовых блесток или  свечения в темноте. Главное - не терять чувства меры и вкуса[24].  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     

6 Керамика в эпоху нанотехнологии 

     Химические  нанотехнологии оперируют с хорошо известными химическими процессами, в которых участвуют хорошо известные  органические или неорганические элементы и структуры. Но участвуют они  лишь в "наноскопических" количествах. Если сравнить средние размеры наноэлемента с размерами обычного футбольного  мяча, то их соотношение будет таким  же, как у футбольного мяча с  земным шаром! В результате, аккуратно  выстраивая миниатюрные структуры  из знакомых элементов таблицы Менделеева, сегодня можно получить материалы  с удивительными свойствами, которые  порою даже противоречат здравому смыслу. Некоторые современные материалы  могут проявлять мощную клеящую  способность, являясь, однако, репелентами. Другие демонстрируют высочайшую твердость, но остаются гибкими. Покрытия из таких  тончайших материалов прозрачны, стойки к химическому воздействию, устойчивы  к коррозии, поэтому область применения здесь поистине безгранична. Один из секторов практических достижений нанотехнологий - это получение прочных и стойких  покрытий для керамики. Покрытий, которые  самоочищаются от грязи, либо к которым  грязь не пристает.

     В 1999 году немецкая компания Nanogate Technologies GmbH из Саарбрюкена победила в тендере, объявленном концерном Duravit AG, на разработку самоочищающегося покрытия для керамики - WonderGliss. На выставке CEVISAMA 2000 в Испании  был показан еще один продукт - покрытие для плитки Sekcid, разработанное  фирмой в результате стратегического  партнерства с испанским концерном Torrecid S.A. - одним из мировых лидеров  в сфере производства фритов и  глазурей для керамической промышленности. В настоящее время идет работа над продуктом Cleartec для душевых  кабин фирмы Duscholux GmbH.

     

     Суть  подхода Nanogate достаточно проста. Представьте  себе дощечку, из которой торчит лес  острых гвоздей, забитых изнутри. Или  массажную щетку. Представьте себе клочок бумаги, который будет изображать пятно грязи.

            
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 5 – Покрытие «гидротект»

     Примечание  – Источник: [25, рисунок 1] 
 

     

       
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 6 -  Капля воды садится на плитку с покрытием «гидротект»

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 2]

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 7 -  Капли воды соединяются и образуют равномерную пленку

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 3]

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 8 -  Водяная пленка равномерно стекает, унося все частички грязи

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 4]

     Сила  прилипания грязи обусловлена площадью поверхности их взаимного контакта. Если бы гвоздей не было и поверхность  была бы гладкой, то площадь контакта оказалась бы значительной и грязь  держалась бы прочно. Однако, из-за острых кончиков гвоздей площадь контакта минимальна, и грязь "парит на пуанте". Тоже самое происходит и  с каплей воды. Она не может "растечься" по остриям и поэтому сворачивается в шарик.

     Теперь, если слегка наклонить дощечку, то шарик  воды покатится по остриям и встретится с пятном грязи.

     Перед пятном "встает проблема выбора": либо продолжать неустойчиво балансировать  на остриях, либо "слиться" с гладкой  ровной поверхностью катящейся водяной  капли. Естественно, выбор решается в пользу второго варианта. И капли  воды, обволоченные повстречавшимися на пути хлопьями грязи, скатываются  вниз, оставляя за собой чистую сухую  поверхность.

     

            
 
 
 
 

     Рисунок 9 -  Капля масла на плитке с покрытием «гидротект»

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 5]

       
 
 
 
 

     Рисунок 10 -  Капля масла медленно отрывается

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 6]

       
 
 
 
 

     Рисунок 11 -  Капля масля отделяется

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 7] 

     Другой  подход применили исследователи  японского концерна TOTO. Они проводили  эксперименты с фотокатализатором  на основе двуокиси титана.

     Под воздействием ультрафиолетовых лучей  двуокись титана, модифицированная разработчиками на основе нанотехнологий, выделяет активный кислород из воды или атмосферного кислорода. Этот процесс подобен  фотосинтезу, в котором хлорофилл  использует солнечный свет, чтобы  превратить воду и углекислый газ  в кислород и глюкозу.Выделенного  активного кислорода вполне достаточно, чтобы окислять и расчленить органические материалы или пахучий газ, убивать  бактерии.

           

     В результате исследований были созданы  покрытия для керамических материалов с принципиально новыми свойствами - стерилизования, деодорирования помещений, разрушения частиц грязи. Особенно актуально  это для медицинских учреждений или для помещений, где готовят  пищу.

     

       
 
 
 
 
 

     Рисунок 11 -  «Гидротект (катализатор)»

     Примечание  – Источник:[25, рисунок 8]

     Дальнейшие  эксперименты с фотокатализатором  позволили открыть еще одно необычное  явление. При воздействии света  угол контакта поверхности с водой  начинает постепенно уменьшаться. И  через некоторое время поверхность  начинает проявлять свойства супергидрофильности.  Другими словами, поверхность не отталкивает воду вообще, вода не может существовать в форме капли, она полностью растекается тонкой пленкой по всей поверхности, превращается в тонкую прозрачную пленку. Базовые решения найденные японцами, были запатентованы в 1998 году (всего было зарегистрировано более 350 патентов) и получили коммерческое название Hydrotect.

     Эта технология была лицензирована германским кон-церном Deutsche Steinzeug, и в 2000 году на заводах Agrob-Buchtal было начато серийное производство керамической плитки для  облицовки фасадов KerAion Hydrotect.

           

     Любая атмосферная влага - туман, утренняя роса, дождь - постоянно образует на поверхности плитки KerAion Hydrotect тонкую пленку воды, которая, стекая с вертикальных или наклонных плоскостей фасада, увлекает за собой грязь, не дает ей накапливаться. А активный кислород, выделяющийся под воздействием ультрафиолета, расщепляет органические загрязнители.

     При этом ликвидируются и потенциальные  источники биоразрушения зданий - плесень, грибок, мох и лишайник.