Как и другие отрасли промышленности, мебельная промышленность пытается добиться большей эффективности, сводя к минимуму использование материалов, минимизируя отходы и оптимизируя потребление энергии, одновременно улучшая характеристики своей продукции.
Нанотехнологии и наноматериалы могут сыграть важную роль в достижении этих целей. В ближайшем будущем использование наноматериалов в мебели может привести к снижению потребности в клеях и функциональном текстиле.
Ожидайте увидеть "умную" мебель - мебель, которая нагревается, когда холодно; становится непрозрачной, когда солнце светит интенсивно; по желанию; имеет антибактериальные покрытия, которые активируются при контакте или самовосстанавливающие покрытия для устранения царапин и мелких повреждений; встроенную электронику, которая сигнализирует вам, например, когда кончаются запасы продовольствия и т.д.
Стекло
В последние годы нанотехнологии применялись для разработки и производства различных типов стекла, таких как неотражающее стекло, защитное стекло, теплоизоляционное стекло (на основе инфракрасного отражения или поглощения света) и биоцидное стекло. Существует множество возможностей применения данных технологий. Подумайте о стеклянных шкафах, лампах, столах, офисной мебели или медицинской мебели. Однако, по словам крупных игроков рынка, таких как Сен-Гобен и Пилкинтон, их на рынке синновационное стекло применяется очень мало. Это связано с тем, что в тех случаях, когда используется стекло, части мебели формируются и обрабатываются изготовителем стекла. Изготовитель мебели только собирает конечный продукт.
Исследователям уже удалось разработать "многофункциональное" стекло, основанное на поверхностных нанотекстурах, обладающее множеством конических свойств, самоочищающееся и устойчивых к запотеванию и бликам.
Дерево
Использование нанотехнологий для улучшения древесины происходит на разных уровнях. Во-первых, на этапе производства материала, в лесном хозяйстве, где нанотехнологии применяются для производства более устойчивых изделий из древесины. Нанотехнология используется, например, при разработке биоцидов для защиты древесины от вредителей или грибков.
Когда древесина используется для производства новых продуктов, нанотехнологии позволяют исследователям более детально изучать характеристики древесины. Наноиндентирование - это метод, который используется в этих исследованиях, но также SEM (сканирующая электронная микроскопия) или TEM (трансмиссионная электронная микроскопия) - это методы, используемые в этих исследованиях, в которых используются инновации в оборудовании на наноуровне. Эти типы исследований приводят к лучшему пониманию характеристик древесины, что особенно интересно для изделей с высокими требованиями, например, где прочность является критическим фактором.
При производстве древесных композитов, таких как древесно-стружечные плиты, MDF или OSB, нанотехнологии могут помочь увеличить долговечность композитного материала. Например, путем улучшения клеевой системы. Одной из проблем, связанных с долговременными эксплуатационными характеристиками древесины и древесных композитов, является их набухание по толщине при воздействии воды. Разработаны различные технологии с использованием нанотехнологий, которые уменьшают это набухание.
Композиты
Для древесных композитов были описаны потенциальные применения, в которых используются нановолокнистые волокна для оптимизации прочности и характеристик композитных материалов. Однакор этим технологии ещё не нашли широкого применения на рынке.Добавление нановолокон для оптимизации прочности композиционных материалов является относительно дорогостоящим и, по-видимому, не таким эффективным, как предполагалось в более ранних исследованиях. Для многих применений на уровне конструктивного материала микроскопические волокна одинаково эффективны с дополнительным преимуществом с точки зрения затрат. Однако на уровне характеристик поверхности нанокомпозиты могут иметь дополнительную ценность.
Металлы
Улучшения металла с использованием нанотехнологий происходят на уровне модификации структуры металла или на уровне модификации поверхности.
Лучшее управление процессом производства металла на наноуровне материала позволяет изготавливать более прочные и долговечные металлы. Этот тип модификации происходит на уровне структуры металла. Это означает организацию структуры металла на наноуровне и не обязательно включает добавление наноматериалов. С этими металлами можно изготовит больше легких конструкций с такими же характеристиками, которые были достигнуты и ранее, но были намного тяжелее.Одним из примеров использования этой технологии является корпус Audi A6, где снижение веса напрямую окупается меньшем расходом топлива.
Модификация поверхности металлов направлена на окрашивание, защиту от окисления и коррозии и повышение стойкости к царапинам. Один из способов сделать это - через процесс гальваники с использованием солей металлов. Наноразмерение этих солей приводит к оптимальному покрытию поверхности, что приводит к гораздо более прочному защитному слою, который лучше устойчив к внешним факторам, таким как коррозия, окисление и царапины.
Этот метод, немного более дорогой, чем гальваническое покрытие низкого качества, он предпочтительнее будет использоваться для изготовления более дорогой высококачественной мебели или для мебели с особыми требованиями, например, яхты.
Наноразмерные пигменты, такие как TiO 2, можно использовать для изменения цвета в зависимости от точного размера частиц. Соответственно, гальванопокрытие может быть использовано для получения красиво окрашенных металлов в оттенках от желтого и синего до пурпурного.
Текстиль
Нанотекстиль может быть изготовлен различными способами. Ключевое различие между ними заключается в том, интегрированы ли синтетические наночастицы в волокна или текстиль или нанесены в виде покрытия на поверхность, и (или) добавлены ли наночастицы в наноразмерные волокна или покрытие.
Однако информация о методах изготовления, самих наноматериалах и используемых количествах, а также о «жизненном цикле» «обработанного наноматериалами» текстиля для продажи в значительной степени недоступна для потребителя.
Области применения нанотехнологий - это легко моющиеся ткани, биоцидные ткани или ткани из наноцеллюлозы, что позволяет изготавливать новые экологически чистые материалы.
Клеи
В открытой литературе имеется только очень ограниченная информация, описывающая возможные применения наноматериалов для оптимизации адгезивов для мебели. Описанные наноматериалы основаны на соединениях диоксида кремния или силана, которые действуют как сшивающие агенты в структуре адгезивного полимера (т.е. для оптимизации характеристик адгезива) или в качестве стабилизатора адгезивов на водной основе для тонкой настройки вязкости продукта.
Одна наноинновация, направленная на оптимизацию взаимодействия материалов при склеивании, разработана NanoFab. Техника, называемая электронным плазменным распылением, используется для придания шероховатости поверхности подложки, которая должна быть склеена. В принципе, эта подложка может быть любым материалом, например текстилем, композитом или пластиком или резиной. Шероховатость происходит на наноуровне и может быть описана как чрезвычайно тонкое истирание. Результатом является высоко оптимизированное взаимодействие между клеем и поверхностью подложки, приводящее к образованию высокопрочной адгезии и более прочных мебельных изделий.
Покрытия
Поскольку наноматериалы, как правило, являются новыми и дорогими, а большая часть мебельного сектора является относительно консервативной, основные изменения в разработке продуктов наблюдаются при применении нанопокрытий. Эти нанопокрытия, как правило, используют для придания определенной функциональности, что позволяет наносить его на самые разные подложки.
Области применения этих нанопокрытий
- Устойчивые к царапинам покрытия
- –Анти граффити покрытия
- –Легкие в уходе и водоотталкивающие покрытия
- –УФ-защитные покрытия
- Самоочищающиеся покрытия
- - бактерицидные покрытия
