H χρήση UV υλικών στον τομέα της αρχιτεκτονικής ανοίγει τον δρόμο για μια νέα εποχή τεχνολογικής καινοτομίας.
Η υπεριώδης (Ultraviolet, UV) ακτινοβολία αποτελεί κομμάτι του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος με μήκος κύματος μεταξύ του ορατού φωτός και των ακτινών Χ. Η ερευνητική κοινότητα προσπαθεί να αξιοποιήσει τις δυνατότητές της προς όφελος της κοινωνίας εδώ και δεκαετίες. Έτσι, σήμερα οι χρήσεις της έχουν διαφύγει τα όρια των εργαστηρίων και έχει γίνει μια απαραίτητη πηγή ενέργειας στην καθημερινότητά μας. Στην ουσία, το υπεριώδες φως αξιοποιείται ως καταλύτης για μια πληθώρα μετασχηματιστικών εφαρμογών σε διάφορους τομείς της καθημερινής ζωής. Στην υγειονομική περίθαλψη, η υπεριώδης ακτινοβολία χρησιμοποιείται για αποστείρωση, διασφαλίζοντας συνθήκες υγιεινής. Η βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών αξιοποιεί τη UV ακτινοβολία για την ταχεία σκλήρυνση των υλικών, ενώ οι σκληρυνόμενες με υπεριώδη ακτινοβολία επιστρώσεις στην αυτοκινητοβιομηχανία ενισχύουν την ανθεκτικότητα του σκελετού. Καθώς πλοηγούμαστε μεταξύ των τεχνολογικών συνόρων, η αξιοποίηση της υπεριώδους ακτινοβολίας αποδεικνύει την ευελιξία της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, προωθώντας καινοτομίες που επαναπροσδιορίζουν τα όρια του δυνατού στο διαρκώς εξελισσόμενο τεχνολογικό μας τοπίο.
Τα πλεονεκτήματα των UV υλικών
Οι καινοτόμες προτάσεις που συνεχώς προκύπτουν, αναδιαμορφώνουν και το τοπίο της αρχιτεκτονικής. Ανάμεσά τους συγκαταλέγονται τα υλικά εκείνα που αποκτούν τις τελικές τους ιδιότητες υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας (ultraviolet curing materials, εδώ απλώς UV υλικά). Τα UV υλικά, λοιπόν (επιχρίσματα, χρώματα, βερνίκια κ.α.), έχουν πλεονεκτήματα που προκάλεσαν την αναβάθμιση του τρόπου με τον οποίο προστατεύουμε και βελτιώνουμε τις επιφάνειες των δομικών στοιχείων. Τα πιο σπουδαία και χρήσιμα, τόσο για αρχιτέκτονες και σχεδιαστές όσο και για κατασκευαστές, είναι οι σύντομοι χρόνοι ωρίμανσης, η απαράμιλλη ανθεκτικότητά τους και το βιώσιμο προφίλ τους. Τα UV υλικά ωριμάζουν μέσω μίας χημικής αντίδρασης γνωστή ως φωτοκαταλυτικός πολυμερισμός, κατά την οποία το υλικό υφίσταται έναν ταχύτατο μετασχηματισμό, όταν εκτίθεται στο υπεριώδες φως. Αυτός ο μετασχηματισμός διευκολύνεται από φωτοεκκινητές, οι οποίοι απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία και πυροδοτούν τη χημική αντίδραση, σχηματίζοντας ένα ανθεκτικό φιλμ. Τα υλικά αποκτούν τις τελικές τους ιδιότητες τάχιστα, καθώς η αντίδραση ολοκληρώνεται σε χρόνους της τάξεως του δευτερολέπτου.
Προσαρμοστικότητα που διευκολύνει το αρχιτεκτονικό έργο
Από την φύση τους τα κατασκευαστικά έργα περιλαμβάνουν διάφορα υποστρώματα, όπως ξύλο, μέταλλο, σκυρόδεμα και γυαλί. Τα UV υλικά παρουσιάζουν αξιοσημείωτη πρόσφυση στα εν λόγω υποστρώματα. Αυτή η προσαρμοστικότητα επιτρέπει στους αρχιτέκτονες να απελευθερώσουν την δημιουργική τους τάση, διατηρώντας παράλληλα άριστη απόδοση σε διάφορες επιφάνειες. Ακόμα, η υψηλή αντοχή των υλικών στα χημικά και την μηχανική καταπόνηση διασφαλίζει ότι οι επιφάνειες παραμένουν σε άψογη κατάσταση, με ελάχιστο κόστος συντήρησης, για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επιπλέον της πληθώρας των υποστρωμάτων, τα δομικά στοιχεία περιλαμβάνουν υλικά με ποικιλία λειτουργικών ιδιοτήτων, όπως αντοχή στην χάραξη, αυτοκαθαρισμό, αντι-γκράφιτι, αντιμικροβιακά χαρακτηριστικά και πολλά άλλα. Τα UV υλικά ανταπεξέρχονται σε σχέση με τα ήδη εδραιωμένα δομικά υλικά και συνεχώς βελτιώνονται.
Υλικά φιλικά προς το περιβάλλον
Καθώς η περιβαλλοντική συνείδηση ωριμάζει, η ζήτηση φιλικών προς το περιβάλλον υλικών, έχει αυξηθεί. Τα UV υλικά ευθυγραμμίζονται άψογα με τις βιώσιμες αρχιτεκτονικές πρακτικές. Περιέχουν λιγότερες πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά με βάση διαλύτες. Επιπλέον, σημαντική ποσότητα των διαλυτών παίρνει μέρος στον σχηματισμό του τελικού φιλμ και δεν διαφεύγει στην ατμόσφαιρα (reactive thinners). Με αυτόν τον τρόπο, μειώνονται οι επιβλαβείς εκπομπές και βελτιώνεται η ποιότητα του αέρα των εσωτερικών χώρων.
Στον αντίποδα, τα UV υλικά μειονεκτούν των παραδοσιακών, καθώς ή ωρίμανσή τους απαιτεί επιπλέον εξοπλισμό, που περιλαμβάνει την πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας. Επιπλέον, οι προς επεξεργασία επιφάνειες θα πρέπει να είναι απλές, χωρίς εσοχές και κρυφά σημεία, καθώς η ακτινοβολία διαχέεται γραμμικά.
Οι κύριες διαφορές με τα φωτοκαταλυτικά χρώματα
Τα UV υλικά, όπως τα περιγράψαμε παραπάνω, δεν θα πρέπει να τα συγχέουμε με τα φωτοκαταλυτικά χρώματα και τα υλικά που περιέχουν UV φίλτρα. Και οι δύο αυτές κατηγορίες αποτελούν κομμάτι των παραδοσιακών υλικών, αλλά οι χρήσεις τους και οι ιδιότητές τους διαφέρουν. Τα UV υλικά, εκμεταλλεύονται την ικανότητα του υπεριώδους φωτός να ενεργοποιεί τις χημικές αντιδράσεις, ενώ τα φωτοκαταλυτικά χρώματα χρησιμοποιούν το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) για να προκαλέσουν χημικές αντιδράσεις υπό την επίδραση του φωτός. Από την άλλη, τα υλικά με UV φίλτρα απλώς φιλτράρουν το υπεριώδες φως, με σκοπό την προστασία των επιφανειών, χωρίς να εκμεταλλεύονται ενεργά την ακτινοβολία για χημικές αλλαγές. Συνεπώς, η κατανόηση αυτών των διαφορών είναι ουσιώδης για την καλύτερη αξιοποίηση των διαθέσιμων υλικών.
Συνοψίζοντας, η χρήση UV υλικών στον τομέα της αρχιτεκτονικής ανοίγει τον δρόμο για μια νέα εποχή τεχνολογικής καινοτομίας. Αυτά τα υλικά χαρακτηρίζονται από ταχείς χρόνους ωρίμανσης και εξαιρετική ανθεκτικότητα. Επιπλέον, εναρμονίζονται τέλεια με τις σύγχρονες ανάγκες για φιλικά προς το περιβάλλον υλικά, μειώνοντας τις εκπομπές οργανικών ρύπων και εξοικονομώντας ενέργεια. Παρά τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν σε θέματα εξοπλισμού και επιφάνειας εφαρμογής, τα UV υλικά ανοίγουν νέους ορίζοντες στον κλάδο της αρχιτεκτονικής.
H Δρ. Αργυρώ Παπασταύρου είναι Χημικός Έρευνας & Ανάπτυξης της Βιομηχανίας Χρωμάτων – Institute of Coating Technologies (IoCT)
Βιβλιογραφία
Exploring the Science, Technology and Applications of U.V. and E.B. Curing, R. Stephen Davidson, SITA Technology Limited, London, UK, 1999.
Radiation Curing, Coatings and Printing Inks, Patrick Glockner et al. Vincentz Network, Hannover, Germany, 2008