Project: ΠΕΠ

Title: "ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ 2000-2006, Κοινοπραξίες Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης σε τομείς Εθνικής Προτεραιότητας, ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΕΞΥΠΝΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ"

Short Description: Το κύριο αντικείμενο του έργου είναι η ανάπτυξη και βελτιστοποίηση τεχνικών εναπόθεσης λεπτών νανοδομημένων επιστρωμάτων Teflon-like (CF_x) και οξειδίου του τιτανίου (TiO₂) σε κεραμικά οικοδομικά υλικά. Ο στόχος του προτεινόμενου έργου είναι η παρασκευή δύο (2) πρωτότυπων αυτο-καθαριζόμενων κεραμικών προϊόντων με ή χωρίς φωτοκαταλυτικές ιδιότητες τα οποία θα απευθύνονται:

Α. Το κεραμικό προϊόν με επίστρωση Teflon-like σε οικοδομικές εφαρμογές (κεραμοσκεπές) υψηλής αισθητικής, μεγάλου χρόνου ζωής και με ιδιαίτερη έμφαση στην καθαρότητα του χώρου (αρχιτεκτονική).

Β. Το κεραμικό προϊόν με επίστρωση υμενίων TiO₂ σε οικοδομικές εφαρμογές όπου ενδιαφέρει η υγιεινή του χώρου, η αντιμετώπιση της μόλυνσης της ατμόσφαιρας και η αντιβακτηριακή προστασία (νοσοκομεία, δημόσιοι χώροι, σχολικά κτίρια). Παρόμοια υλικά χρησιμοποιούνται ήδη πιλοτικά στην Ιαπωνία, την Ιταλία και τη Γαλλία με εντυπωσιακά αποτελέσματα όσον αφορά τη μείωση του ποσοστού των οξειδίων του αζώτου στην ατμόσφαιρα.

Η παρασκευή των έξυπνων κεραμικών υλικών θα βασιστεί στην υπερυδροφοβικότητα των λεπτών υμενίων για την περίπτωση των Teflon – like επιστρωμάτων και στις φωτοκαταλυτικές ιδιότητες των λεπτών υμενίων TiO₂. Η καινοτομία της πρότασης στηρίζεται στο ότι για την εναπόθεση και των δύο επιστρωμάτων θα χρησιμοποιηθεί η διεργασία χημικής εναπόθεσης με πλάσμα χαμηλής πίεσης αερίων καθώς αυτή η τεχνική δίνει τη δυνατότητα εναπόθεσης νανο-δομημένων υμενίων με πολύ χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις, πολύ μικρή κατανάλωση πρώτων υλών αλλά και ομοιόμορφης επικάλυψης υλικών με πολύπλοκη μορφολογία όπως είναι τα κεραμικά οικοδομικά υλικά. Συγκεκριμένα στο παρόν έργο θα χρησιμοποιηθεί η τεχνική εναπόθεσης μέσω ηλεκτρικών εκκενώσεων χωρητικής ζεύξης ραδιοσυχνότητας (13.56 MHz) η οποία είναι και η πιο διαδεδομένη βιομηχανική μέθοδος εναπόθεσης με πλάσμα σε τομείς όπως η μικροηλεκτρονική, η βιομηχανία τροφίμων, η σύγχρονη κλωστοϋφαντουργία, η αυτοκινητοβιομηχανία κ.α.   

Τα υποστρώματα επί των οποίων θα εναποτεθούν τα υμένια θα είναι διαφορετικής χημικής σύστασης και μορφολογίας έτσι ώστε να ελεχθεί η δυνατότητα εναπόθεσης σε όλο το φάσμα των προϊόντων της συνεργαζόμενης εταιρίας. Οι διεργασίες εναπόθεσεις με πλάσμα και των δύο υμενίων θα βελτιστοποιηθούν ως προς τη δομή τους (μικροσκοπία) και τη συνάφεια τους με τις κεραμικές επιφάνειες (adhesion test) αλλά και ως προς το βαθμό αυτοκαθαρισμού των κεραμικών υλικών. Για την εκτίμηση της δυνατότητας αυτοκαθαρισμού των κεραμικών επιφανειών θα χρησιμοποιηθούν για τα μεν υμένια Teflon-like μετρήσεις υδροφοβικότητας και επιφανειακής ενέργειας και για τα υμένια TiO₂μετρήσεις της  φωτοκαταλυτική τους ενεργότητα η οποία θα εκτιμηθεί με βάση την ικανότητα τους να διασπάσουν αέριους οργανικούς ρύπους υπό συνθήκες έκθεσης σε ηλιακή ακτινοβολία. 

Επιπλέον, στα κεραμικά με βελτιστοποιημένες επιστρώσεις Teflon-like και TiO₂ θα πραγματοποιηθούν προτυποποιημένες δοκιμές σύμφωνα με ΕΝ πρότυπα για κεραμικά οικοδομικά υλικά έτσι ώστε να ελεχθεί η επίδραση που έχουν τα υμένια στις ιδιότητες του κεραμικού υλικού αλλά και να ελεγχθεί αν τα υλικά διατηρούν την ικανότητα αυτοκαθαρισμού τους υπό ακραίες συνθήκες, διασφαλίζοντας έτσι τη δυνατότα  βιομηχανικής εφαρμογής των βελτιστοποιημένων επιστρωμάτων.

Τις διαδικασίες βελτιστοποίησης των τεχνικών εναπόθεσης, αναλυτικού χαρακτηρισμού και προτυποποιημένων δοκιμών στο τελικό προϊόν θα ακολουθήσει ο τεχνικός σχεδιασμός της ενσωμάτωσης αντιδραστήρα πλάσματος στη γραμμή παραγωγής καθώς και η τεχνο-οικονομική μελέτη της συνολικής διεργασίας εναπόθεσης των έξυπνων οικοδομικών υλικών. Οι δύο αυτές μελέτες θα διαμορφώσουν το συνολικό κόστος της παρασκευής και διάθεσης των δύο αυτών καινοτόμων προϊόντων και θα αποδείξουν τη βιωσιμότητα ή όχι ενός τέτοιου επειχηρηματικού σχεδίου με βάση τον υπάρχων ανταγωνισμό στην Ελληνική και Ευρωπαϊκή αγορά.  Στην εκτίμηση της βιωσιμότητας του εγχειρήματος θα ληφθούν υπ’ όψην και έμμεσα κέρδη που αναμένονται από τη χρησιμοποίηση τέτοιων υλικών όπως η σημαντική συνεισφορά τους στη προστασία του περιβάλλοντος ιδιαίτερα στην περίπτωση των φωτοκαταλυτικών υμενίων.

Start Date: 2006-01-01

End Date: 2008-12-31

Duration: 36 months

Project Status: Completed