In Umgebungen, in denen jedes zusätzliche Gewicht eine Überlegung wert ist, Wasser nicht im Überfluss vorhanden ist, Bakterien immer noch Bakterien sind und die Strahlungswerte hoch sind, ist ein Bereich wie das WC, sei es in einem interplanetarischen Habitat, einem Raumschiff oder einem anderen Bereich, der im Weltraum benötigt wird, ein für Krankheitserreger anfälliger Bereich, der immer wieder gereinigt werden muss, oft mit scharfen Chemikalien. Dieses Szenario schafft eine Reihe von Problemen, bei denen:

a) Bakterien eine Resistenz gegen Reinigungsmittel entwickeln und

b) das Wasser, das wahrscheinlich zu knapp ist, durch chemische Rückstände beeinträchtigt wird.

c) chemische Aerosole, die in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft schweben, werden in einem geschlossenen System, das nicht wie auf der Erde belüftet werden kann, gefährlich.

Da es bei Erkundungsmissionen nur wenige oder gar keine zugänglichen Wasserwege (z. B. Flüsse, Bäche usw.) gibt, ist es von entscheidender Bedeutung, das verfügbare Süßwasser zu schützen, indem alternative Strategien zur Bekämpfung von Krankheitserregern in WC-Systemen in Raumfähren und interplanetaren Lebensräumen entwickelt werden, indem Quantum-Materialien verwendet werden, die ohne Photoaktivierung in Sanitärsystemen Schutz bieten und Keramiksysteme robuster machen.

DIE GRUNDURSACHE DES STRUKTURELLES VERSAGEN IN DER KERAMIK

Zwei Faktoren stellen die Integrität einer Keramik- oder Porzellanfliese in Frage und bestimmen letztlich ihre Widerstandsfähigkeit gegen Risse, Flecken und Zersetzungserscheinungen: Poren und Porosität. Porosität bezieht sich im Wesentlichen auf das Verhältnis von Hohlräumen zu Feststoffen in einer Fliese. Diese tragen zu mechanischen Schwachstellen in einem keramischen Material bei. Die Porosität wird anhand der Wassermenge gemessen, die eine Fliese aufnehmen kann, ausgedrückt als Prozentsatz ihres Eigengewichts. Poren hingegen sind Löcher oder Öffnungen auf der Außenfläche des Materials.

FOLGEN VON POREN UND POROSITÄT IN DER KERAMIK

Porosität führt dazu, dass Keramik und Porzellan während des Fugenvorgangs Flecken bekommen, insbesondere wenn die Fugenmörtel einen hohen Gehalt an farbigen Oxiden aufweisen. Poren erhöhen den Reibungskoeffizienten der Oberfläche und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass sich Schmutz und Bakterien in unterirdischen Behältern ansammeln und festsetzen. Oberflächenporen werden nicht quantifizierbar gemessen und daher nicht als Teil der Keramik- oder Porzellannorm verwendet. Die Folge der oben genannten Faktoren ist jedoch, dass Poren genau die gleichen Probleme verursachen wie Porosität.

Grundsätzlich führt das Eindringen von Zersetzungsmitteln durch Poren und Risse zu Strukturversagen. Unsere Quant-Ceramic-Nanoadditive haben mindestens eine Partikeldimension, die 100.000 Mal kleiner ist als eine menschliche Haarsträhne. Das bedeutet, dass die Nanomaterialien klein genug sind, um Risse und Poren auf der Oberfläche im Submikrometerbereich zu füllen und gleichzeitig die Porosität des gesamten keramischen Verbundmaterials zu verringern. Die verringerte Porosität senkt die Wasserdurchlässigkeit und minimiert die durch Frost verursachte Rissbildung in der Mond- und Marsumgebung.

Um zu verstehen, wie dieses Problem gelöst werden kann, ist es wichtig, die Ursache zu betrachten: Die Porosität führt dazu, dass Keramik und Porzellan während des Fugenvorgangs Flecken bekommen, insbesondere wenn die Fugenmassen einen hohen Gehalt an Farboxiden und flüchtigen Kohlenwasserstoffen aufweisen. Wenn die Keramik oder das Porzellan große Oberflächenporen hat, bewirken die Poren zweierlei:

A) Sie erhöhen den Oberflächenreibungskoeffizienten und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass sich Schmutz und Bakterien ansammeln.

B) Sie bieten unterirdische Reservoirs, in denen sich Schmutz und Bakterien ansammeln können.

UNSERE LÖSUNG

Quant-Ceramic Nanoadditive dienen in der folgenden Weise in keramischen Badezimmer- und Krankenhausfliesen, Bakelit- und Glasmischungen:

1. Geringere Porendichte, geringeres Gewicht bei gleichzeitigen zusätzlichen Aspekten wie Korrosionsbeständigkeit, geringe Wärmeausdehnung und erhöhte mechanische Festigkeit, die das Polieren und die Verglasung erleichtern

2. Eine geringere Porosität ermöglicht eine höhere Beständigkeit gegen das Eindringen von Zersetzungsmitteln (Frost, Bakterien, Schimmel, Korrosion)

3. Aufgrund von Quanteneffekten ist das Nanoadditiv in der Lage, auch im Dunkeln eine sterilisierende/antimikrobielle und antifungale Wirkung zu entfalten. Dadurch wird das Überleben von Bakterien und ihre Fähigkeit, Resistenzen zu bilden, reduziert, die Krankheitsübertragung minimiert und der Bedarf an scharfen chemischen Reinigungsmitteln verneint - ein entscheidender Umweltaspekt, um eine weitere Verschmutzung des Wassers mit chemischen Rückständen zu verhindern.

4. Die insgesamt verringerte Porosität der Struktur erschwert es Bakterien und anderen Stoffen, in das Material einzudringen und es zu verschmutzen. So wird die Ästhetik bewahrt, indem Unansehnlichkeit und Verfärbungen verhindert werden und die Bewuchshemmung des Systems sowie die Bleicheigenschaften (sofern erforderlich) erhalten bleiben.

IMPLEMENTIERUNG VON QUANT-KERAMIK-NANOADDITIVEN

Bereits ab einer Dosierung von 0,001 Gew.-% können unsere Nanoadditive als integraler Bestandteil von Keramikfliesen verwendet werden, um deren Festigkeit zu erhöhen und sie so robust zu machen, dass die Herstellung dünnerer Fliesen möglich ist. 

Durch die Herstellung dünnerer Fliesen, Platten und verwandter keramischer Elemente kann ein Hersteller seine Produktproduktion mit der gleichen Menge an Rohmaterial, die er normalerweise in seinem Lager hat, fast verdoppeln. 

Unsere Quant-Ceramic-Produkte können auch als Beschichtungs-Nanoadditive verwendet werden, um Porzellan und Keramik weitere Vorteile zu verleihen, wie z. B.:

• verbesserte mechanische Verstärkung

•  Fleckenbeständigkeit

•  antimikrobieller und antimykotischer Schutz 

• Dauerhaftigkeit und ästhetische Erhaltung

• Strahlungsabschirmung