En entornos en los que cada peso extra es digno de consideración, el agua no abunda, las bacterias siguen siendo bacterias y los niveles de radiación son altos, una zona como el WC, ya sea en un hábitat interplanetario, una nave espacial u otra zona de su necesidad en el espacio, es una zona susceptible a patógenos, que requiere una limpieza repetitiva, a menudo con productos químicos agresivos. Este escenario crea una serie de problemas en los que

a) las bacterias desarrollan resistencia a los detergentes y

b) el agua que probablemente escasea se ve comprometida por los residuos químicos.

c) los aerosoles químicos que flotan en entornos de baja gravedad se vuelven peligrosos, en un sistema cerrado que no puede ventilarse fácilmente como en la Tierra.

Con pocas o ninguna vía de agua accesible (por ejemplo, ríos, arroyos, etc.) en los esfuerzos de exploración, es esencial proteger el agua dulce disponible, desarrollando estrategias antipatógenas alternativas en los sistemas de WC de las lanzaderas espaciales y los hábitats interplanetarios, utilizando materiales Quantum que puedan proporcionar protección, sin fotoactivación en los sistemas sanitarios y haciendo que los sistemas cerámicos sean más robustos.

LA RAÍZ DE LA FALLA ESTRUCTURAL EN LA CERÁMICA

Hay dos factores que ponen a prueba la integridad de una baldosa cerámica o de gres porcelánico, determinando a la larga su capacidad para resistir grietas, manchas y agentes de degradación: los poros y la porosidad. La porosidad, básicamente, se refiere a la proporción de huecos respecto a los sólidos en una baldosa. Estos contribuyen a crear puntos de debilidad mecánica dentro de un material cerámico. La porosidad se mide por la cantidad de agua que puede contener una baldosa, expresada como porcentaje de su propio peso. Por otro lado, los poros son agujeros o aberturas en la superficie exterior del material.

CONSECUENCIAS DE LOS POROS Y LA POROSIDAD EN LA CERÁMICA

La porosidad provoca que la cerámica y la porcelana se manchen durante el proceso de rejuntado, especialmente cuando las lechadas tienen un alto contenido en óxidos coloreados. Los poros aumentan el coeficiente de fricción de la superficie y aumentan la probabilidad de acumular y alojar suciedad y bacterias en los depósitos del subsuelo. Los poros superficiales no se miden de forma cuantificable y, por tanto, no se utilizan como parte de la norma de cerámica o porcelana. Sin embargo, la consecuencia de los factores anteriores hace que los poros creen exactamente los mismos problemas que la porosidad.

Básicamente, la entrada de agentes de degradación a través de poros y grietas conduce al fallo estructural. Nuestros nanoaditivos Quant-Ceramic tienen al menos una dimensión de partícula 100.000 veces más pequeña que un mechón de cabello humano. Esto significa que los nanomateriales son lo suficientemente pequeños como para rellenar grietas y poros superficiales submicrónicos y, al mismo tiempo, reducir la porosidad de todo el compuesto cerámico. La reducción de la porosidad disminuye la permeabilidad al agua, minimizando las grietas causadas por las heladas en entornos lunares y marcianos.

Para entender cómo resolver este problema, es importante considerar el origen: La porosidad hace que la cerámica y la porcelana se manchen durante el proceso de rejuntado, especialmente cuando las lechadas tienen altos contenidos de óxidos coloreados e hidrocarburos volátiles. Cuando la cerámica o la porcelana tienen poros superficiales grandes, los poros hacen dos cosas:

A) Aumentan el coeficiente de fricción de la superficie y aumentan la probabilidad de acumular suciedad y bacterias.

B) Proporcionan depósitos subsuperficiales para alojar la suciedad y las bacterias.

NUESTRA SOLUCIÓN

Los nanoaditivos de Quant-Ceramic se utilizan en azulejos cerámicos para baños y hospitales, mezclas de baquelita y vidrio:

1. Reducir la densidad de los poros, disminuir el peso, ofreciendo al mismo tiempo aspectos adicionales como la resistencia a la corrosión, la baja expansividad térmica y el aumento de la resistencia mecánica, para facilitar en consecuencia el pulido y la vitrificación

2. La reducción de la porosidad permite aumentar la resistencia a la penetración de agentes de degradación (heladas, bacterias, moho, corrosión)

3. En virtud de los efectos cuánticos, el nanoaditivo es capaz de ofrecer actividad esterilizante/antimicrobiana y antifúngica incluso en la oscuridad. Esto reduce la supervivencia de las bacterias y su capacidad de desarrollar resistencia, minimiza la transmisión de enfermedades y elimina la necesidad de utilizar productos químicos de limpieza agresivos, un aspecto medioambiental crucial para evitar una mayor contaminación del agua con residuos químicos.

4. La reducción general de la porosidad de la estructura dificultará la penetración y el manchado del material por bacterias y otros materiales. Por lo tanto, se ofrece una preservación estética, evitando la antiestética, la decoloración, conservando las propiedades antiincrustantes del sistema y blanqueadoras (cuando sea necesario).

IMPLEMENTACIÓN DE NANOADITIVOS QUANT-CERAMIC

A partir de dosis tan bajas como 0,001 % en peso, nuestros nanoaditivos pueden utilizarse como partes integrantes del compuesto de baldosas cerámicas para mejorar su resistencia, haciéndolas sustancialmente lo bastante robustas como para permitir la fabricación de baldosas más finas. 

Al fabricar baldosas, losas y otros elementos cerámicos más finos, un fabricante puede prácticamente duplicar su producción con la misma cantidad de materia prima que suele tener en su inventario. 

Nuestros productos Quant-Ceramic también pueden utilizarse como nanoaditivos de recubrimiento, para conferir otras ventajas que están diseñados para ofrecer a la porcelana y la cerámica, como:

• refuerzo mecánico mejorado

•  resistencia a las manchas

•  protección antimicrobiana y antifúngica 

• durabilidad y conservación estética

• protección contra las radiaciones

CERAM - QUANTCEM

NANOARQUITECTURA : < 25 nm Nanopartículas huecas esféricas

SUPERFICIE ESPECÍFICA : 38800 m²/kg

COLOR : Nanopolvo blanco

RANGO DE pH :  6.5 - 10

RESISTENCIA AL CALOR : Hasta 1339 °C (2442 °F)

DOSIS EN REVESTIMIENTOS*: 0,01 - 0,05 % en peso (0,1 - 0,5 g por litro)

DOSIS EN CERÁMICA : 0,005 - 0,007 % en peso de mezcla de polvo cerámico

*La resistencia a la fractura aumenta con el aumento de la dosis

APLICACIONES : Material fundente de alta temperatura en esmaltes y reduce la contracción de la cerámica por la cocción, relleno nanocementoso, minimización de la porosidad, aumento de la resistencia a la flexión (~ 60 %) y a la fractura (~ 50 %) para evitar fracturas o agrietamiento, aumento de la dureza y la durabilidad y en grandes cantidades, produce un efecto mate. 

CERAM - QUANT NANOFILLER

NANOARQUITECTURA : Partículas esféricas de 5nm (0.005 μm)

SUPERFICIE ESPECÍFICA : 41530 m²/kg

COLOR : Nanopolvo blanco

RANGO DE pH:  8 - 11

RESISTENCIA AL CALOR : Hasta 1975 °C (3587°F)

DOSIS EN REVESTIMIENTOS*:  500 – 1500 μg/ml  ( 0,5 - 1,5g por litro)

DOSIS EN CERÁMICA:  0,003 - 0,005 % en peso de mezcla de polvo cerámico

*La resistencia a la fractura aumenta con el aumento de la dosis

APLICACIONES : Filtro UV, Antibacteriano incluso en la oscuridad , Antifouling, Anticorrosión, minimización de la porosidad, baja expansividad térmica y gestión de la resistencia mecánica (a la compresión) mejorada, relleno de nanoporos. 

Mejora la elasticidad de los esmaltes al reducir el cambio de viscosidad en función de la temperatura y ayuda a prevenir el cuarteo y el temblor. En pequeñas cantidades, mejora el desarrollo de superficies brillantes y lustrosas y, en cantidades moderadas o altas, produce superficies mates y cristalinas.

CERAM - QUANTFLEX 

NANOARQUITECTURA : Hojas/escamas atómicamente delgadas (< 1 nm de espesor)

SUPERFICIE ESPECÍFICA : 63520 m²/kg

COLOR : Nanopolvo blanco

RANGO DE pH : 8 - 11

RESISTENCIA AL CALOR : Hasta 1975 °C (3587°F)

DOSIS EN REVESTIMIENTOS*: 250 – 1000 μg/ml  ( 0.25 - 1.0g por litro)

DOSIS EN CERÁMICA : 0,001 - 0,003 % en peso de mezcla de polvo cerámico

*La resistencia a la fractura aumenta con el aumento de la dosis

APLICACIONES : Filtro UV, antibacteriano incluso en la oscuridad, antiincrustante, anticorrosión, minimización de la porosidad, baja expansividad térmica y gestión mejorada de la resistencia mecánica (a la compresión y a la flexión), relleno de nano-crujía. 

Mejora la elasticidad de los esmaltes al reducir el cambio de viscosidad en función de la temperatura y ayuda a prevenir el cuarteo y el temblor. En pequeñas cantidades, mejora el desarrollo de superficies brillantes y lustrosas y, en cantidades moderadas o altas, produce superficies mates y cristalinas.

CERAM QUANT-THERM

NANOARQUITECTURA : Hojas/escamas atómicamente delgadas (< 1 nm de espesor)

SUPERFICIE ESPECÍFICA  : 49550 m²/kg

COLOR : Nanopólvora negra/marrón negra

RESISTENCIA AL CALOR : Hasta 1597 °C (2907 °F)

DOSIS EN REVESTIMIENTOS*:  0,004 - 0,01 % en peso (0,04 - 0,1g por litro)

DOSIS EN CERÁMICA : 0,001 - 0,005 % en peso de mezcla de polvo cerámico

*La resistencia a la fractura aumenta con el aumento de la dosis

APLICACIONES : Para el transporte eficaz del calor, el blindaje de la radiación de rayos X, la absorción de Arsernic, metales pesados y residuos de antibióticos en el agua.

CERAM QUANT-NEUTRON

NANOARQUITECTURA : Nanotubos 

DIMENSIÓN :  < 25 nm de diámetro

COLOR : Nanopolvo beige/blanco

RESISTENCIA AL CALOR: Hasta 2973 °C (5383 °F)

APLICACIONES : Atenuación de neutrones mejorada, material de blindaje térmico.