Нанаматэрыялы можна вызначыць як матэрыялы, якія валодаюць як мінімум адным знешнім памерам 1-100 нм.Вызначэнне, дадзенае Еўрапейскай камісіяй, абвяшчае, што памер прынамсі паловы часціц у лікавым размеркаванні па памерах павінен складаць 100 нм або менш.
Нанаматэрыялы могуць узнікаць у прыродзе, стварацца як пабочныя прадукты рэакцый згарання або вырабляцца мэтанакіравана з дапамогай тэхнікі для выканання спецыялізаванай функцыі.Гэтыя матэрыялы могуць мець розныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці ў параўнанні са сваімі масавымі аналагамі.
Якое прымяненне нанаматэрыялаў?
З-за магчымасці ствараць матэрыялы пэўным чынам, каб выконваць пэўную ролю, выкарыстанне нанаматэрыялаў распаўсюджваецца на розныя галіны прамысловасці, ад аховы здароўя і касметыкі да аховы навакольнага асяроддзя і ачысткі паветра.
Сфера аховы здароўя, напрыклад, выкарыстоўвае нанаматэрыялы рознымі спосабамі, з адным з асноўных варыянтаў выкарыстання - дастаўка лекаў.Адным з прыкладаў гэтага працэсу з'яўляецца распрацоўка наначасціц, якія дапамагаюць транспарціроўцы хіміятэрапеўтычных прэпаратаў непасрэдна да ракавых пухлін, а таксама для дастаўкі лекаў у пашкоджаныя ўчасткі артэрый для барацьбы з сардэчна-сасудзістымі захворваннямі.Вугляродныя нанатрубкі таксама распрацоўваюцца для выкарыстання ў такіх працэсах, як даданне антыцелаў да нанатрубак для стварэння бактэрыяльных датчыкаў.
У касманаўтыцы вугляродныя нанатрубкі можна выкарыстоўваць для пераўтварэння крылаў самалётаў.Нанатрубкі выкарыстоўваюцца ў кампазітнай форме, каб згінацца ў адказ на прымяненне электрычнага напружання.
У іншых месцах працэсы аховы навакольнага асяроддзя таксама выкарыстоўваюць нанаматэрыялы - у дадзеным выпадку нанаправады.Распрацоўваюцца прыкладанні для выкарыстання нанаправадоў - нанаправадоў з аксіду цынку - у гнуткіх сонечных батарэях, а таксама для ачысткі забруджанай вады.
Прыклады нанаматэрыялаў і галін, у якіх яны выкарыстоўваюцца
Выкарыстанне нанаматэрыялаў распаўсюджана ў шырокім спектры галін прамысловасці і спажывецкіх тавараў.
У касметычнай прамысловасці мінеральныя наначасціцы, такія як аксід тытана, выкарыстоўваюцца ў сонцаахоўных крэмах з-за нізкай стабільнасці, якую прапануе звычайная хімічная абарона ад ультрафіялету ў доўгатэрміновай перспектыве.Як і масавы матэрыял, наначасціцы аксіду тытана здольныя забяспечваць палепшаную абарону ад ультрафіялету, адначасова валодаючы дадатковай перавагай у выглядзе выдалення касметычна непрывабнага адбельвання, звязанага з сонцаахоўным крэмам у іх нанаформе.
Спартыўная індустрыя вырабляе бейсбольныя біты, зробленыя з вугляродных нанатрубак, што робіць біты лягчэйшымі, што паляпшае іх характарыстыкі.Далейшае выкарыстанне нанаматэрыялаў у гэтай індустрыі можна вызначыць у выкарыстанні антымікробных нанатэхналогій у такіх прадметах, як ручнікі і дыванкі, якімі карыстаюцца спартсмены, для прадухілення захворванняў, выкліканых бактэрыямі.
Нанаматэрыялы таксама былі распрацаваны для выкарыстання ў войску.Адным з прыкладаў з'яўляецца выкарыстанне мабільных наначасціц пігмента, якія выкарыстоўваюцца для атрымання лепшай формы камуфляжу шляхам увядзення часціц у матэрыял салдацкай формы.Акрамя таго, ваенныя распрацавалі сэнсарныя сістэмы з выкарыстаннем нанаматэрыялаў, такіх як дыяксід тытана, якія могуць выяўляць біялагічныя агенты.
Выкарыстанне нана-дыяксіду тытана таксама распаўсюджваецца на выкарыстанне ў пакрыццях для фарміравання самаачышчальных паверхняў, такіх як пластыкавыя садовыя крэслы.На пакрыцці ствараецца герметычная плёнка вады, і любыя забруджвання раствараюцца ў плёнцы, пасля чаго наступны душ выдаліць бруд і па сутнасці ачысціць крэслы.
Перавагі нанаматэрыялаў
Уласцівасці нанаматэрыялаў, асабліва іх памер, даюць розныя перавагі ў параўнанні з аб'ёмнай формай матэрыялаў, а іх універсальнасць з пункту гледжання магчымасці адаптаваць іх да пэўных патрабаванняў падкрэслівае іх карыснасць.Дадатковай перавагай з'яўляецца іх высокая сітаватасць, што зноў жа павялічвае попыт на іх выкарыстанне ў многіх галінах прамысловасці.
У энергетычным сектары выкарыстанне нанаматэрыялаў з'яўляецца выгадным у тым плане, што яны могуць зрабіць існуючыя метады вытворчасці энергіі - такія як сонечныя панэлі - больш эфектыўнымі і эканамічна эфектыўнымі, а таксама адкрыць новыя спосабы выкарыстання і захоўвання энергіі .
Нанаматэрыялы таксама павінны прынесці шэраг пераваг у індустрыі электронікі і вылічальнай тэхнікі.Іх выкарыстанне дазволіць павысіць дакладнасць пабудовы электронных схем на атамным узроўні, дапамагаючы ў распрацоўцы шматлікіх электронных прадуктаў.
Вельмі вялікае стаўленне паверхні да аб'ёму нанаматэрыялаў асабліва карысна пры іх выкарыстанні ў галіне медыцыны, што дазваляе звязваць клеткі і актыўныя інгрэдыенты.Гэта прыводзіць да відавочнай перавагі павелічэння верагоднасці паспяховай барацьбы з рознымі захворваннямі.
Час публікацыі: 18 лістапада 2020 г