Наноматериалите могат да бъдат определени като материали, притежаващи поне едно външно измерение с размери 1-100 nm.Дефиницията, дадена от Европейската комисия, гласи, че размерът на частиците на поне половината от частиците в разпределението на числения размер трябва да е 100 nm или по-малко.
Наноматериалите могат да възникнат естествено, да бъдат създадени като странични продукти от реакции на горене или да бъдат произведени целенасочено чрез инженерство, за да изпълняват специализирана функция.Тези материали могат да имат различни физични и химични свойства от техните аналози в насипна форма.
Какви са приложенията на наноматериалите?
Поради способността да се генерират материалите по определен начин, за да играят специфична роля, използването на наноматериали обхваща различни индустрии, от здравеопазване и козметика до опазване на околната среда и пречистване на въздуха.
Областта на здравеопазването, например, използва наноматериали по различни начини, като едно от основните приложения е доставянето на лекарства.Един пример за този процес е, че наночастиците се разработват за подпомагане на транспортирането на лекарства за химиотерапия директно до ракови образувания, както и за доставяне на лекарства до области на артериите, които са увредени, за да се борят със сърдечно-съдовите заболявания.Въглеродните нанотръби също се разработват, за да бъдат използвани в процеси като добавяне на антитела към нанотръбите за създаване на бактериални сензори.
В космическото пространство въглеродните нанотръби могат да се използват за преобразуване на крила на самолети.Нанотръбите се използват в композитна форма, за да се огъват в отговор на прилагането на електрическо напрежение.
На други места процесите за опазване на околната среда също използват наноматериали – в този случай наножици.Разработват се приложения за използване на нанопроводниците – нанопроводници от цинков оксид – в гъвкави слънчеви клетки, както и да играят роля при пречистването на замърсена вода.
Примери за наноматериали и индустриите, в които се използват
Използването на наноматериали е широко разпространено в широк спектър от индустрии и потребителски продукти.
В козметичната индустрия минералните наночастици – като титанов оксид – се използват в слънцезащитни продукти, поради слабата стабилност, която конвенционалната химическа UV защита предлага в дългосрочен план.Точно както насипният материал, наночастиците от титанов оксид са в състояние да осигурят подобрена UV защита, като същевременно имат допълнителното предимство да премахнат козметично непривлекателното избелване, свързано със слънцезащитните продукти в тяхната наноформа.
Спортната индустрия произвежда бейзболни бухалки, които са направени с въглеродни нанотръби, което ги прави по-леки и следователно подобрява тяхното представяне.По-нататъшното използване на наноматериали в тази индустрия може да бъде идентифицирано в използването на антимикробни нанотехнологии в артикули като кърпи и постелки, използвани от спортисти, за да се предотвратят заболявания, причинени от бактерии.
Наноматериалите също са разработени за използване в армията.Един пример е използването на мобилни пигментни наночастици, използвани за производство на по-добра форма на камуфлаж, чрез инжектиране на частиците в материала на униформите на войниците.Освен това военните са разработили сензорни системи, използващи наноматериали, като титанов диоксид, които могат да откриват биологични агенти.
Използването на нано-титанов диоксид се разширява и за използване в покрития за образуване на самопочистващи се повърхности, като тези на пластмасови градински столове.Върху покритието се създава запечатан филм от вода и всички замърсявания се разтварят във филма, след което следващият душ ще премахне мръсотията и по същество ще почисти столовете.
Предимства на наноматериалите
Свойствата на наноматериалите, по-специално техният размер, предлагат различни предимства в сравнение с обемната форма на материалите, а тяхната гъвкавост по отношение на способността да се адаптират към специфични изисквания подчертава тяхната полезност.Допълнително предимство е високата им порьозност, което отново увеличава търсенето на използването им в множество индустрии.
В енергийния сектор използването на наноматериали е изгодно с това, че те могат да направят съществуващите методи за генериране на енергия – като слънчеви панели – по-ефективни и рентабилни, както и да открият нови начини за използване и съхраняване на енергия .
Наноматериалите също са настроени да въведат редица предимства в електронната и компютърната индустрия.Тяхното използване ще позволи увеличаване на точността на изграждането на електронни вериги на атомно ниво, подпомагайки разработването на множество електронни продукти.
Много голямото съотношение повърхност/обем на наноматериалите е особено полезно при използването им в областта на медицината, което позволява свързването на клетки и активни съставки.Това води до очевидното предимство на увеличаване на вероятността за успешна борба с различни заболявания.
Време за публикуване: 18 ноември 2020 г