Τα νανοϋλικά μπορούν να οριστούν ως υλικά που διαθέτουν, τουλάχιστον, μία εξωτερική διάσταση 1-100 nm.Ο ορισμός που δόθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή δηλώνει ότι το μέγεθος των σωματιδίων τουλάχιστον των μισών σωματιδίων στην κατανομή μεγέθους αριθμού πρέπει να είναι 100 nm ή λιγότερο.
Τα νανοϋλικά μπορούν να προκύψουν φυσικά, να δημιουργηθούν ως υποπροϊόντα των αντιδράσεων καύσης ή να παραχθούν σκόπιμα μέσω της μηχανικής για την εκτέλεση μιας εξειδικευμένης λειτουργίας.Αυτά τα υλικά μπορεί να έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες σε σχέση με τα αντίστοιχα χύδην.
Ποιες είναι οι χρήσεις των Νανοϋλικών;
Λόγω της ικανότητας παραγωγής των υλικών με συγκεκριμένο τρόπο για να διαδραματίζουν συγκεκριμένο ρόλο, η χρήση νανοϋλικών εκτείνεται σε διάφορους κλάδους, από την υγειονομική περίθαλψη και τα καλλυντικά μέχρι τη διατήρηση του περιβάλλοντος και τον καθαρισμό του αέρα.
Ο τομέας της υγειονομικής περίθαλψης, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί νανοϋλικά με διάφορους τρόπους, με μια κύρια χρήση να είναι η διανομή φαρμάκων.Ένα παράδειγμα αυτής της διαδικασίας είναι όπου αναπτύσσονται νανοσωματίδια για να βοηθήσουν τη μεταφορά φαρμάκων χημειοθεραπείας απευθείας σε καρκινικές αναπτύξεις, καθώς και για να μεταφέρουν φάρμακα σε περιοχές των αρτηριών που έχουν υποστεί βλάβη για την καταπολέμηση των καρδιαγγειακών παθήσεων.Οι νανοσωλήνες άνθρακα αναπτύσσονται επίσης προκειμένου να χρησιμοποιηθούν σε διαδικασίες όπως η προσθήκη αντισωμάτων στους νανοσωλήνες για τη δημιουργία αισθητήρων βακτηρίων.
Στην αεροδιαστημική, οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαμόρφωση πτερυγίων αεροσκαφών.Οι νανοσωλήνες χρησιμοποιούνται σε σύνθετη μορφή για να κάμπτονται ως απόκριση στην εφαρμογή ηλεκτρικής τάσης.
Αλλού, οι διαδικασίες διατήρησης του περιβάλλοντος χρησιμοποιούν και νανοϋλικά – σε αυτή την περίπτωση, νανοσύρματα.Αναπτύσσονται εφαρμογές για τη χρήση των νανοσυρμάτων –νανοσύρματα οξειδίου του ψευδαργύρου- σε εύκαμπτες ηλιακές κυψέλες καθώς και για να διαδραματίσουν ρόλο στην επεξεργασία του μολυσμένου νερού.
Παραδείγματα Νανοϋλικών και Βιομηχανιών στις οποίες χρησιμοποιούνται
Η χρήση νανοϋλικών είναι διαδεδομένη σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και καταναλωτικών προϊόντων.
Στη βιομηχανία καλλυντικών, ορυκτά νανοσωματίδια –όπως το οξείδιο του τιτανίου– χρησιμοποιούνται στα αντηλιακά, λόγω της κακής σταθερότητας που προσφέρει μακροπρόθεσμα η συμβατική χημική προστασία UV.Ακριβώς όπως θα έκανε το χύμα υλικό, τα νανοσωματίδια οξειδίου του τιτανίου είναι σε θέση να παρέχουν βελτιωμένη προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία, ενώ έχουν επίσης το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι αφαιρούν την καλλυντικά μη ελκυστική λεύκανση που σχετίζεται με το αντηλιακό στη νανομορφή τους.
Η αθλητική βιομηχανία παράγει ρόπαλα του μπέιζμπολ που έχουν κατασκευαστεί με νανοσωλήνες άνθρακα, καθιστώντας τις νυχτερίδες ελαφρύτερες, βελτιώνοντας επομένως την απόδοσή τους.Περαιτέρω χρήση νανοϋλικών σε αυτόν τον κλάδο μπορεί να εντοπιστεί στη χρήση της αντιμικροβιακής νανοτεχνολογίας σε είδη όπως οι πετσέτες και τα χαλάκια που χρησιμοποιούνται από τους αθλητές, προκειμένου να προληφθούν ασθένειες που προκαλούνται από βακτήρια.
Τα νανοϋλικά έχουν επίσης αναπτυχθεί για χρήση στον στρατό.Ένα παράδειγμα είναι η χρήση κινητών νανοσωματιδίων χρωστικής ουσίας που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μιας καλύτερης μορφής καμουφλάζ, μέσω της έγχυσης των σωματιδίων στο υλικό των στολών των στρατιωτών.Επιπλέον, ο στρατός έχει αναπτύξει συστήματα αισθητήρων που χρησιμοποιούν νανοϋλικά, όπως το διοξείδιο του τιτανίου, που μπορούν να ανιχνεύσουν βιολογικούς παράγοντες.
Η χρήση του νανοδιοξειδίου του τιτανίου επεκτείνεται επίσης και σε επιστρώσεις για το σχηματισμό αυτοκαθαριζόμενων επιφανειών, όπως αυτές των πλαστικών καρεκλών κήπου.Δημιουργείται μια σφραγισμένη μεμβράνη νερού στην επίστρωση και τυχόν βρωμιά διαλύεται στην ταινία, μετά από την οποία το επόμενο ντους θα αφαιρέσει τη βρωμιά και ουσιαστικά θα καθαρίσει τις καρέκλες.
Πλεονεκτήματα των Νανοϋλικών
Οι ιδιότητες των νανοϋλικών, ιδιαίτερα το μέγεθός τους, προσφέρουν διάφορα διαφορετικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη χύδην μορφή των υλικών και η ευελιξία τους όσον αφορά την ικανότητα προσαρμογής τους για συγκεκριμένες απαιτήσεις τονίζει τη χρησιμότητά τους.Ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι το υψηλό πορώδες τους, το οποίο και πάλι αυξάνει τη ζήτηση για χρήση τους σε πληθώρα βιομηχανιών.
Στον ενεργειακό τομέα, η χρήση νανοϋλικών είναι επωφελής καθώς μπορούν να καταστήσουν τις υπάρχουσες μεθόδους παραγωγής ενέργειας – όπως τα ηλιακά πάνελ – πιο αποδοτικές και οικονομικά αποδοτικές, καθώς και να ανοίξουν νέους τρόπους αξιοποίησης και αποθήκευσης ενέργειας .
Τα νανοϋλικά πρόκειται επίσης να εισαγάγουν μια σειρά από πλεονεκτήματα στη βιομηχανία ηλεκτρονικών και υπολογιστών.Η χρήση τους θα επιτρέψει την αύξηση της ακρίβειας της κατασκευής ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σε ατομικό επίπεδο, βοηθώντας στην ανάπτυξη πολυάριθμων ηλεκτρονικών προϊόντων.
Η πολύ μεγάλη αναλογία επιφάνειας προς όγκο των νανοϋλικών είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στη χρήση τους στον ιατρικό τομέα, γεγονός που επιτρέπει τη σύνδεση κυττάρων και ενεργών συστατικών.Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το προφανές πλεονέκτημα της αύξησης της πιθανότητας επιτυχούς καταπολέμησης διαφόρων ασθενειών.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-18-2020