Nanomateriaalit voidaan määritellä materiaaleiksi, joilla on vähintään yksi ulkomitta 1-100 nm.Euroopan komission antaman määritelmän mukaan numerokokojakauman hiukkasista vähintään puolet hiukkaskoon on oltava 100 nm tai pienempi.
Nanomateriaaleja voi esiintyä luonnossa, syntyä palamisreaktioiden sivutuotteina tai niitä voidaan tuottaa tarkoituksenmukaisesti suunnittelun avulla suorittamaan erikoistoimintoa.Näillä materiaaleilla voi olla erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet kuin irtotavaramuodossa olevilla vastaavilla.
Mitkä ovat nanomateriaalien käyttötarkoitukset?
Koska materiaalit pystytään tuottamaan tietyllä tavalla tietyn roolin täyttämiseksi, nanomateriaalien käyttö kattaa eri teollisuudenaloja terveydenhoidosta ja kosmetiikasta ympäristönsuojeluun ja ilmanpuhdistukseen.
Esimerkiksi terveydenhuollon alalla hyödynnetään nanomateriaaleja monin eri tavoin, ja yksi tärkeimmistä käyttötavoista on lääkkeiden jakelu.Yksi esimerkki tästä prosessista on se, että nanopartikkeleita kehitetään auttamaan kemoterapialääkkeiden kuljettamista suoraan syöpäkasvaimiin sekä kuljettamaan lääkkeitä valtimoiden vaurioituneille alueille sydän- ja verisuonitautien torjumiseksi.Hiilinanoputkia kehitetään myös käytettäviksi prosesseissa, kuten vasta-aineiden lisäämisessä nanoputkiin bakteerianturien luomiseksi.
Ilmailualalla hiilinanoputkia voidaan käyttää lentokoneiden siipien muotoilemiseen.Nanoputkia käytetään yhdistelmämuodossa taipumaan vasteena sähköjännitteen käyttöön.
Muualla ympäristönsuojeluprosesseissa käytetään myös nanomateriaaleja – tässä tapauksessa nanolankoja.Sovelluksia kehitetään nanolankojen – sinkkioksidinanolankojen – käyttämiseen joustavissa aurinkokennoissa sekä saastuneen veden käsittelyssä.
Esimerkkejä nanomateriaaleista ja teollisuudenaloista, joissa niitä käytetään
Nanomateriaalien käyttö on yleistä monilla teollisuudenaloilla ja kulutustuotteissa.
Kosmetiikkateollisuudessa mineraalinanohiukkasia – kuten titaanioksidia – käytetään aurinkosuojavoiteissa, koska perinteinen kemiallinen UV-suoja tarjoaa pitkällä aikavälillä huonon stabiilisuuden.Aivan kuten bulkkimateriaali, titaanioksidinanohiukkaset pystyvät tarjoamaan paremman UV-suojan samalla kun niillä on lisäetu, että ne poistavat kosmeettisesti epämiellyttävän valkaisun, joka liittyy aurinkovoideeseen niiden nanomuodossa.
Urheiluteollisuus on valmistanut pesäpallomailoja, jotka on valmistettu hiilinanoputkista, mikä tekee mailoista kevyempiä ja parantaa siten niiden suorituskykyä.Nanomateriaalien lisäkäyttö tällä alalla voidaan tunnistaa antimikrobisen nanoteknologian käytöstä esineissä, kuten urheilijoiden käyttämissä pyyhkeissä ja matoissa bakteerien aiheuttamien sairauksien ehkäisemiseksi.
Nanomateriaaleja on kehitetty myös armeijan käyttöön.Yksi esimerkki on liikkuvien pigmentin nanopartikkelien käyttö, jota käytetään paremman naamiointimuodon tuottamiseen ruiskuttamalla hiukkasia sotilaiden univormujen materiaaliin.Lisäksi armeija on kehittänyt nanomateriaaleja, kuten titaanidioksidia, käyttäviä anturijärjestelmiä, jotka voivat havaita biologisia tekijöitä.
Nano-titaanidioksidin käyttö ulottuu myös pinnoitteisiin, jotka muodostavat itsepuhdistuvia pintoja, kuten muovisten puutarhatuolien pinnat.Pinnoitteelle muodostuu tiivis vesikalvo ja mahdollinen lika liukenee kalvoon, minkä jälkeen seuraava suihku poistaa lian ja puhdistaa tuolit olennaisesti.
Nanomateriaalien edut
Nanomateriaalien ominaisuudet, erityisesti niiden koko, tarjoavat useita erilaisia etuja materiaalien bulkkimuotoon verrattuna, ja niiden käyttökelpoisuutta korostaa niiden monipuolisuus, koska ne voidaan räätälöidä tiettyjen vaatimusten mukaan.Lisäetuna on niiden korkea huokoisuus, mikä taas lisää niiden käyttöä monilla teollisuudenaloilla.
Energia-alalla nanomateriaalien käyttö on edullista, koska ne voivat tehdä nykyisistä energiantuotantomenetelmistä – kuten aurinkopaneeleista – tehokkaampia ja kustannustehokkaampia sekä avata uusia tapoja sekä valjastaa että varastoida energiaa. .
Nanomateriaalien on määrä tuoda myös useita etuja elektroniikka- ja tietojenkäsittelyteollisuudessa.Niiden käyttö mahdollistaa elektronisten piirien rakentamisen tarkkuuden lisäämisen atomitasolla, mikä auttaa monien elektronisten tuotteiden kehittämisessä.
Nanomateriaalien erittäin suuri pinta-tilavuussuhde on erityisen hyödyllinen niiden käytössä lääketieteen alalla, mikä mahdollistaa solujen ja vaikuttavien aineiden sitoutumisen.Tästä on ilmeinen etu, joka lisää todennäköisyyttä torjua erilaisia sairauksia.
Postitusaika: 18.11.2020