ナノマテリアルとは何ですか?

ナノ材料は、少なくとも 1 ～ 100nm の外形寸法を 1 つ持つ材料として定義できます。欧州委員会の定義では、数サイズ分布における粒子の少なくとも半分の粒子サイズが 100nm 以下でなければならないとされています。

ナノマテリアルは自然に発生することもあれば、燃焼反応の副産物として作成されることも、特殊な機能を実行するために工学によって意図的に製造されることもあります。これらの材料は、バルク形状の対応物とは異なる物理的および化学的特性を持つ可能性があります。

ナノマテリアルの用途は何ですか?
特定の役割を果たす特定の方法で材料を生成できるため、ナノマテリアルの使用は、ヘルスケアや化粧品から環境保護や空気浄化に至るまで、さまざまな業界に及びます。

たとえば、ヘルスケア分野ではナノマテリアルがさまざまな方法で利用されており、主な用途の 1 つはドラッグデリバリーです。このプロセスの一例は、心血管疾患と戦うために損傷した動脈の領域に薬剤を送達するだけでなく、がん増殖部への化学療法薬の直接輸送を支援するナノ粒子の開発である。カーボンナノチューブは、細菌センサーを作成するための抗体のナノチューブへの添加などのプロセスで使用するために開発も行われています。

航空宇宙分野では、カーボン ナノチューブは航空機の翼の変形に使用できます。ナノチューブは、電圧の印加に応じて曲がるように複合形態で使用される。

他の場所では、環境保全プロセスでもナノマテリアル、この場合はナノワイヤーが利用されています。ナノワイヤ（酸化亜鉛ナノワイヤ）をフレキシブル太陽電池に使用したり、汚染水の処理に役割を果たしたりする用途が開発されています。

ナノマテリアルとそれが使用される産業の例
ナノマテリアルの使用は、幅広い産業および消費者製品で普及しています。

化粧品業界では、従来の化学的 UV 保護剤は長期的に安定性が低いため、酸化チタンなどの鉱物ナノ粒子が日焼け止めに使用されています。バルク材料と同様に、酸化チタンのナノ粒子は、紫外線防御効果を向上させると同時に、日焼け止めに伴う見た目に魅力のない白化をナノ形態で除去するという追加の利点も備えています。

スポーツ業界はカーボン ナノチューブで作られた野球バットを製造しており、バットの軽量化により性能が向上しています。この業界におけるナノマテリアルのさらなる使用は、細菌によって引き起こされる病気を防ぐために、スポーツ選手が使用するタオルやマットなどのアイテムでの抗菌ナノテクノロジーの使用で確認できます。

ナノマテリアルは軍事用途向けにも開発されています。一例としては、粒子を兵士の制服の素材に注入することにより、より優れた迷彩を作り出すために使用される移動性顔料ナノ粒子の使用が挙げられます。さらに、軍は、生物因子を検出できる二酸化チタンなどのナノマテリアルを使用したセンサーシステムを開発しました。

ナノ二酸化チタンの使用は、プラスチック製ガーデンチェアなどの自浄性表面を形成するためのコーティングにも使用されています。コーティング上に密閉された水の膜が形成され、汚れが膜の中に溶け込みます。その後、次のシャワーで汚れが除去され、基本的に椅子がきれいになります。

ナノマテリアルの利点
ナノ材料の特性、特にそのサイズは、材料のバルク形状と比較してさまざまな異なる利点を提供し、特定の要件に合わせて調整できるという点での多用途性がその有用性を際立たせます。さらなる利点は、多孔性が高いことであり、これにより、多くの産業での使用の需要が再び高まります。

エネルギー分野では、ナノマテリアルの使用は、ソーラーパネルなどの既存のエネルギー生成方法をより効率的かつ費用対効果の高いものにし、エネルギーの利用と貯蔵の両方の新しい方法を開拓できるという点で有利です。 。

ナノマテリアルはまた、エレクトロニクスおよびコンピューティング業界に多くの利点を導入する予定です。これらを使用すると、原子レベルでの電子回路の構築の精度が向上し、多くの電子製品の開発に役立ちます。

ナノマテリアルの非常に大きな表面積対体積比は、細胞と有効成分の結合を可能にする医療分野での使用に特に役立ちます。これにより、さまざまな病気との闘いに成功する可能性が高まるという明らかな利点が得られます。