Nanomateriālus var definēt kā materiālus ar vismaz vienu ārējo izmēru 1–100 nm.Eiropas Komisijas sniegtā definīcija nosaka, ka daļiņu izmēram vismaz pusei daļiņu skaitļu lieluma sadalījumā ir jābūt 100 nm vai mazākam.
Nanomateriāli var rasties dabiski, tikt radīti kā sadegšanas reakciju blakusprodukti vai mērķtiecīgi ražoti, izmantojot inženieriju, lai veiktu specializētu funkciju.Šiem materiāliem var būt atšķirīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības nekā to lielapjoma līdziniekiem.
Kādi ir nanomateriālu lietojumi?
Pateicoties spējai ģenerēt materiālus noteiktā veidā, lai tie pildītu īpašu lomu, nanomateriālu izmantošana aptver dažādas nozares, sākot no veselības aprūpes un kosmētikas līdz vides saglabāšanai un gaisa attīrīšanai.
Piemēram, veselības aprūpes jomā nanomateriāli tiek izmantoti dažādos veidos, un viens no galvenajiem izmantošanas veidiem ir zāļu piegāde.Viens no šī procesa piemēriem ir tas, ka tiek izstrādātas nanodaļiņas, lai palīdzētu transportēt ķīmijterapijas zāles tieši uz vēža audzējiem, kā arī nogādātu zāles bojātās artēriju zonās, lai cīnītos pret sirds un asinsvadu slimībām.Tiek izstrādātas arī oglekļa nanocaurules, lai tās izmantotu tādos procesos kā antivielu pievienošana nanocaurulēm, lai izveidotu baktēriju sensorus.
Kosmosā oglekļa nanocaurules var izmantot gaisa kuģu spārnu morfēšanai.Nanocaurules tiek izmantotas saliktā veidā, lai saliektos, reaģējot uz elektriskā sprieguma pielietošanu.
Citur vides saglabāšanas procesos tiek izmantoti arī nanomateriāli – šajā gadījumā nanovadi.Tiek izstrādātas lietojumprogrammas nanovadu – cinka oksīda nanovadu – izmantošanai elastīgās saules baterijās, kā arī lomai piesārņota ūdens attīrīšanā.
Nanomateriālu un to izmantoto nozaru piemēri
Nanomateriālu izmantošana ir izplatīta daudzās nozarēs un patēriņa produktos.
Kosmētikas rūpniecībā sauļošanās līdzekļos tiek izmantotas minerālu nanodaļiņas, piemēram, titāna oksīds, jo tradicionālā ķīmiskā UV aizsardzība ilgtermiņā nodrošina sliktu stabilitāti.Tāpat kā lielapjoma materiāls, titāna oksīda nanodaļiņas spēj nodrošināt uzlabotu UV aizsardzību, vienlaikus nodrošinot arī papildu priekšrocības, jo tās novērš kosmētiski nepievilcīgo balināšanu, kas saistīta ar saules aizsargkrēmu nano formā.
Sporta nozare ir ražojusi beisbola nūjas, kas izgatavotas no oglekļa nanocaurulēm, padarot nūjas vieglākas, tādējādi uzlabojot to veiktspēju.Turpmāku nanomateriālu izmantošanu šajā nozarē var identificēt, izmantojot pretmikrobu nanotehnoloģiju priekšmetos, piemēram, dvieļos un paklājiņos, ko izmanto sportisti, lai novērstu baktēriju izraisītas slimības.
Nanomateriāli ir izstrādāti arī izmantošanai militārajā jomā.Viens piemērs ir mobilo pigmenta nanodaļiņu izmantošana, ko izmanto, lai iegūtu labāku maskēšanās veidu, iesmidzinot daļiņas karavīru formas tērpu materiālā.Turklāt militārpersonas ir izstrādājušas sensoru sistēmas, izmantojot nanomateriālus, piemēram, titāna dioksīdu, kas var atklāt bioloģiskos aģentus.
Nano-titāna dioksīds tiek izmantots arī pārklājumos, lai veidotu pašattīrošas virsmas, piemēram, plastmasas dārza krēslos.Uz pārklājuma tiek izveidota noslēgta ūdens plēve, un visi netīrumi izšķīst plēvē, pēc kā nākamā duša noņems netīrumus un pēc būtības notīrīs krēslus.
Nanomateriālu priekšrocības
Nanomateriālu īpašības, jo īpaši to izmērs, piedāvā dažādas priekšrocības salīdzinājumā ar materiālu masveida formu, un to daudzpusība, kas attiecas uz spēju tos pielāgot īpašām prasībām, uzsver to lietderību.Papildu priekšrocība ir to augstā porainība, kas atkal palielina pieprasījumu pēc to izmantošanas daudzās nozarēs.
Enerģētikas nozarē nanomateriālu izmantošana ir izdevīga, jo tie var padarīt esošās enerģijas ražošanas metodes, piemēram, saules paneļus, efektīvākas un rentablākas, kā arī paver jaunus veidus, kā izmantot un uzglabāt enerģiju. .
Nanomateriāli ir arī paredzēti, lai ieviestu vairākas priekšrocības elektronikas un skaitļošanas nozarē.To izmantošana ļaus palielināt elektronisko shēmu konstrukcijas precizitāti atomu līmenī, palīdzot izstrādāt daudzus elektroniskus izstrādājumus.
Ļoti lielā nanomateriālu virsmas un tilpuma attiecība ir īpaši noderīga to izmantošanā medicīnas jomā, kas ļauj savienot šūnas un aktīvās sastāvdaļas.Tas rada acīmredzamu priekšrocību, jo palielinās iespējamība veiksmīgi cīnīties pret dažādām slimībām.
Publicēšanas laiks: 18. novembris 2020