Nanomaterialen kunnen worden gedefinieerd als materialen met minimaal één externe dimensie van 1-100 nm.De definitie van de Europese Commissie stelt dat de deeltjesgrootte van ten minste de helft van de deeltjes in de getalsgrootteverdeling 100 nm of lager moet zijn.
Nanomaterialen kunnen van nature voorkomen, ontstaan als bijproduct van verbrandingsreacties, of doelbewust door middel van techniek worden geproduceerd om een gespecialiseerde functie te vervullen.Deze materialen kunnen andere fysische en chemische eigenschappen hebben dan hun tegenhangers in bulkvorm.
Wat zijn de toepassingen van nanomaterialen?
Vanwege het vermogen om de materialen op een bepaalde manier te genereren en een specifieke rol te spelen, strekt het gebruik van nanomaterialen zich uit over verschillende industrieën, van gezondheidszorg en cosmetica tot milieubehoud en luchtzuivering.
In de gezondheidszorg wordt bijvoorbeeld op verschillende manieren gebruik gemaakt van nanomaterialen, met als belangrijkste toepassing de toediening van medicijnen.Een voorbeeld van dit proces is dat nanodeeltjes worden ontwikkeld om het transport van chemotherapiemedicijnen rechtstreeks naar kankergezwellen te ondersteunen, en om medicijnen af te leveren aan beschadigde slagaders om hart- en vaatziekten te bestrijden.Koolstofnanobuisjes worden ook ontwikkeld om te worden gebruikt in processen zoals de toevoeging van antilichamen aan de nanobuisjes om bacteriesensoren te creëren.
In de lucht- en ruimtevaart kunnen koolstofnanobuisjes worden gebruikt bij het veranderen van vliegtuigvleugels.De nanobuisjes worden in samengestelde vorm gebruikt om te buigen als reactie op het aanleggen van een elektrische spanning.
Elders maken processen voor milieubehoud ook gebruik van nanomaterialen – in dit geval nanodraden.Er worden toepassingen ontwikkeld om de nanodraden – zinkoxide nanodraden – toe te passen in flexibele zonnecellen en om een rol te spelen bij de behandeling van vervuild water.
Voorbeelden van nanomaterialen en de industrieën waarin ze worden gebruikt
Het gebruik van nanomaterialen is gangbaar in een breed scala van industrieën en consumentenproducten.
In de cosmetica-industrie worden minerale nanodeeltjes – zoals titaniumoxide – gebruikt in zonnebrandcrème, vanwege de slechte stabiliteit die conventionele chemische UV-bescherming op de lange termijn biedt.Net zoals het bulkmateriaal dat zou doen, kunnen titaniumoxide-nanodeeltjes een verbeterde UV-bescherming bieden, terwijl ze ook het extra voordeel hebben dat ze de cosmetisch onaantrekkelijke verbleking verwijderen die gepaard gaat met zonnebrandcrème in hun nanovorm.
De sportindustrie produceert honkbalknuppels die zijn gemaakt met koolstofnanobuisjes, waardoor de knuppels lichter worden en hun prestaties verbeteren.Een verder gebruik van nanomaterialen in deze industrie kan worden geïdentificeerd in het gebruik van antimicrobiële nanotechnologie in bijvoorbeeld de handdoeken en matten die door sporters worden gebruikt, om ziekten veroorzaakt door bacteriën te voorkomen.
Er zijn ook nanomaterialen ontwikkeld voor gebruik in het leger.Een voorbeeld is het gebruik van mobiele pigmentnanodeeltjes die worden gebruikt om een betere vorm van camouflage te produceren, door de deeltjes in het materiaal van soldatenuniformen te injecteren.Bovendien heeft het leger sensorsystemen ontwikkeld die gebruik maken van nanomaterialen, zoals titaniumdioxide, die biologische agentia kunnen detecteren.
Het gebruik van nanotitaniumdioxide strekt zich ook uit tot gebruik in coatings om zelfreinigende oppervlakken te vormen, zoals die van plastic tuinstoelen.Op de coating ontstaat een afgesloten waterfilm en eventueel vuil lost op in de film, waarna de volgende douche het vuil zal verwijderen en de stoelen feitelijk zal reinigen.
Voordelen van nanomaterialen
De eigenschappen van nanomaterialen, en vooral hun grootte, bieden verschillende voordelen vergeleken met de bulkvorm van de materialen, en hun veelzijdigheid in termen van het vermogen om ze aan te passen aan specifieke vereisten accentueert hun bruikbaarheid.Een bijkomend voordeel is hun hoge porositeit, waardoor de vraag naar gebruik ervan in een groot aantal industrieën opnieuw toeneemt.
In de energiesector is het gebruik van nanomaterialen voordelig omdat ze de bestaande methoden voor het opwekken van energie – zoals zonnepanelen – efficiënter en kosteneffectiever kunnen maken, en nieuwe manieren kunnen openen om energie zowel te benutten als op te slaan. .
Nanomaterialen zullen ook een aantal voordelen introduceren in de elektronica- en computerindustrie.Het gebruik ervan zal een toename van de nauwkeurigheid van de constructie van elektronische schakelingen op atomair niveau mogelijk maken, wat zal bijdragen aan de ontwikkeling van talrijke elektronische producten.
De zeer grote oppervlakte-volumeverhouding van nanomaterialen is vooral nuttig bij hun gebruik op medisch gebied, wat de binding van cellen en actieve ingrediënten mogelijk maakt.Dit resulteert in het voor de hand liggende voordeel van een toename van de kans op het succesvol bestrijden van verschillende ziekten.
Posttijd: 18 november 2020