Наноматеріали можна визначити як матеріали, що мають принаймні один зовнішній розмір 1-100 нм.Визначення, надане Європейською комісією, стверджує, що розмір частинок принаймні половини частинок у числовому розподілі розмірів має становити 100 нм або менше.
Наноматеріали можуть виникати в природі, створюватися як побічні продукти реакцій горіння або вироблятися цілеспрямовано за допомогою техніки для виконання спеціальної функції.Ці матеріали можуть мати відмінні фізичні та хімічні властивості від своїх аналогів у масовій формі.
Яке використання наноматеріалів?
Завдяки здатності генерувати матеріали особливим чином, щоб виконувати певну роль, використання наноматеріалів охоплює різні галузі промисловості, від охорони здоров’я та косметики до збереження навколишнього середовища та очищення повітря.
Сфера охорони здоров’я, наприклад, використовує наноматеріали різними способами, з одним із основних застосувань – доставка ліків.Одним із прикладів цього процесу є розробка наночастинок для сприяння транспортуванню хіміотерапевтичних препаратів безпосередньо до ракових новоутворень, а також для доставки ліків до пошкоджених ділянок артерій для боротьби з серцево-судинними захворюваннями.Вуглецеві нанотрубки також розробляються для використання в таких процесах, як додавання антитіл до нанотрубок для створення бактеріальних сенсорів.
В аерокосмічній галузі вуглецеві нанотрубки можна використовувати для морфінгу крил літаків.Нанотрубки використовуються в композитній формі для згинання у відповідь на застосування електричної напруги.
В інших місцях у процесах збереження навколишнього середовища також використовуються наноматеріали – у цьому випадку нанодроти.Розробляються програми для використання нанодротів – нанодротів з оксиду цинку – у гнучких сонячних елементах, а також для участі в обробці забрудненої води.
Приклади наноматеріалів і галузей, у яких вони використовуються
Використання наноматеріалів поширене в багатьох галузях промисловості та споживчих товарах.
У косметичній промисловості мінеральні наночастинки, такі як оксид титану, використовуються в сонцезахисних кремах через низьку стабільність, яку забезпечує звичайний хімічний УФ-захист у довгостроковій перспективі.Так само, як і сипучий матеріал, наночастинки оксиду титану здатні забезпечити покращений захист від УФ-випромінювання, а також мають додаткову перевагу усунення косметично непривабливого відбілювання, пов’язаного з сонцезахисним кремом у їхній наноформі.
Спортивна індустрія виробляє бейсбольні біти, виготовлені з вуглецевих нанотрубок, що робить бити легшими, а отже, покращує їхні характеристики.Подальше використання наноматеріалів у цій галузі можна визначити у використанні антимікробних нанотехнологій у таких предметах, як рушники та килимки, якими користуються спортсмени, для запобігання захворюванням, спричиненим бактеріями.
Наноматеріали також були розроблені для використання у війську.Одним із прикладів є використання мобільних наночастинок пігменту, які використовуються для створення кращої форми камуфляжу шляхом введення частинок у матеріал солдатської форми.Крім того, військові розробили сенсорні системи з використанням наноматеріалів, таких як діоксид титану, які можуть виявляти біологічні агенти.
Використання нанодіоксиду титану також поширюється на використання в покриттях для формування самоочисних поверхонь, таких як поверхні пластикових садових стільців.На покритті створюється герметична плівка води, і будь-який бруд розчиняється в плівці, після чого наступний душ видалить бруд і по суті очистить крісла.
Переваги наноматеріалів
Властивості наноматеріалів, зокрема їхній розмір, пропонують різноманітні переваги порівняно з об’ємною формою матеріалів, а їхня універсальність з точки зору здатності пристосовувати їх до конкретних вимог підкреслює їх корисність.Додатковою перевагою є їх висока пористість, що знову ж таки підвищує попит на їх використання в багатьох галузях промисловості.
В енергетичному секторі використання наноматеріалів є перевагою, оскільки вони можуть зробити існуючі методи генерації енергії, такі як сонячні батареї, більш ефективними та рентабельними, а також відкрити нові способи використання та зберігання енергії. .
Наноматеріали також налаштовані запровадити ряд переваг в електронній та обчислювальній промисловості.Їх використання дозволить підвищити точність побудови електронних схем на атомарному рівні, сприяючи розробці численних електронних продуктів.
Дуже велике співвідношення поверхні та об’єму наноматеріалів особливо корисно при їх використанні в галузі медицини, що дозволяє зв’язувати клітини та активні інгредієнти.Це призводить до очевидної переваги збільшення ймовірності успішної боротьби з різними захворюваннями.
Час публікації: 18 листопада 2020 р