Vật liệu nano là gì?

Vật liệu nano có thể được định nghĩa là vật liệu có ít nhất một chiều bên ngoài có kích thước 1-100nm.Định nghĩa do Ủy ban Châu Âu đưa ra nêu rõ rằng kích thước hạt của ít nhất một nửa số hạt trong phân bổ kích thước số lượng phải đo được 100nm trở xuống.

Vật liệu nano có thể xuất hiện một cách tự nhiên, được tạo ra dưới dạng sản phẩm phụ của phản ứng đốt cháy hoặc được sản xuất có mục đích thông qua kỹ thuật để thực hiện một chức năng chuyên biệt.Những vật liệu này có thể có các đặc tính vật lý và hóa học khác với các vật liệu dạng khối của chúng.

Công dụng của vật liệu nano là gì?
Do khả năng tạo ra vật liệu theo một cách cụ thể để đóng một vai trò cụ thể, việc sử dụng vật liệu nano trải rộng trên nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ chăm sóc sức khỏe và mỹ phẩm đến bảo vệ môi trường và thanh lọc không khí.

Ví dụ, lĩnh vực chăm sóc sức khỏe sử dụng vật liệu nano theo nhiều cách khác nhau, trong đó một công dụng chính là phân phối thuốc.Một ví dụ về quá trình này là các hạt nano đang được phát triển để hỗ trợ vận chuyển thuốc hóa trị trực tiếp đến sự phát triển của ung thư, cũng như đưa thuốc đến các vùng động mạch bị tổn thương để chống lại bệnh tim mạch.Ống nano carbon cũng đang được phát triển để sử dụng trong các quá trình như bổ sung kháng thể vào ống nano để tạo ra cảm biến vi khuẩn.

Trong ngành hàng không vũ trụ, ống nano carbon có thể được sử dụng để biến hình cánh máy bay.Các ống nano được sử dụng ở dạng tổng hợp để uốn cong khi có tác dụng của điện áp.

Ở những nơi khác, quy trình bảo vệ môi trường cũng sử dụng vật liệu nano - trong trường hợp này là dây nano.Các ứng dụng đang được phát triển để sử dụng dây nano – dây nano oxit kẽm – trong pin mặt trời linh hoạt cũng như đóng vai trò trong việc xử lý nước bị ô nhiễm.

Ví dụ về Vật liệu nano và các ngành công nghiệp chúng được sử dụng trong
Việc sử dụng vật liệu nano là phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp và sản phẩm tiêu dùng.

Trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, các hạt nano khoáng chất – chẳng hạn như oxit titan – được sử dụng trong kem chống nắng, do tính ổn định kém mà khả năng chống tia cực tím hóa học thông thường mang lại về lâu dài.Giống như vật liệu khối, các hạt nano oxit titan có thể cải thiện khả năng chống tia cực tím đồng thời có thêm lợi thế là loại bỏ chất làm trắng kém hấp dẫn về mặt thẩm mỹ liên quan đến kem chống nắng ở dạng nano.

Ngành công nghiệp thể thao đã sản xuất những cây gậy bóng chày được chế tạo bằng ống nano carbon, làm cho những cây gậy này nhẹ hơn do đó cải thiện hiệu suất của chúng.Việc sử dụng thêm vật liệu nano trong ngành này có thể được xác định trong việc sử dụng công nghệ nano kháng khuẩn trong các vật dụng như khăn và thảm được sử dụng bởi các vận động viên thể thao, nhằm ngăn ngừa các bệnh do vi khuẩn gây ra.

Vật liệu nano cũng đã được phát triển để sử dụng trong quân sự.Một ví dụ là việc sử dụng các hạt nano sắc tố di động đang được sử dụng để tạo ra một hình thức ngụy trang tốt hơn, thông qua việc tiêm các hạt vào chất liệu đồng phục của binh lính.Ngoài ra, quân đội đã phát triển hệ thống cảm biến sử dụng vật liệu nano, chẳng hạn như titan dioxide, có thể phát hiện các tác nhân sinh học.

Việc sử dụng nano-titan dioxide cũng mở rộng sang sử dụng trong các lớp phủ để tạo thành các bề mặt tự làm sạch, chẳng hạn như bề mặt của ghế nhựa trong vườn.Một màng nước kín được tạo ra trên lớp phủ và mọi chất bẩn sẽ hòa tan trong màng, sau đó, lần tắm tiếp theo sẽ loại bỏ bụi bẩn và về cơ bản là làm sạch ghế.

Ưu điểm của vật liệu nano
Các đặc tính của vật liệu nano, đặc biệt là kích thước của chúng, mang lại nhiều lợi thế khác nhau so với dạng vật liệu khối và tính linh hoạt của chúng về khả năng điều chỉnh chúng theo các yêu cầu cụ thể làm nổi bật tính hữu dụng của chúng.Một lợi thế nữa là độ xốp cao của chúng, điều này một lần nữa làm tăng nhu cầu sử dụng chúng trong nhiều ngành công nghiệp.

Trong lĩnh vực năng lượng, việc sử dụng vật liệu nano có lợi thế ở chỗ chúng có thể làm cho các phương pháp tạo năng lượng hiện có - chẳng hạn như tấm pin mặt trời - hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn, cũng như mở ra những cách thức mới để khai thác và lưu trữ năng lượng. .

Vật liệu nano cũng được thiết lập để mang lại một số lợi thế trong ngành điện tử và điện toán.Việc sử dụng chúng sẽ cho phép tăng độ chính xác của việc chế tạo các mạch điện tử ở cấp độ nguyên tử, hỗ trợ phát triển nhiều sản phẩm điện tử.

Tỷ lệ bề mặt trên thể tích rất lớn của vật liệu nano đặc biệt hữu ích khi sử dụng chúng trong lĩnh vực y tế, cho phép liên kết các tế bào và hoạt chất.Điều này mang lại lợi ích rõ ràng là tăng khả năng chống chọi thành công với nhiều loại bệnh khác nhau.