Τι είναι τα Νανοϋλικά;

Τα νανοϋλικά μπορούν να οριστούν ως υλικά που έχουν, τουλάχιστον, μία εξωτερική διάσταση διαστάσεων 1-100nm. Ο ορισμός που δίνεται από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή αναφέρει ότι το μέγεθος σωματιδίων τουλάχιστον των μισών σωματιδίων στην κατανομή μεγέθους αριθμού πρέπει να έχει μέγεθος 100nm ή μικρότερο.

Τα νανοϋλικά μπορούν να εμφανιστούν φυσικά, να δημιουργηθούν ως υποπροϊόντα των αντιδράσεων καύσης ή να παραχθούν σκόπιμα μέσω μηχανικής για την εκτέλεση μιας εξειδικευμένης λειτουργίας. Αυτά τα υλικά μπορούν να έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες σε σχέση με τα αντίστοιχά τους.

Ποιες είναι οι χρήσεις των Νανοϋλικών;
Λόγω της ικανότητας δημιουργίας των υλικών με συγκεκριμένο τρόπο για να παίξει συγκεκριμένο ρόλο, η χρήση νανοϋλικών καλύπτει διάφορες βιομηχανίες, από την υγειονομική περίθαλψη και τα καλλυντικά μέχρι τη διατήρηση του περιβάλλοντος και τον καθαρισμό του αέρα.

Ο τομέας της υγειονομικής περίθαλψης, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί νανοϋλικά με διάφορους τρόπους, με μια σημαντική χρήση να είναι η παράδοση ναρκωτικών. Ένα παράδειγμα αυτής της διαδικασίας είναι ότι αναπτύσσονται νανοσωματίδια για να βοηθήσουν τη μεταφορά φαρμάκων χημειοθεραπείας απευθείας σε καρκινικές αναπτύξεις, καθώς και για τη μεταφορά φαρμάκων σε περιοχές αρτηριών που έχουν υποστεί βλάβη προκειμένου να καταπολεμηθούν οι καρδιαγγειακές παθήσεις. Οι νανοσωλήνες άνθρακα αναπτύσσονται επίσης προκειμένου να χρησιμοποιηθούν σε διαδικασίες όπως η προσθήκη αντισωμάτων στους νανοσωλήνες για τη δημιουργία αισθητήρων βακτηρίων.

Στην αεροδιαστημική, οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μορφοποίηση των φτερών του αεροσκάφους. Οι νανοσωλήνες χρησιμοποιούνται σε σύνθετη μορφή για κάμψη ως απόκριση στην εφαρμογή ηλεκτρικής τάσης.

Αλλού, οι διαδικασίες προστασίας του περιβάλλοντος χρησιμοποιούν και τα νανοϋλικά - στην περίπτωση αυτή, τα νανοσύρματα. Αναπτύσσονται εφαρμογές για τη χρήση των νανοσωλήνων - νανοσωλήνων οξειδίου του ψευδαργύρου - σε εύκαμπτα ηλιακά κύτταρα καθώς και για να διαδραματίσουν ρόλο στην επεξεργασία μολυσμένου νερού.

Παραδείγματα νανοϋλικών και βιομηχανιών που χρησιμοποιούνται στη
χρήση. Η χρήση νανοϋλικών είναι διαδεδομένη σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και καταναλωτικών προϊόντων.

Στη βιομηχανία καλλυντικών, τα νανοσωματίδια ορυκτών –όπως το οξείδιο του τιτανίου– χρησιμοποιούνται στο αντηλιακό, λόγω της κακής σταθερότητας που προσφέρει η συμβατική χημική προστασία UV μακροπρόθεσμα. Όπως και το χύμα υλικό, τα νανοσωματίδια οξειδίου του τιτανίου είναι σε θέση να παρέχουν βελτιωμένη προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία ενώ παράλληλα έχουν το πρόσθετο πλεονέκτημα της αφαίρεσης της καλλυντικά μη ελκυστικής λεύκανσης που σχετίζεται με το αντηλιακό στη νανο-μορφή τους.

Η αθλητική βιομηχανία παράγει ρόπαλα του μπέιζμπολ που έχουν κατασκευαστεί με νανοσωλήνες άνθρακα, κάνοντας τα νυχτερίδες ελαφρύτερα βελτιώνοντας έτσι την απόδοσή τους. Περαιτέρω χρήση νανοϋλικών σε αυτόν τον κλάδο μπορεί να προσδιοριστεί με τη χρήση της αντιμικροβιακής νανοτεχνολογίας σε αντικείμενα όπως οι πετσέτες και τα χαλιά που χρησιμοποιούνται από αθλητές, προκειμένου να αποφευχθούν ασθένειες που προκαλούνται από βακτήρια.

Τα νανοϋλικά έχουν επίσης αναπτυχθεί για χρήση στο στρατό. Ένα παράδειγμα είναι η χρήση νανοσωματιδίων κινητής χρωστικής που χρησιμοποιείται για την παραγωγή καλύτερης μορφής καμουφλάζ, μέσω έγχυσης των σωματιδίων στο υλικό των στολών των στρατιωτών. Επιπλέον, ο στρατός έχει αναπτύξει συστήματα αισθητήρων που χρησιμοποιούν νανοϋλικά, όπως διοξείδιο του τιτανίου, που μπορούν να ανιχνεύσουν βιολογικούς παράγοντες.

Η χρήση διοξειδίου νανο-τιτανίου επεκτείνεται επίσης στη χρήση σε επικαλύψεις για να σχηματιστούν αυτοκαθαριζόμενες επιφάνειες, όπως αυτές από πλαστικές καρέκλες κήπου. Δημιουργείται σφραγισμένη μεμβράνη νερού στην επικάλυψη και τυχόν ακαθαρσίες διαλύονται στην μεμβράνη, μετά την οποία το επόμενο ντους θα αφαιρέσει τη βρωμιά και θα καθαρίσει ουσιαστικά τις καρέκλες.

Πλεονεκτήματα των νανοϋλικών
Οι ιδιότητες των νανοϋλικών, ιδιαίτερα το μέγεθός τους, προσφέρουν διάφορα διαφορετικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη χύδην μορφή των υλικών και η ευελιξία τους όσον αφορά την ικανότητα προσαρμογής τους σε συγκεκριμένες απαιτήσεις τονίζει τη χρησιμότητά τους. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι το υψηλό πορώδες τους, το οποίο αυξάνει και πάλι τη ζήτηση για χρήση τους σε πολλές βιομηχανίες.

Στον ενεργειακό τομέα, η χρήση νανοϋλικών είναι πλεονεκτική επειδή μπορούν να κάνουν τις υπάρχουσες μεθόδους παραγωγής ενέργειας - όπως οι ηλιακοί συλλέκτες - πιο αποδοτικές και οικονομικά αποδοτικές, καθώς και να ανοίξουν νέους τρόπους με τους οποίους τόσο η αξιοποίηση όσο και η αποθήκευση ενέργειας .

Τα νανοϋλικά είναι επίσης έτοιμα να παρουσιάσουν ορισμένα πλεονεκτήματα στη βιομηχανία ηλεκτρονικών και υπολογιστών. Η χρήση τους θα επιτρέψει αύξηση της ακρίβειας της κατασκευής ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σε ατομικό επίπεδο, βοηθώντας στην ανάπτυξη πολλών ηλεκτρονικών προϊόντων.

Η πολύ μεγάλη αναλογία επιφάνειας προς όγκο νανοϋλικών είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στη χρήση τους στον ιατρικό τομέα, κάτι που επιτρέπει τη σύνδεση κυττάρων και δραστικών συστατικών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το προφανές πλεονέκτημα της αύξησης της πιθανότητας επιτυχούς καταπολέμησης διαφόρων ασθενειών.


Ώρα μετά: 18 Νοε -2020