Kaj so nanomateriali?

Nanomateriale lahko opredelimo kot materiale, ki imajo vsaj eno zunanjo dimenzijo, ki meri 1-100nm. Opredelitev, ki jo je podala Evropska komisija, navaja, da mora velikost delcev najmanj polovice delcev v porazdelitvi velikosti števila meriti 100 nm ali manj.

Nanomateriali se lahko pojavijo naravno, lahko nastanejo kot stranski produkti reakcij izgorevanja ali pa se s pomočjo inženiringa proizvajajo namensko za opravljanje posebne funkcije. Ti materiali imajo lahko drugačne fizikalne in kemijske lastnosti kot njihovi kolegi v razsutem stanju.

Kakšna je uporaba nanomaterialov?
Zaradi zmožnosti ustvarjanja materialov na poseben način, da igrajo določeno vlogo, uporaba nanomaterialov obsega različne panoge, od zdravstva in kozmetike do ohranjanja okolja in čiščenja zraka.

Na področju zdravstva na primer nanomateriali uporabljajo na različne načine, pri čemer je ena glavnih uporab dostava zdravil. Eden od primerov tega postopka je razvoj nanodelcev, ki pomagajo pri transportu zdravil za kemoterapijo neposredno do rakastih izrastkov, pa tudi za dostavo zdravil na območja arterij, ki so poškodovana za boj proti boleznim srca in ožilja. Ogljikove nanocevke se razvijajo tudi za uporabo v procesih, kot je dodajanje protiteles nanocevkam za ustvarjanje bakterijskih senzorjev.

V vesoljski industriji se ogljikove nanocevke lahko uporabljajo za oblikovanje kril zrakoplovov. Nanocevke se uporabljajo v sestavljeni obliki za upogibanje kot odziv na uporabo električne napetosti.

Drugje se pri procesih ohranjanja okolja uporabljajo tudi nanomateriali - v tem primeru nanožice. Razvijajo se aplikacije za uporabo nanožic - nanožic cinkovega oksida - v prožnih sončnih celicah, pa tudi za vlogo pri čiščenju onesnažene vode.

Primeri nanomaterialov in panog, v katerih se uporabljajo
. Uporaba nanomaterialov je razširjena v številnih panogah in potrošniških izdelkih.

V kozmetični industriji se mineralni nanodelci - tako kot titanov oksid - uporabljajo v kremi za sončenje zaradi slabe stabilnosti, ki jo dolgoročno nudi običajna kemična UV zaščita. Tako kot razsuti material lahko nanodelci titanovega oksida zagotavljajo izboljšano UV zaščito, hkrati pa imajo dodatno prednost, ker odstranjujejo kozmetično neprijetno beljenje, povezano z zaščito pred soncem v njihovi nano-obliki.

Športna industrija proizvaja baseball netopirje, izdelane iz ogljikovih nanocevk, zaradi česar so netopirji lažji in s tem izboljšujejo svojo zmogljivost. Nadaljnjo uporabo nanomaterialov v tej industriji je mogoče prepoznati pri uporabi protimikrobne nanotehnologije pri izdelkih, kot so brisače in preproge, ki jih uporabljajo športniki, da bi preprečili bolezni, ki jih povzročajo bakterije.

Nanomateriali so bili razviti tudi za uporabo v vojski. En primer je uporaba mobilnih pigmentnih nanodelcev, ki se uporabljajo za izdelavo boljše oblike kamuflaže z vbrizgavanjem delcev v material vojaških uniform. Poleg tega je vojska razvila senzorske sisteme, ki uporabljajo nanomateriale, kot je titanov dioksid, ki lahko zaznajo biološke dejavnike.

Uporaba nano-titanovega dioksida se razširi tudi na uporabo v premazih za oblikovanje samočistilnih površin, na primer površin iz plastičnih vrtnih stolov. Na premazu se ustvari zatesnjen film z vodo in vsa umazanija se v filmu raztopi, nato pa naslednji tuš odstrani umazanijo in v bistvu očisti stole.

Prednosti nanomaterialov
Lastnosti nanomaterialov, zlasti njihova velikost, ponujajo različne prednosti v primerjavi z razsutem stanju materialov, njihova vsestranskost v smislu njihove prilagoditve za posebne potrebe pa poudarja njihovo uporabnost. Dodatna prednost je njihova visoka poroznost, kar spet povečuje povpraševanje po njihovi uporabi v številnih panogah.

V energetskem sektorju je uporaba nanomaterialov koristna, ker lahko obstoječe metode pridobivanja energije, na primer sončne celice, naredijo bolj učinkovite in stroškovno učinkovite ter odpirajo nove načine za izkoriščanje in shranjevanje energije .

Nanomateriali naj bi uvedli tudi številne prednosti v elektronski in računalniški industriji. Njihova uporaba bo omogočila večjo natančnost konstrukcije elektronskih vezij na atomski ravni, kar bo pomagalo pri razvoju številnih elektronskih izdelkov.

Zelo veliko razmerje med površino in prostornino nanomaterialov je še posebej koristno pri njihovi uporabi na medicinskem področju, ki omogoča vezavo celic in učinkovin. To ima za posledico očitno prednost povečanja verjetnosti uspešnega boja proti različnim boleznim.


Čas objave: november 18-2020