V prvních letech používání nanotechnologií měli výrobci obrovské problémy se zajištěním plynulého a stálého rozptylování nanomateriálů v celé látce.
Například výrobce barvy může přidat do nanesených směsí nanočástice pro zvýšení pevnosti (aby byla barva odolnější proti poškrábání), zlepšení životnosti (aby barva nevybledla) a pro zvýšení flexibility (aby se barva mohla rozšířit a stahovat, při změnách počasí, to zabraňuje odlupování). K dosažení těchto vlastností je důležité, aby částice byly rovnoměrně rozptýleny ve směsi.
Až donedávna znamenalo zajištění dostateku nanočástic rovnoměrně v celé látce, že se do směsi přidalo „více než dost“ nanočástic. Ačkoli byl tento přístup obvykle efektivní, byl nákladný a někdy omezoval schopnosti nanoproduktu.
Od té doby došlo k zásadním průlomům, které nejen zajišťují rovnoměrné rozprostření nanoproduktů jádrem produktu, ale pokud je to žádoucí, mohou udržovat nanočástice rovnoměrně distribuované na povrchu materiálu, kde jsou jejich účinky často potřebné.
Například pražská společnost AG CHEMI GROUP spolupracovala se specialisty na nanotechnologie na zlepšení distribuce granulovaných polymerních nanomateriálů.
Jak vysvětluje Lev Lyapeikov, manažer vývoje produktů ve společnosti AG CHEMI GROUP, „Tato patentovaná technologie je podobná postupu pro hromadnou nanostrukturalizaci materiálů, ale místo úplného roztavení polymeru se použije pouze povrchová úprava polymerních granulí a vrstva nanočástic je ošetřena. Tato technologie umožňuje získat vysoce kvalitní disperzi a distribuci nanočástic na povrchu polymeru, čímž se sníží spotřeba drahých nanomateriálů a zvýší se účinnost a funkčnost nanomateriálů v modifikovaných materiálech. “
Jednou z oblastí, kde se tato technologie používá, je distribuce nanomateriálových přísad, které poskytují aktivní biocidní a virucidní vlastnosti. Tím, že zůstaneme na povrchu látky, dochází k úsporám nákladů, protože nanomateriály, které ničí patogeny při kontaktu, jsou vyžadovány pouze na povrchu materiálu.
Další příklad toho, jak nejsou nanomateriály již v materiálu zapotřebí, byl nedávno objeven na japonské univerzitě v Nagoji.
Zde vědci v oboru nanotechnologií zjistili, že „film, který obsahuje azobenzen, důležitý pro mnoho průmyslových odvětví, nemusí být ke svému fungování vyroben výhradně z materiálu citlivého na světlo.“
Jak vysvětluje tisková zpráva univerzity, „plastová fólie obsahující azobenzen je zvláštní materiál; jeho povrch může při vystavení světlu změnit tvar, což z něj činí cennou součást moderních technologií / zařízení, jako jsou televizní obrazovky a solární články. Vědci nyní ukazují, že pouze tenká, nejvyšší vrstva plastového filmu obsahujícího azobenzen, který je závislý na světle, musí být citlivý na světlo, spíše než celý film, což otevírá nové způsoby, jak potenciálně snížit výrobní náklady a změnit jeho použití. “
Tým nyní publikoval svá zjištění v časopise Nature, který stručně popisuje průlom jako: „Přítomnost pouze vrstvy kůže na molekulární úrovni na volném povrchu je dostatečná k podpoře nebo ukončení povrchové deformace ve velkém měřítku.“
„Mnoho optických zařízení, jako jsou kopírky, tiskárny a monitory, závisí na změně povrchu na bázi světla v azobenzenovém polymerním filmu,“ poznamenává Dr. Takahiro Seki, hlavní autor studie. "Na základě našich zjištění může azobenzenový film také působit jako„ aktivátor “(ta část v zařízení, které pohybuje jinými částmi) v nanostrojích. Jsme jen na vrcholu vývoje tohoto objevu v průmyslovém měřítku, ale dokážete si představit, jak může snížení nákladů vyžadovat pouze velmi malé množství materiálu citlivého na světlo. “
Tento objev povede nejen k tenčím a energeticky efektivnějším obrazovkám, ale v budoucnu může také pomoci připravit cestu k flexibilnějším obrazovkám a nositelné technologii.
Zatímco vědci v oboru nanotechnologií jsou rádi, že problém distribuce nanomateriálů byl vyřešen, průmyslníky přitahují úspory nákladů, kterých lze dosáhnout a zjišťení, že méně nanomateriálů může dosáhnout mnohem více.
Fotografický kredit: Scientific Reports, Stocksnap, Jenny Rollo from FreeImages, a andrea jaccarino from FreeImages
