Nanomateriál je látka, která měří méně než 100 nanometrů v jakékoli jediné dimenzi. Jinými slovy, materiál měří méně než jednu tisícinu tloušťky listu papíru.
V tomto měřítku materiály nefungují stejným způsobem jako v makrosvětě. Z tohoto důvodu mění nanomateriály svět.
Tři výhody materiálu v nanoměřítku
1. První výhodou nanomateriálů je, že mohou mít různé vlastnosti. Jak vysvětluje Sharon M. Mott z Yale National Initiative: „Elektrony se nemohou pohybovat tak volně jako v nanoměřítku a jsou omezovány. Uzavření elektronů způsobí, že reagují na světlo odlišně. Například zlato se jeví zlatě v makro měřítku. Pokud je však v nanoměřítku, jeho barva je červená. Nanočástice oxidu zinečnatého nerozptýlí viditelné světlo, což způsobí, že sluneční blok vypadá průhledně. Velké částice oxidu zinečnatého používané pro sluneční blok rozptýlí viditelné světlo a vypadají bílé. “
Ovlivněno však není jen světlo.
"Elektrické vlastnosti se mohou v nanoměřítku změnit," říká Mott. "Některé materiály, které jsou vodiči v sypké formě, se mohou stát polovodiči nebo špatnými vodiči v nanoměřítku." Některé materiály, které byly polovodiči, se mohou stát vodiči nebo supervodiči. Uzavření elektronů má za následek elektrické vlastnosti, které se vyskytují v nanoměřítku. “
Kromě světla a elektřiny lze v látce změnit všechny další vlastnosti. Tímto způsobem mohou být materiály vyrobeny silnější, lehčí, pružnější, magnetické, tepelně vodivé, křehké a mnoho další.
2. Malá velikost nanomateriálů jim dává větší povrch, což umožňuje větší reakční prostor.
Laicky to znamená, že kus uhlí může trvat dlouho, než se spálí, protože je to jedna velká hmota uhlíku. Pokud se uhlí rozdrtí na prášek, bude hořet mnohem rychleji, protože prášek má větší reakční povrch.
Z tohoto důvodu je mnoho výrobků pro domácnost a surovin ve formě prášku.
Když vezmeme tuto logiku o krok dále, materiál, z kterého se vyrobí prášek v nanoměřítku, má větší povrch, a tak se může stát ještě účinnějším a efektivnějším.
3. Minimální rozměry nanomateriálů jim umožňují interagovat různými způsoby s jinými materiály. Přitom mohou předat specifické vlastnosti větší hmotě. Například přidáním uhlíkových nanotrubiček do směsi pryžových směsí může být pryž použitá pro pneumatiky automobilů vyrobena silnější a odolnější. Mohou také přidat elektrickou vodivost, která je u pneumatik nutná.
Jako bonus jsou lehčí než saze, které nahrazují, a proto vytvářejí lehčí pneumatiku s nižší spotřebou.
Vědomí, že nanomateriály mohou mít takové speciální vlastnosti nebo mohou ovlivňovat jiné sypké materiály, aby získaly vyhledávané schopnosti, jako je přidaná pevnost nebo elektrická vodivost, jim dalo spoustu aplikací ve výrobě a průmyslu.
Nanomateriály se již používají při výrobě skla, k výrobě povlaků, barev a pryskyřic, v nespočetném množství plastů, při výrobě baterií, elektroniky a solárních panelů. Používají se v počítačích a telekomunikačních zařízeních, v kompozitech k výrobě automobilů, letadel, lodí, satelitů, kosmických lodí, vlaků, jízdních kol, sportovního vybavení a vojenského hardwaru.
Jsou také široce používány ve stavebních materiálech, jako je beton, lepidla a pěny. Používají se k výrobě krémů na opalování a v elektronických senzorech. Používají se také v textilním průmyslu k výrobě látek a barviv. Mají nejrůznější použití ve farmaceutickém průmyslu, kde se používají pro pomalé uvolňování léků, opožděné uvolňování léků a cílené uvolňování léků. Používají se jako krmivo pro zvířata, hnojiva, pesticidy a herbicidy. Používají se také k výrobě kaučuků a používají se v chemickém průmyslu jako chemické katalyzátory a membrány.
Mezitím, co vědci v oboru nanotechnologií pokračují ve studiu vědního oboru, který je starý jen 30 let, objevují se každoročně stovky nových aplikací pro nanomateriály.
Jedná se o odvětví vědy o materiálech, které mění svět, dělá nemožné možným a přináší revoluci ve výrobě surovin.
Pokud byste se chtěli dozvědět více o této rozšiřujícím se sektoru surovin, přečtěte si: Proč používat nanočástice jako surovinu v epoxidových pryskyřicích? nebo Případ pro investice v nanotechnologickém průmyslu.
Fotografický kredit: Virvoreanu Laurentiu from Pixabay, AGCHEMIGROUP, & Various-Photography from Pixabay
