Jaké jsou různé nanotechnologické materiály?

Nanotechnologické materiály jsou stavebními objekty mezi 1 a 100 nanometry, přičemž jeden nanometr se rovná jedné miliardtině metru. V podstatě všechny materiály, které se nacházejí v přírodě, jsou konstruovány v nanoměřítku, ale objekty manipulované lidmi na molekulární úrovni, aby vytvořily něco nového, tvoří nanotechnologické materiály. Nejlepším příkladem této technologie je uhlíková nanotrubička, která byla vytvořena změnou rozměrů molekul uhlíku na voštinovou mříž. Uhlíkové nanotrubice vytvářejí grafitový list, který je výrazně lehčí a silnější než ocel. Výrobky jako rámy kol, baterie a tenisové rakety jsou příklady toho, co lze vyrobit z uhlíkových nanotrubic.

Běžným příkladem nanotechnologických materiálů je oxid titaničitý, který je manipulován tak, aby vytvářel produkty, jako je opalovací krém, který blokuje ultrafialové (UV) záření a přitom stále umožňuje opálení. Dalším důležitým produktem z oxidu titaničitého je solární panel, který zesiluje energii získávanou ze slunečního světla, čímž vytváří účinnější a výkonnější zdroj energie. Vědci zjistili, že oxid zinečnatý je dalším příkladem nanotechnologických materiálů s podobnými výhodami jako oxid titaničitý, včetně schopnosti blokovat UV záření a zesílit účinky zachycování světla v solárních panelech.

Částice stříbra i zlata jsou silnými nanotechnologickými materiály, které nabízejí nová řešení v celé řadě průmyslových odvětví. Například nanočástice stříbra byly trumpetovány jako řešení pro všechno od lepší zubní pasty po možnou léčbu infekčních chorob. Nanočástice zlata mají také potenciálně důležité lékařské aplikace, od detekce rakoviny v raných stádiích až po vyléčení artritidy. Pro elektronické zapojení lze použít jak stříbrné, tak zlaté nanočástice, což poskytuje větší flexibilitu a sílu než tradiční metody.

Mnoho nanotechnologických materiálů pochází také z běžnějších zdrojů. Hliněné částice manipulované na nano úrovni vytvářejí silnější polymer, který je také lehčí a odolnější vůči teplotám. Obecně lze polymery na bázi jílu použít v oděvech, domácích potřebách a automobilových součástkách. Stavebnictví zkoumá způsoby, jak vylepšit běžné předměty, jako je cement a sklo, a vytvořit nové materiály, které jsou energeticky účinnější, snáze vyrobitelné a šetrnější k životnímu prostředí.

Mnoho nanotechnologických materiálů bylo kontroverzních. Manipulace s materiály na molekulární úrovni vede k možnosti toxicity jak samotných materiálů, tak i vedlejšího produktu. Dalšími obavami jsou spotřeba energie při tvorbě materiálů a skutečnost, že ještě musí prokázat, že vydrží v čase. Přesto se nanotechnologické materiály vyvíjejí kvůli příslibu větší inovace pro elektroniku, textil, výrobu a jejich potenciálně revoluční účinek na medicínu.