Was sind die verschiedenen Nanotechnologie-Materialien?

Nanotechnologische Materialien sind Bauobjekte zwischen 1 und 100 Nanometern, wobei ein einziger Nanometer einem Milliardstel Meter entspricht. Im Wesentlichen sind alle in der Natur vorkommenden Materialien im Nanomaßstab konstruiert, aber Objekte, die auf molekularer Ebene vom Menschen manipuliert werden, um etwas Neues aufzubauen, sind nanotechnologische Materialien. Das beste frühe Beispiel für diese Technologie ist eine Kohlenstoffnanoröhre, die durch Ändern der Dimensionen von Kohlenstoffmolekülen in ein Wabengitter hergestellt wird. Kohlenstoffnanoröhren erzeugen eine Graphitschicht, die bedeutend leichter und fester als Stahl ist. Produkte wie Fahrradrahmen, Batterien und Tennisschläger sind Beispiele für Carbon-Nanoröhren.

Ein bekanntes Beispiel für nanotechnologische Materialien ist Titandioxid, das so manipuliert wird, dass Produkte wie Sonnenschutzmittel entstehen, die ultraviolette (UV-) Strahlen blockieren und gleichzeitig eine Bräune zulassen. Ein weiteres wichtiges Produkt aus Titandioxid ist ein Solarpanel, das die vom Sonnenlicht abgegebene Energie verstärkt und so eine effizientere und leistungsfähigere Energiequelle darstellt. Forscher haben herausgefunden, dass Zinkoxid ein weiteres Beispiel für nanotechnologische Materialien mit ähnlichen Vorteilen wie Titanoxid ist, einschließlich der Fähigkeit, UV-Strahlen zu blockieren und die Auswirkungen des Lichteinfangs in Sonnenkollektoren zu verstärken.

Sowohl Silber- als auch Goldpartikel sind leistungsstarke nanotechnologische Materialien und bieten neue Lösungen für eine Vielzahl von Branchen. Beispielsweise wurden Silbernanopartikel als Lösung für alles von einer besseren Zahnpasta bis zu einer möglichen Heilung von Infektionskrankheiten eingesetzt. Goldnanopartikel haben auch potenziell wichtige medizinische Anwendungen, von der Erkennung von Krebs im Frühstadium bis zur Heilung von Arthritis. Sowohl Silber- als auch Goldnanopartikel können für die elektronische Verdrahtung verwendet werden, was eine größere Flexibilität und Leistung bietet als herkömmliche Methoden.

Viele nanotechnologische Materialien stammen ebenfalls aus allgemeineren Quellen. Auf Nanoebene manipulierte Tonpartikel erzeugen ein festeres Polymer, das außerdem leichter und temperaturbeständiger ist. Im Allgemeinen können Polymere auf Tonbasis in Kleidung, Haushaltsgegenständen und Autoteilen verwendet werden. Die Bauindustrie erforscht Möglichkeiten zur Verbesserung gängiger Produkte wie Zement und Glas, um neue Materialien zu schaffen, die energieeffizienter, einfacher zu produzieren und umweltverträglicher sind.

Viele nanotechnologische Materialien waren umstritten. Das Manipulieren von Materialien auf molekularer Ebene führt zu der Möglichkeit der Toxizität sowohl der Materialien selbst als auch des Nebenprodukts. Ein weiteres Anliegen ist der Energieverbrauch bei der Herstellung der Materialien und die Tatsache, dass noch nicht nachgewiesen wurde, dass sie die Zeit vertragen. Trotzdem werden nanotechnologische Materialien entwickelt, weil sie mehr Innovation für Elektronik, Textilien und die Fertigung versprechen und möglicherweise revolutionäre Auswirkungen auf die Medizin haben.