ナノコンポジットとは何ですか？

nanocompositeは、構造、機能、または化粧品の任意の数のユニークなアプリケーションでパフォーマンスを向上させるために設計された人工材料です。 他の複合材料と同様に、ナノコンポジットには、懸濁液中のナノ粒子と組み合わせたプラスチック、金属、またはセラミックで構成されるベース媒体またはマトリックスが含まれます。 フィラー粒子は、通常の複合材料よりもはるかに小さく、大きな分子のサイズで、人間の卵細胞の核の少なくとも100倍小さいです。

ナノコンポジットの固体塩基媒体は、表面に吹き付けられ、押し出したり注入されたりすることができる液体として始まります。 フィラー粒子は、その形状に応じて機能します：丸い、ボールのように、またはチューブのように長くて薄い。 バッキーボールやナノチューブなどの炭素原子で完全に構成されたナノ粒子は、通常の複合材料に見られる炭素繊維またはビーズフィラーよりも桁違いに小さいフラーレンです。 これらのフラーレンは、で使用される任意の数の反応性分子を運ぶことができます薬用用途。

塩基媒体内の懸濁液中のフィラー粒子のサイズが小さいほど、相互作用に利用できる表面積が大きく、材料特性に影響を与える可能性が大きくなります。 ナノコンポジットの形成段階では、塩基媒体は金型に簡単に流れる必要があります。 一部のアプリケーションでは、フィラーは、強度または導電率が必要な特定の方向の流れに沿って整列する必要があります。 長さの高い比率のフィラーは、まだ固体になっていない液体ベースの流れによく整列しています。

ナノコンポジットの小さな粒子の表面積の増加は、拡散を強制し、より均等に分布させ、より一貫した材料特性をもたらします。 塩基媒体の流れとセット中のナノ粒子の凝集は、残留原子電荷によって、または分岐粒子が絡み合っているときに引き起こされますeお互いに流れながら。 不要で不均一な凝集は、塩基媒体が固体になると、材料の残留応力に寄与します。 重要な場所での不均一なナノ粒子分布により、設計が故障したり、機能を停止したり、破損したりする可能性があります。 粒子の均一な分布を保証する1つの方法はソノケミストリーであり、そこでは、超音波波の存在下で泡が形成され、崩壊し、ナノ粒子をより均等に分散させます。

ナノコンポジット材料の多くの用途のうち、いくつかの関心は電子的、光学的、生物医学的です。 ポリマーベース培地とカーボンナノチューブを組み合わせたナノコンポジットは、ハウジングが静的な電荷と熱の蓄積を消散させる必要がある電子機器のパッケージに使用されます。 光学的透明度の場合、最適なサイズのナノ粒子は光を散乱させませんが、材料に強度を加えながら通過させます。 太陽光発電では、粒子が小さいほど偉大です太陽の吸収は、電力の生産を増やします。 ポリマーベースで形成された接触レンズのナノ粒子は、患者の涙液のグルコースの量に応じて色を変化させ、糖尿病のインスリンの必要性を示しています。