나노 복합물이란?

나노 복합재는 구조, 기능 또는 화장품과 같은 다양한 응용 분야에서 향상된 성능을 위해 설계된 인공 재료입니다. 다른 복합재와 마찬가지로, 나노 복합재는 현탁액에서 나노 입자와 조합 된 플라스틱, 금속 또는 세라믹으로 구성된베이스 매체 또는 매트릭스를 포함한다. 충전제 입자는 일반 복합 재료보다 훨씬 작으며, 인간 난자 세포의 핵보다 적어도 100 배 작은 큰 분자의 크기입니다.

나노 복합체의 고체베이스 매질은 표면에 분무되거나, 압출되거나 몰드에 주입 될 수있는 액체로서 시작된다. 충전제 입자는 모양에 따라 공처럼 둥글거나 튜브처럼 길고 얇습니다. 버키볼 또는 나노 튜브와 같은 전체 탄소 원자로 구성된 나노 입자 인 풀러렌은 규칙적인 복합재에서 발견되는 탄소 섬유 또는 비드 필러보다 수십 배 더 작다. 이러한 풀러렌은 의약 용도에 사용되는 임의의 수의 반응성 분자를 보유 할 수있다.

기본 매질 내의 현탁액에서 충전제 입자의 크기가 작을수록 상호 작용에 이용 가능한 표면적이 커지고 재료 특성에 영향을 미칠 가능성이 커집니다. 나노 복합체의 성형 단계에서,베이스 매체는 몰드 내로 쉽게 유동해야한다. 일부 적용의 경우, 필러는 강도 또는 전도성이 필요한 특정 방향의 흐름과 정렬되어야하며 흐름을 방해하지 않아야합니다. 길이 대 너비 비율이 높은 필러는 아직 단단하지 않은 액체베이스의 흐름에서 잘 정렬됩니다.

나노 복합물에서 더 작은 입자의 표면적이 증가하면 확산이 일어나고 더 균일하게 분포되어 더욱 일관된 재료 특성을 얻습니다. 유동 및베이스 매질 세트 동안 나노 입자의 덩어리는 잔류 원자 전하 또는 분지 입자가 서로 흘러 들어갈 때 엉킴에 의해 야기된다. 원치 않는 고르지 않은 덩어리는 기본 매체가 고체가 될 때 재료의 잔류 응력에 기여합니다. 중요한 위치에 고르지 않은 나노 입자 분포로 인해 설계가 실패하거나 기능이 중지되거나 중단 될 수 있습니다. 입자의 균일 한 분포를 보장하는 한 가지 방법은 초음파가 존재하는 경우 기포가 형성되고 붕괴되어 나노 입자를보다 균일하게 분산시키는 초음파 화학입니다.

나노 복합 재료에 대한 많은 응용 분야 중 일부는 전자, 광학 및 생물 의학에 관심이 있습니다. 폴리머베이스 매질과 탄소 나노 튜브를 결합한 나노 복합체는 정전기 전하 및 열 축적을 소산시키기 위해 하우징을 필요로하는 전자 장치의 패키징에 사용된다. 광학적 투명성을 위해, 최적 크기의 나노 입자는 빛을 산란시키지 않고 재료에 강도를 추가하면서 통과시킬 수있다. 태양 광 발전에서 입자가 작을수록 태양 흡수가 커져 전기 생산량이 증가합니다. 폴리머베이스로 구성된 콘택트 렌즈의 나노 입자는 환자의 눈물 액의 포도당 양에 따라 색이 변하여 당뇨병 환자가 인슐린을 필요로한다는 것을 나타냅니다.