Wat zijn de verschillende nanotechnologiematerialen?
Nanotechnologiematerialen bouwen objecten tussen 1 en 100 nanometer, waarbij een enkele nanometer gelijk is aan een miljardste meter. In wezen zijn alle materialen die in de natuur worden gevonden op nanoschaal gebouwd, maar objecten die op moleculair niveau door mensen zijn gemanipuleerd om iets nieuws te bouwen, vormen nanotechnologiematerialen. Het beste vroege voorbeeld van deze technologie is een koolstofnanobuis, gemaakt door de afmetingen van koolstofmoleculen te veranderen in een honingraatrooster. Koolstof nanobuisjes creëren een grafietplaat die aanzienlijk lichter en sterker is dan staal. Producten zoals fietsframes, batterijen en tennisrackets zijn voorbeelden van wat gemaakt kan worden van koolstofnanobuisjes.
Een veelgebruikt voorbeeld van nanotechnologiematerialen is titaniumdioxode, die wordt gemanipuleerd om producten te maken, zoals zonnebrandcrème die ultraviolette (UV) stralen blokkeert en toch bruin blijft. Een ander belangrijk product van titaniumdioxide is een zonnepaneel dat de energie die wordt ontvangen van zonlicht intensiveert, waardoor een efficiëntere en krachtigere energiebron ontstaat. Onderzoekers hebben ontdekt dat zinkoxide een ander voorbeeld is van nanotechnologiematerialen met vergelijkbare voordelen als titaniumoxide, waaronder het vermogen om UV-stralen te blokkeren en de effecten van lichtvangst in zonnepanelen te intensiveren.
Zowel zilver- als gouddeeltjes zijn krachtige nanotechnologiematerialen en bieden nieuwe oplossingen in een breed scala van industrieën. Zilver nanodeeltjes, bijvoorbeeld, zijn trompet als de oplossing voor alles, van betere tandpasta tot een mogelijke remedie voor infectieziekten. Gouden nanodeeltjes hebben ook potentieel belangrijke medische toepassingen, van het opsporen van kanker in een vroeg stadium tot het genezen van artritis. Zowel zilveren als gouden nanodeeltjes kunnen worden gebruikt voor elektronische bedrading, wat een grotere flexibiliteit en kracht biedt dan traditionele methoden.
Veel nanotechnologiematerialen komen ook uit meer gebruikelijke bronnen. Kleideeltjes gemanipuleerd op nanoniveau creëren een sterker polymeer dat ook lichter en veerkrachtiger is tegen temperaturen. In het algemeen kunnen op klei gebaseerde polymeren worden gebruikt in kleding, huishoudelijke artikelen en auto-onderdelen. De bouwsector onderzoekt manieren om veelvoorkomende items zoals cement en glas te verbeteren om nieuwe materialen te maken die energiezuiniger, gemakkelijker te produceren en milieuvriendelijker zijn.
Veel nanotechnologiematerialen zijn controversieel geweest. Het manipuleren van materialen op moleculair niveau leidt tot de mogelijkheid van toxiciteit van zowel de materialen zelf als het bijproduct. Andere zorgen zijn energieverbruik bij het maken van de materialen en het feit dat ze nog moeten bewijzen dat ze het op tijd volhouden. Desondanks worden nanotechnologiematerialen ontwikkeld vanwege de belofte van grotere innovatie voor elektronica, textiel, productie en hun potentieel revolutionaire effect op de geneeskunde.