Wat zijn de verschillende soorten nanomaterialen?
Nanomaterialen zijn gemaakt van veel verschillende chemicaliën en verbindingen. Eenmaal gevormd, zijn deze materialen extreem klein, wat het nanoproduct unieke eigenschappen geeft. Er zijn vier hoofdklassen van materialen die worden gebruikt om nano-producten te maken, waaronder metaal, koolstof, composieten en dendrimeren. Deze producten hebben verschillende toepassingen en worden gebruikt in de auto-industrie, de biomedische industrie, in films en nog veel meer.
Materiaal op nanoschaal is uniek vanwege zijn grootte, variërend van één nanometer tot enkele honderden nanometers. Elektrische, optische en chemische eigenschappen zijn heel anders op nanoschaal dan op grotere schaal. Een reden dat eigenschappen zo verschillend zijn, is dat meer dan de helft van de materiaalatomen zich aan het oppervlak bevinden. Grootschalige items hebben veel minder percentage atomen aan het oppervlak.
Op metaal gebaseerde nanomaterialen zijn die zoals nanogold, quantum dots en nanosilver. Quantum dots zijn er in verschillende maten met een maximale grootte van enkele honderden nanometers. De stip bevat halfgeleiderkristallen die zijn samengepakt, zodat duizenden atomen zich allemaal in een zeer klein gebied bevinden. Andere op metaal gebaseerde chemicaliën die op deze kleine schaal worden gebruikt, omvatten soorten metaaloxiden.
Nanomaterialen op koolstofbasis zijn die welke grotendeels van koolstof zijn gemaakt. De koolstof wordt gevormd tot holle buizen, ellipsoïden of bollen. Ellipsoïde en bolvormige koolstof nanomaterialen worden fullerenen genoemd. Holle buisvormige materialen worden nanobuisjes genoemd.
Sommige van de toepassingen van producten op koolstofbasis zijn onder meer het sterker en lichter maken van de film. Ze zullen ook de kwaliteit en levensduur van verschillende coatings op mechanische onderdelen verbeteren. Deze materialen worden ook vaak gebruikt voor elektronische toepassingen.
Composieten zijn een derde klasse van materialen gemaakt van andere nanomaterialen die worden gecombineerd met grote omvangrijke materialen of andere nanodeeltjes. Deze composieten worden gebruikt voor vlamvertragende eigenschappen, verbeteren de mechanische prestaties en werken als een barrière voor verpakkingen. Een kleine hoeveelheid composieten, slechts twee procent, kan de sterkte van items met maar liefst 100 procent vergroten. Het maken van composieten kan vrij eenvoudig zijn, met behulp van ionenwisseltechnologie en verwarming. Reacties met behulp van polymerisatie zijn een andere manier om snel composieten te maken.
Een dendrimeer is een ander type nanomateriaal. Dit zijn polymeren die veel vertakkingen bevatten. Ze zien er typisch uit als kettingen en hebben talloze kettinguiteinden die kunnen worden gemaakt om specifieke functies te hebben die normaal worden gebruikt voor chemische reacties. Sommige dendrimeren kunnen driedimensionaal zijn en een inwendige holte hebben waarin andere moleculen kunnen passen. Geneesmiddelafgifte is een gebruik van deze interne holte gevonden in dendrimeren. Deze hebben ook toepassingen in gentherapie en medische diagnose.