Jakie są różne materiały nanotechnologiczne?
Materiały nanotechnologiczne budują obiekty o wielkości od 1 do 100 nanometrów, z pojedynczym nanometrem równym jednej miliardowej metra. Zasadniczo wszystkie materiały występujące w naturze są konstruowane w nanoskali, ale obiekty manipulowane przez ludzi na poziomie molekularnym w celu zbudowania czegoś nowego stanowią materiały nanotechnologiczne. Najlepszym wczesnym przykładem tej technologii jest nanorurka węglowa, wytworzona przez zmianę wymiarów cząsteczek węgla w siatkę o strukturze plastra miodu. Nanorurki węglowe tworzą arkusz grafitu, który jest znacznie lżejszy i mocniejszy niż stal. Produkty takie jak ramy rowerowe, akumulatory i rakiety tenisowe są przykładami tego, co można zrobić z nanorurek węglowych.
Typowym przykładem materiałów nanotechnologicznych jest dioda tytanowa, którą manipuluje się w celu wytworzenia produktów takich jak filtr przeciwsłoneczny, który blokuje promienie ultrafioletowe (UV), jednocześnie pozwalając na opalenie. Kolejnym ważnym produktem z dwutlenku tytanu jest panel słoneczny, który intensyfikuje energię otrzymywaną ze światła słonecznego, tworząc bardziej wydajne i potężne źródło energii. Naukowcy odkryli, że tlenek cynku jest kolejnym przykładem materiałów nanotechnologicznych o podobnych zaletach jak tlenek tytanu, w tym zdolności do blokowania promieni UV i nasilania efektów wychwytywania światła w panelach słonecznych.
Zarówno cząsteczki srebra, jak i złota są potężnymi materiałami nanotechnologicznymi, oferującymi nowe rozwiązania w wielu różnych branżach. Na przykład nanocząsteczki srebra zostały trąbione jako rozwiązanie dla wszystkiego, od lepszej pasty do zębów po ewentualne lekarstwo na choroby zakaźne. Złote nanocząsteczki mają również potencjalnie ważne zastosowania medyczne, od wykrywania raka we wczesnych stadiach po leczenie zapalenia stawów. Nanocząsteczki srebra i złota można stosować do okablowania elektronicznego, co zapewnia większą elastyczność i moc niż tradycyjne metody.
Wiele materiałów nanotechnologicznych również pochodzi z bardziej powszechnych źródeł. Cząsteczki gliny poddane manipulacji na poziomie nano tworzą silniejszy polimer, który jest również lżejszy i bardziej odporny na temperaturę. Zasadniczo polimery na bazie gliny można stosować w odzieży, artykułach gospodarstwa domowego i częściach samochodowych. Przemysł budowlany bada sposoby ulepszenia popularnych elementów, takich jak cement i szkło, w celu stworzenia nowych materiałów, które są bardziej energooszczędne, łatwiejsze w produkcji i bardziej przyjazne dla środowiska.
Wiele materiałów nanotechnologicznych budzi kontrowersje. Manipulowanie materiałami na poziomie molekularnym prowadzi do możliwości toksyczności zarówno samych materiałów, jak i produktu ubocznego. Inne obawy dotyczą zużycia energii podczas tworzenia materiałów i faktu, że muszą jeszcze udowodnić, że wytrzymają czas. Mimo to opracowuje się materiały nanotechnologiczne ze względu na obietnicę zwiększenia innowacji w dziedzinie elektroniki, tekstyliów, produkcji oraz ich potencjalnie rewolucyjny wpływ na medycynę.