Jakie są różne rodzaje nanomateriałów?

Nanomateriały są wykonane z wielu różnych chemikaliów i związków. Po uformowaniu materiały te są niezwykle małe, co nadaje nanotechnologii wyjątkowe właściwości. Istnieją cztery główne klasy materiałów, które są wykorzystywane do wytwarzania produktów w rozmiarze nano, w tym metal, węgiel, kompozyty i dendrymery. Produkty te mają różnorodne zastosowania i są stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, biomedycznym, filmach i wielu innych.

Materiał w skali nano jest wyjątkowy ze względu na swój rozmiar, od jednego nanometra do kilkuset nanometrów. Właściwości elektryczne, optyczne i chemiczne są bardzo różne w skali nano niż w większej skali. Jednym z powodów tak różnych właściwości jest to, że ponad połowa atomów materiału znajduje się na powierzchni. Przedmioty na dużą skalę mają znacznie mniejszy procent atomów na powierzchni.

Nanomateriały na bazie metali to takie jak nanozłoto, kropki kwantowe i nanosrebro. Kropki kwantowe występują w kilku rozmiarach, a maksymalny rozmiar to kilkaset nanometrów. Kropka zawiera kryształy półprzewodników, które są upakowane razem, dzięki czemu tysiące atomów znajdują się na bardzo małym obszarze. Inne chemikalia na bazie metalu stosowane w tej małej skali obejmują rodzaje tlenków metali.

Nanomateriały na bazie węgla to te, które są głównie wykonane z węgla. Węgiel jest kształtowany w puste rurki, elipsoidy lub kule. Elipsoidalne i sferyczne nanomateriały węglowe nazywane są fulerenami. Materiały w kształcie pustych rurek nazywane są nanorurkami.

Niektóre zastosowania produktów opartych na węglu obejmują wzmacnianie i rozjaśnianie folii. Poprawią także jakość i żywotność różnych powłok stosowanych na częściach mechanicznych. Materiały te są również powszechnie stosowane w aplikacjach elektronicznych.

Kompozyty to trzecia klasa materiałów wykonanych z innych nanomateriałów, które są łączone z dużymi materiałami o dużej objętości lub innymi nanocząstkami. Te kompozyty są stosowane ze względu na właściwości zmniejszające palność, poprawiające właściwości mechaniczne i działające jako bariera dla opakowań. Niewielka ilość kompozytów, zaledwie dwa procent, może zwiększyć wytrzymałość przedmiotów nawet o 100 procent. Tworzenie kompozytów może być dość proste, przy użyciu technologii wymiany jonowej i ogrzewania. Reakcje z zastosowaniem polimeryzacji to kolejny sposób szybkiego tworzenia kompozytów.

Dendrymer jest innym rodzajem nanomateriału. Są to polimery, które zawierają wiele gałęzi. Zwykle wyglądają jak łańcuchy i będą miały liczne końce łańcucha, które można wykonać tak, aby miały określone funkcje zwykle stosowane w reakcjach chemicznych. Niektóre dendrymery mogą być trójwymiarowe i mieć wewnętrzną wnękę, w której pasują inne cząsteczki. Dostarczanie leków jest jednym z zastosowań tej wewnętrznej jamy znalezionej w dendrymerach. Mają one również zastosowanie w terapii genowej i diagnozie medycznej.