O que é um nanocompósito?
Um nanocompósito é um material artificial projetado para um desempenho aprimorado em qualquer número de aplicações exclusivas: estrutural, funcional ou cosmético. Como em outros compósitos, o nanocompósito inclui um meio base, ou matriz, composto de plástico, metal ou cerâmica combinado com nanopartículas em suspensão. As partículas de enchimento são muito menores que as de compósitos regulares e são do tamanho de moléculas grandes, pelo menos cem vezes menores que o núcleo de uma célula de ovo humano.
O meio de base sólido de um nanocompósito começa como um líquido que pode ser pulverizado em uma superfície, extrudado ou injetado em um molde. As partículas de enchimento funcionam dependendo da sua forma: redondo, como uma bola, ou longa e fina, como um tubo. Fullerenes, nanopartículas compostas inteiramente de átomos de carbono, como buckyballs ou nanotubos, são ordens de magnitude menores que as fibras de carbono ou preenchimentos de contas encontrados em compósitos regulares. Esses fulerenos podem transportar qualquer número de moléculas reativas usadas emAplicações medicinais.
Quanto menor o tamanho das partículas de enchimento em suspensão dentro do meio base, maior a área da superfície disponível para interação e maior o potencial de afetar as propriedades do material. Nos estágios de formação dos nanocompósitos, o meio base deve fluir facilmente em moldes. Com algumas aplicações, o enchimento deve se alinhar e não interromper o fluxo em direções específicas onde a força ou a condutividade é necessária. Preenchimentos com altos índices de comprimento/largura alinham bem no fluxo de uma base líquida que ainda não se tornou sólida.
O aumento da área superficial das partículas menores nos nanocompósitos força sua difusão e as obriga a distribuir mais uniformemente, resultando em propriedades materiais mais consistentes. O aglomerado de nanopartículas durante o fluxo e o conjunto do meio de base é causado por cargas atômicas residuais ou quando ramificando partículas Tangle enquanto eles fluem um ao outro. A aglomeração indesejada e desigual contribui para tensões residuais no material quando o meio base se torna sólido. As distribuições desiguais de nanopartículas em locais críticos podem fazer com que um projeto falhe, pare de funcionar ou quebrar. Um método que garante a distribuição uniforme das partículas é a sonochéia, na qual - na presença de ondas de ultrassom - as bolhas são formadas e colapsam, dispersando nanopartículas de maneira mais uniforme.
Das muitas aplicações para materiais nanocompósitos, alguns de interesse são eletrônicos, ópticos e biomédicos. Os nanocompósitos que combinam um meio de base de polímeros com nanotubos de carbono são usados na embalagem de eletrônicos que exigem caixas para dissipar cargas elétricas estáticas e acúmulos térmicos. Para transparência óptica, as nanopartículas de um tamanho ideal não se espalham pela luz, mas permitem que ela passasse enquanto ainda adiciona força ao material. Nos fotovoltaicos, quanto menores as partículas, o grandea absorção solar, resultando em uma maior produção de eletricidade. Nanopartículas nas lentes de contato, formadas por uma base de polímero, alteram a cor, dependendo da quantidade de glicose no fluido lacrimal do paciente, indicando a necessidade de insulina de um diabético.