Vilka är de olika nanoteknologiska materialen?
Nanoteknologiska material bygger föremål mellan 1 och 100 nanometer, med en enda nanometer lika med en miljarddels meter. I huvudsak är alla material som finns i naturen konstruerade på nanoskala, men objekt som manipuleras av människor på molekylnivå för att bygga något nytt utgör nanoteknologiska material. Det bästa tidiga exemplet på denna teknik är en kol nanorör, tillverkad genom att förändra dimensioner på kolmolekyler till en bikakegitter. Kolananorör skapar ett grafitark som är betydligt lättare och starkare än stål. Produkter som cykelramar, batterier och tennisracketar är exempel på vad som kan tillverkas av kolananorör.
Ett vanligt exempel på nanoteknologiska material är titandioxid, som manipuleras för att skapa produkter som solskyddsmedel som blockerar ultravioletta (UV) -strålar och fortfarande möjliggör en solbränna. En annan viktig produkt från titandioxid är en solpanel som intensifierar den energi som tas emot från solljus, vilket gör en effektivare och kraftfullare energikälla. Forskare har funnit att zinkoxid är ett annat exempel på nanoteknologiska material med liknande fördelar som titanoxid, inklusive förmågan att blockera UV-strålar och intensifiera effekterna av ljusupptagning i solpaneler.
Både silver- och guldpartiklar är kraftfulla nanoteknologiska material som erbjuder nya lösningar inom en mängd olika industrier. Silver-nanopartiklar har till exempel trumfats som lösningen för allt från bättre tandkräm till ett möjligt botemedel mot infektionssjukdomar. Guld-nanopartiklar har också potentiellt viktiga medicinska tillämpningar, från att upptäcka cancer i tidiga stadier till botande av artrit. Både silver- och guld-nanopartiklar kan användas för elektroniska ledningar, vilket ger större flexibilitet och kraft än traditionella metoder.
Många nanoteknologiska material kommer också från vanligare källor. Lerpartiklar manipulerade på nanonivå skapar en starkare polymer som också är lättare och mer motståndskraftig mot temperaturer. I allmänhet kan lerbaserade polymerer användas i kläder, hushållsartiklar och bildelar. Byggindustrin undersöker sätt att förbättra vanliga föremål som cement och glas för att skapa nya material som är mer energieffektiva, lättare att producera och miljövänligare.
Många nanoteknologiska material har varit kontroversiella. Manipulering av material på molekylnivå leder till möjligheten till toxicitet för både själva materialen och biprodukten. Andra bekymmer är energiförbrukning i att skapa materialen och det faktum att de ännu inte har bevisat att de håller i tid. Trots detta utvecklas nanoteknologiska material på grund av löften om större innovation för elektronik, textilier, tillverkning och deras potentiellt revolutionerande effekt på medicinen.