Vad är en nanokomposit?
En nanokomposit är ett mänskligt material utformat för förbättrad prestanda i valfritt antal unika applikationer: strukturella, funktionella eller kosmetiska. Liksom med andra kompositer inkluderar nanokompositen ett basmedium eller matris, sammansatt av plast, metall eller keramik i kombination med nanopartiklar i suspension. Fyllmedelspartiklarna är mycket mindre än i vanliga kompositer och är storleken på stora molekyler, minst hundra gånger mindre än kärnan i en mänsklig äggcell.
Det fasta basmediet för en nanokomposit startar som en vätska som kan sprayas på en yta, extruderas eller injiceras i en form. Fillerpartiklarna fungerar beroende på deras form: runda, som en boll eller lång och tunn, som ett rör. Fullerenes, nanopartiklar som är helt sammansatta av kolatomer som buckyballs eller nanorör, är storleksordningar mindre än kolfibrerna eller pärlfyllmedel som finns i regelbundna kompositer. Dessa fullerener kan bära valfritt antal reaktiva molekyler som används iMedicinska tillämpningar.
Ju mindre storlek på fyllmedelspartiklarna i suspension inom basmediet, desto större är ytan som är tillgänglig för interaktion och desto större är potentialen att påverka materialegenskaperna. I formningsstegen för nanokompositer måste basmediet rinna lätt in i formar. Med vissa applikationer måste fyllmedlet anpassa sig till och inte störa flödet i specifika riktningar där styrka eller konduktivitet krävs. Fyllmedel med höga längd-till-breddförhållanden anpassas väl i flödet av en flytande bas som ännu inte har blivit solid.
Den ökade ytan för de mindre partiklarna i nanokompositer tvingar deras diffusion och tvingar dem att vara mer jämnt fördelade, vilket resulterar i mer konsekventa materialegenskaper. Klumpning av nanopartiklar under flödet och uppsättningen av basmediet orsakas av återstående atomladdningar eller vid grenande partiklar tanglE när de flyter in i varandra. Oönskat och ojämn klump bidrar till återstående spänningar i materialet när basmediet blir fast. Ojämnt nanopartikelfördelningar på kritiska platser kan få en design att misslyckas, sluta fungera eller bryta. En metod som garanterar till och med fördelning av partiklar är sonokemi, där - i närvaro av ultraljudsvågor - bubblor bildas och kollapsar, sprider nanopartiklar jämnare.
av de många applikationerna för nanokompositmaterial, några intresse är elektroniska, optiska och biomedicinska. Nanokompositer som kombinerar ett polymerbasmedium med kolananorör används i förpackningen av elektronik som kräver höljen för att sprida statiska elektriska laddningar och termiska uppbyggnader. För optisk transparens kommer nanopartiklar av optimal storlek inte att sprida ljus utan tillåter den att passera genom medan du fortfarande lägger styrka till materialet. I fotovoltaik, ju mindre partiklarna, de storaär solabsorptionen, vilket resulterar i en större produktproduktion. Nanopartiklar i kontaktlinser, bildade av en polymerbas, ändrar färg beroende på mängden glukos i patientens tårvätska, vilket indikerar ett diabetiker behov av insulin.