Технологија

Предностите на наноматеријалите

Зошто вреди да се проучуваат микроскопските димензии? Затоа што цели нови светови лежат неоткриени во рамките на тие димензии. Благодарение на досегашните откритија во нано-светот, сведоци сме на една ера на големи технолошки достигнувања. Најголемите предности кои ги нудат наноматеријалите се прикажани токму во овој текст.

Скалата за должина помеѓу 1-100 нанометри (nm). воедно претставува мост помеѓу хемија (атоми, молекули вклучувајќи ги и поголемите биомолекули како што се ДНК и протеините) и биологија (вируси, бактерии и клетки). Замислете да се смалиме и да бидеме високи само 10 nm (Слика 1). Црвената крвна клетка би ни изгледала како фудбалски стадион, полио вирусот би бил голем колку еден кош, протеините би имале големина на столче, атом на водород би имал големина на џамлија а молекулата на кофеинот не би била поголема од тениско топче. Поради тоа што се толку малечки, наноматеријалите можат лесно да се вметнат во живи организми и да се насочат да стигнат токму до одредени типови на ткива и клетки (голема примена во областа на таргетирање на тумори). Друга примена наночестичките би нашле во науката за животна средина каде би се корстеле како сензори на подземни региони богати со нафта или сулфур.

Слика 1. Со што би се сретнале кога би биле само 10 нанометри високи.

Најголема предност на наночестичките е големиот број на поедини честички кои можат да го пополнат истиот волумен. На пр. да земеме еден килограм (кg) тешко парче кварц и еден кg тeжок песок (по состав песокта е исто така кварц) (Слика 2). Иако двете работи заземаат подеднаков простор односно волумен, парчето кварц е само едно додека пак песокта се состои од трилиони поединечни честички. Бројот на поединечни честички е во корелација со промената на радиусот за фактор од 1/R3, каде што R е радиусот на објектот. Исто така важи тврдењето дека доколку радиусот на еден објект се намали десетоструко, ќе се добијат илјадници честички кои би го пополниле истиот простор. Токму поради тоа нанотехнологијата е една од научните дисциплини што ја движат напред индустријата за електроника каде многубројните нано-делови (жици, полупроводници и транзистори) овозможуваат изградба на комплексни уреди како што се денешните мобилни телефони.

Слика 2. Зголемениот број на честички како и зголемената вкупна површина се едни од главните предности на наночестичките во споредба со макроскопските структури.

Од големо значење кај наноматеријалите е и големата површина во даден волумен. Површината е во корелација со бројот на честички за фактор од 1/R; доколку го намалиме радиусот на некој објект десетократно ќе добиеме десет пати поголема вкупна површина во дадениот волумен. Да се навратиме на практичната примена на зголемената вкупна површина, земето го на пример катализаторот кај автомобилите кој содржи цериум (III) оксид . Негова задача е по пат на оксидација да ги отстрани штетните гасови (на пр. јаглерод моноксид), кои се ослободуваат при согорување на горивото во моторот. Оваа хемиска реакција се одвива на површината на честичките цериум (III) оксид. Колку е поголема површината за контакт, толку повеќе молекули на штетните гасови ќе бидат оксидирани во даден временски интервал со што се зголемува ефикасноста на катализаторот. Истото важи и за активираниот јаглерод кој е воедно главната компонента во филтрите за прочистување на вода.

Покрај нивната исклучително мала големина и зголемената вкупна површина наноматеријалите покажуваат интересни и уникатни особини за разлика од макроскопските материјали. Најважните карактеристики кои придонесуваат за нивната зголемена популарност се делат на: оптички, механички, магнетни, електрични, каталитички и сорптивни. Запомнете дека различните наноматеријали имаат различни својства и со тоа како класа на материјали опфаќаат широко поле на примена.

Слични статии

Претходен написи
Да бидеме реални за реалноста: сензација, перцепција, когниција
Следен напис
Скелетот на клетките: нано-димензионален сензор за динамика на клетките

Напишете коментар

Вашата адреса за е-пошта нема да биде објавена. Задолжителните полиња се означени со *

Пополнете го ова поле
Пополнете го ова поле
Ве молам, внесете валидна адреса за е-пошта.

Мени

Споделете со пријателите