Современные знания в области нанонауки получены в результате разработок в химии, физике, науке о жизни, медицине и технике. Нанотехнология активно развивается или уже используется на практике в нескольких областях.
Сферы применения наночастиц
В области материаловедения наночастицы позволяют получать изделия с новыми механическими свойствами, включая поверхностное трение, износостойкость и адгезию. В биологии и медицине наноматериалы используются для улучшения лекарств и их направления.
Потребительские товары, такие как косметика, солнцезащитные средства, волокна, текстиль, красители и краски, уже содержат наночастицы.
В области электронной техники нанотехнологии используются, например, для разработки более компактных, быстрых и менее потребляющих устройств хранения данных. Оптические устройства, например, микроскопы, также получили выгоду от нанотехнологий.
Наночастицы могут способствовать созданию более прочных, легких, чистых и «умных» поверхностей и систем. Они уже используются для производства стойких к царапинам очков, трещиностойких красок, антиграффити-покрытий для стен, прозрачных солнцезащитных кремов и т. д.
Их можно использовать для повышения безопасности автомобилей, например, путем увеличения сцепления шин с дорогой, повышения жесткости кузова автомобиля или предотвращения появления бликов или конденсации на дисплеях и стеклах. Они также могут улучшить безопасность пищевых продуктов и упаковки.
Физико-химические свойства наночастиц
Свойства наночастиц зависят от их формы, размера, характеристик поверхности и внутренней структуры. Они могут измениться в присутствии определенных химикатов. Состав наночастиц и химические процессы, происходящие на их поверхности, могут быть очень сложными. Наночастицы могут оставаться свободными или группироваться вместе, в зависимости от сил притяжения или отталкивания между ними.
Как образуются наночастицы?
Свободные наночастицы могут возникать естественным путем, непреднамеренно высвобождаться в результате промышленных или бытовых процессов, таких как приготовление пищи, производство и транспортировка, или могут быть специально разработаны для потребительских товаров и передовых технологий.
В жидкой фазе сконструированные наночастицы в основном образуются в результате контролируемых химических реакций, тогда как природные наночастицы образуются в результате эрозии и химической деградации растений, глины и т.д.
В газовой фазе как природные, так и инженерные наночастицы, как правило, создаются химическими реакциями, в результате которых газы превращаются в крошечные жидкие капли, которые затем конденсируются и растут.
Как в сельских, так и в городских районах литр воздуха может содержать миллионы наночастиц. В городских районах большинство наночастиц поступает от дизельных двигателей или автомобилей с дефектными или холодными каталитическими нейтрализаторами. На некоторых рабочих местах воздействие наночастиц, находящихся в воздухе, может представлять потенциальный риск для здоровья.
Фото: susanin.news