Nanoteknolojide Günlük Malzemeler ve Süreç Uygulamaları
Nanoteknolojinin birçok faydası,
belirli özellikleri elde etmek için malzemelerin yapılarını son derece küçük
ölçeklerde uyarlamanın mümkün olmasına ve böylece malzeme bilimi araç setini
büyük ölçüde genişletmesine bağlıdır. Nanoteknoloji kullanılarak malzemeler,
diğer birçok özelliğin yanı sıra daha güçlü, daha hafif, daha dayanıklı, daha
reaktif, daha elek benzeri veya daha iyi elektrik iletkenleri etkili bir
şekilde yapılabilir. Birçok günlük ticari ürün şu anda piyasada ve nano ölçekli
malzemelere ve işlemlere dayanan günlük kullanımda:
Kumaşlara yapılan nano ölçekli
katkılar veya yüzey işlemleri, kişisel vücut zırhında hafif balistik enerji
sapması sağlayabilir veya buruşmaya, lekelenmeye ve bakteri üremesine karşı
koymalarına yardımcı olabilir.
Gözlükler, bilgisayar ve kamera
ekranları, pencereler ve diğer yüzeylerdeki şeffaf nano ölçekli filmler onları
su ve kalıntı itici, yansıma önleyici, kendi kendini temizleyen, ultraviyole
veya kızılötesi ışığa dayanıklı, buğu önleyici, mikrop önleyici, çizilmeye
dayanıklı veya elektriksel olarak iletken yapabilir. .
Nano ölçekli malzemeler, sağlık
izleme, güneş enerjisi yakalama ve hareket yoluyla enerji toplama özelliklerine
sahip esnek nano ölçekli sensörler ve elektroniklerle donatılmış yıkanabilir,
dayanıklı "akıllı kumaşlar" sağlamaya başlıyor.
Arabaların, kamyonların,
uçakların, teknelerin ve uzay araçlarının hafifleştirilmesi önemli ölçüde yakıt
tasarrufu sağlayabilir. Polimer kompozit malzemelerdeki nano ölçekli katkı
maddeleri, beyzbol sopaları, tenis raketleri, bisikletler, motosiklet kaskları,
otomobil parçaları, bagaj ve elektrikli alet muhafazalarında kullanılmakta ve
bu da onları hafif, sert, dayanıklı ve esnek hale getirmektedir. Karbon nanotüp
levhalar artık yeni nesil hava araçlarında kullanılmak üzere üretiliyor. Örneğin,
hafiflik ve iletkenliğin birleşimi, onları elektromanyetik koruma ve termal
yönetim gibi uygulamalar için ideal hale getirir.
Enzimlerin nano-biyomühendisliği, odun yongalarından, mısır saplarından, gübrelenmemiş çok yıllık otlardan vb. selülozun yakıt için etanole dönüştürülmesini sağlamayı amaçlamaktadır. Selülozik nanomalzemeler, elektronik, inşaat, paketleme, gıda, enerji, sağlık, otomotiv ve savunma dahil olmak üzere çok çeşitli endüstriyel sektörlerde potansiyel uygulamalar göstermiştir. Selülozik nanomalzemelerin diğer birçok nanomateryalden daha ucuz olduğu ve diğer özelliklerin yanı sıra etkileyici bir güç-ağırlık oranına sahip olduğu tahmin edilmektedir.
Otomotiv ürünlerindeki nano
mühendislik malzemeleri arasında yüksek güçlü şarj edilebilir pil sistemleri;
sıcaklık kontrolü için termoelektrik malzemeler, daha düşük yuvarlanma
direncine sahip lastikler; yüksek verimli/düşük maliyetli sensörler ve
elektronikler; ince film akıllı güneş panelleri ve daha temiz egzoz ve
genişletilmiş menzil için yakıt katkı maddeleri.
Nano yapılı seramik kaplamalar,
makine parçaları için geleneksel aşınmaya dayanıklı kaplamalardan çok daha
fazla tokluk sergiler. Nanoteknoloji özellikli yağlar ve motor yağları ayrıca,
elektrikli el aletlerinden endüstriyel makinelere kadar her şeydeki hareketli
parçaların ömrünü önemli ölçüde uzatabilen aşınma ve yıpranmayı önemli ölçüde
azaltır.
Nanopartiküller, kimyasal
reaksiyonları hızlandırmak için katalizde giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Bu, istenen sonuçları elde etmek için gerekli olan katalitik malzemelerin
miktarını azaltır, para tasarrufu sağlar ve kirleticileri azaltır. Petrol
arıtma ve otomotiv katalitik konvertörlerinde iki büyük uygulama vardır.
Nano mühendislik ürünü
malzemeler, yağ çözücüler ve leke çıkarıcılar gibi üstün ev ürünleri üretir;
çevresel sensörler, hava temizleyiciler ve filtreler; antibakteriyel
temizleyiciler ve özel boyalar ve sızdırmazlık ürünleri, örneğin kire ve izlere
dayanıklı kendi kendini temizleyen ev boyaları.
Nano ölçekli malzemeler de
performansı artırmak için çeşitli kişisel bakım ürünlerine dahil ediliyor. Nano
ölçekli titanyum dioksit ve çinko oksit, ciltte görünmez görünürken güneşten
koruma sağlamak için güneş kreminde yıllardır kullanılmaktadır.