Nanotechnologia to nauka, która zajmuje się tworzeniem określonych struktur na poziomie nanometrycznym. Jej historia sięga lat 50 ubiegłego wieku, ale dopiero rozwój technologii sprawił, że wraz z pojawieniem się mikroskopów elektronowych uczeni mogli dostrzec pojedyncze atomy, a tym samym nanocząstki.
Czym zatem są nanocząstki i co tak właściwie oznacza przedrostek nano?
Nanocząstki, są to materiały, których rozmiary liczone są w nanonmetrach, czyli miliardowych częściach metra. Umowną skalą nano jest granica 100 nanometrów. Dla porównania średnica włosa ludzkiego jest 1000 krotnie większa niż pojedynczej nanocząstki. Ich kształt oraz rozmiar może być bardzo różny, mogą występować jako kulki, pręciki, sześciany, a nawet gwiazdki.
Czym się charakteryzują nanocząstki?
Najważniejszą cechą nanocząstek jest fakt, że poniżej pewnych rozmiarów, efekty kwantowe zmieniają właściwości lub zachowanie danej cząstki.
Najprostszy przykład – cząsteczka złota. Jaki kolor ma złoto, każdy wie, ale nanocząstki złota w zależności od swojej wielkości mogą być czerwone, zielone, a nawet granatowe!
Do czego mogą być wykorzystane nanocząstki?
Tutaj trzeba zaznaczyć, że nanotechnologia jest cały czas rozwijającą się nauką, dlatego większość zastosowań jest wciąż badana. Można jednak już teraz podać kilka przykładów na wykorzystanie nanotechnologii.
- Nanorurki, czyli struktury zbudowane z grafenu, które mogą służyć do budowy skomplikowanych, miniaturowych układów cyfrowych
- Nanokapsułki pozwalają na aplikację leku tylko w chore komórki. Prace nad nanokapsułkami leczącymi nowotwory są prowadzone w Polsce.
- Nanoroboty, z którymi nadzieję wiążą również onkolodzy. Robot miałby wychwytywać komórki nowotworowe i automatycznie je usuwać.
- Nanomateriały, nanotworzywa – dzięki nanocząstkom można wytworzyć materiał o ściśle określonych właściwościach i wytrzymałości. W przemyśle spożywczym na przykład są wykorzystywane do produkcji opakowań, dzięki czemu produkty w nie zapakowane pozostają dłużej świeże. Naukowcy pracują również nad inteligentnymi opakowaniami, która mają powiadamiać o niezdatności do spożycia żywności w nie zapakowanej.
- Nanopowłoki – Najpopularniejszą z nich jest nanosrebro, którego najważniejszą cechą jest zabijanie bakterii. Jak powszechnie wiadomo, nieprzyjemny zapach ludzkiego potu jest związany właśnie z bakteriami, a dzięki dezodorantom z nanosrebrem, lub tkaninom nim zaimpregnowanych, nawet po dużym wysiłku nie będziemy „brzydko pachnieć”.Do nanopowłok należy również zaliczyć powłoki hydrofobowe.
Powłoki hydrofobowe
„Hydrofobowość” można przetłumaczyć jako strach przed wodą i jest to dość trafne określenie. Jest to całkowicie innowacyjne podejście do imnpregnacji, ponieważ powoduje, że woda, a także zabrudzenia są niejako odpychane od powierzchni zaimpregnowanej. Nanoimpregnaty nie blokują wymiany cieplnej i przepuszczają powietrze, co jest niezwykle istotne chociażby w obuwiu sportowym. Ponadto o wiele trwalsze od swoich tradycyjnych odpowiedników, ponieważ powłoka potrafi się utrzymać nawet do dwóch lat.
Nanoimpregant jest bezbarwny, nie zmienia faktury materiału ani go nie niszczy, a co najważniejsze jest przyjazny dla środowiska i całkowicie bezpieczny dla organizmów żywych. Jest niezwykle uniwersalny, można go stosować niemalże na każdą powierzchnię: skórę zamszową, licową, nubuk, welur, materiały syntetyczne i naturalne. Powłoki hydrofobowe mają zastosowanie w budownictwie, gdzie impregnuje się drewno, szkło czy panele fotowoltaiczne. Obecnie producenci samochodów zaczęli używać lakierów z nanoimpregnatami, dzięki czemu lakier nie tylko się nie niszczy, nie brudzi się tak szybko, ale również ułatwia czyszczenie.
Oczywiście powłoka hydrofobowa nie sprawi, że każda maleńka kropelka czy każda cząstka brudu odpadnie od powierzchni. Istnieją oczywiście powłoki super hydrofobowe, które pozostawiają powierzchnię czystą i suchą, jednak ta technologia jest wciąż dopracowywana, a taka powłoka na chwilę obecną jest matowa i pół transparentna, więc nie nadaję się np. na szyby samochodowe. Jednak jako najważniejszą zaletę powłoki hydrofobowej trzeba uznać łatwość czyszczenia zaimpregnowanej powierzchni. Zaschnięte krople czy cząstki brudu wystarczy zatrzeć wilgotną szmatką! Warto o tym pamiętać, ponieważ silne detergenty mogą zniszczyć powłokę. Jeśli już musimy użyć środka chemicznego, wybierzmy taki, który ma neutralne Ph.
Nanotechnologia w praktyce
Dzisiejszy artykuł jest wstępem do następnego wpisu, w którym pokażemy zastosowanie nanotechnologii w praktyce, a dokładniej mówiąc w domu. Dzięki uprzejmości sklepu Centralstore.net mieliśmy okazję przetestować m.in. impregnat do kabin prysznicowych NANOCAPE stworzony właśnie w nanotechnologii. W najbliższych dniach omówimy szczegółowo sposób użycia takiego produktu i oczywiście podzielimy się z Wami naszą opinią. Koniecznie śledźcie naszego bloga.