Was ist ein Nanokomposit?

Ein Nanokomposit ist ein künstliches Material, das für eine verbesserte Leistung in einer beliebigen Anzahl einzigartiger Anwendungen entwickelt wurde: strukturell, funktional oder kosmetisch.Wie bei anderen Verbundwerkstoffen umfasst der Nanokomposit ein Basismedium oder eine Matrix, die aus Kunststoff, Metall oder Keramik in Kombination mit Nanopartikeln in Suspension besteht.Die Füllstoffpartikel sind viel kleiner als die in normalen Verbundwerkstoffen und die Größe großer Moleküle, mindestens einhundertmal kleiner als der Kern einer menschlichen Eierzelle.

Das feste Basismedium eines Nanokomposits beginnt als Flüssigkeit, die auf eine Oberfläche besprüht, extrudiert oder in eine Form injiziert werden kann.Die Füllstoffpartikel funktionieren je nach Form: rund, wie eine Kugel oder lang und dünn wie eine Röhre.Fullerenes, Nanopartikel, die ausschließlich aus Kohlenstoffatomen wie Buckyballs oder Nanoröhren bestehen, sind Größenordnungen, die kleiner sind als die Kohlenstofffasern oder Perlenfüller, die in regulären Verbundwerkstoffen enthalten sind.Diese Fullerene können eine beliebige Anzahl von reaktiven Molekülen tragen, die in medizinischen Anwendungen verwendet werden.

Je kleiner die Größe der Füllstoffpartikel in der Suspension innerhalb des Basismediums ist, desto größer ist die für die Wechselwirkung verfügbare Oberfläche und desto größer das Potenzial, Materialeigenschaften zu beeinflussen.In den Formenstadien von Nanokompositen muss das Basismedium leicht in Formen fließen.Bei einigen Anwendungen muss sich der Füllstoff mit der Fluss in bestimmte Richtungen, in denen Stärke oder Leitfähigkeit erforderlich ist, übereinstimmen und nicht stören.Füllstoffe mit hohen Verhältnissen von Länge zu Breite richten sich gut an der Flüssigkeit einer Flüssigkeitsbasis, die noch fest geworden istin konsequenter Materialeigenschaften.Das Klumpen von Nanopartikeln während des Durchflusses und der Menge des Basismediums wird durch Restatomarderladungen oder beim Verzweigen von Partikeln verursacht, wenn sie ineinander fließen.Unerwünschtes und ungleiches Klumpen trägt zu Restspannungen im Material bei, wenn das Basismedium fest wird.Unebene Nanopartikelverteilungen an kritischen Stellen können dazu führen, dass ein Design fehlschlägt, die Funktionsweise nicht mehr beendet oder brechen kann.Eine Methode, die eine gleichmäßige Verteilung von Partikeln garantiert, ist die Sonochemie, in der mdash;in Gegenwart von Ultraschallwellen mdash;Blasen werden gebildet und kollabieren, wodurch Nanopartikel gleichmäßiger werden.

der vielen Anwendungen für Nanokompositmaterialien sind einige von Interesse elektronisch, optisch und biomedizinisch.In der Verpackung der Elektronik werden Nanokompositen verwendet, die ein Polymerbasismedium mit Kohlenstoffnanoröhren kombinieren, bei denen die Häuser erforderlich sind, um statische elektrische Ladungen und thermische Ansammlungen abzuleiten.Für die optische Transparenz werden Nanopartikel einer optimalen Größe nicht das Licht verstreut, sondern lassen sie durchlaufen, während das Material dennoch Festigkeit hinzufügt.Bei der Photovoltaik, je kleiner die Partikel, desto größer ist die Sonnenaufnahme, was zu einer stärkeren Stromerzeugung führt.Nanopartikel in Kontaktlinsen, die aus einer Polymerbasis gebildet werden, ändern die Farbe abhängig von der Menge an Glukose im Tränenflüssigkeit des Patienten, was auf das Insulinbedarf eines Diabetikers hinweist.