Cos'è un nanocomposito?

Un nanocomposito è un materiale artificiale progettato per prestazioni migliorate in qualsiasi numero di applicazioni uniche: strutturale, funzionale o cosmetico.Come con altri compositi, il nanocomposito include un mezzo di base, o matrice, composto da plastica, metallo o ceramica combinato con nanoparticelle in sospensione.Le particelle di riempimento sono molto più piccole di quelle nei normali compositi e hanno le dimensioni di grandi molecole, almeno cento volte più piccole del nucleo di una cellula uovo umana.

Il mezzo di base solida di un nanocomposito inizia come un liquido che può essere spruzzato su una superficie, estruso o iniettato in uno stampo.Le particelle di riempimento funzionano a seconda della loro forma: rotonde, come una palla o lunga e sottile, come un tubo.Fullereni, nanoparticelle composte interamente da atomi di carbonio come buckyball o nanotubi, sono ordini di grandezza più piccoli delle fibre di carbonio o dei filler di perline che si trovano nei normali compositi.Questi fullereni possono trasportare qualsiasi numero di molecole reattive utilizzate nelle applicazioni medicinali.

minore è la dimensione delle particelle di riempimento in sospensione all'interno del mezzo di base, maggiore è la superficie disponibile per l'interazione e maggiore è il potenziale per influenzare le proprietà del materiale.Nelle fasi di formazione dei nanocompositi, il mezzo di base deve fluire facilmente negli stampi.Con alcune applicazioni, il riempimento deve allineare e non interrompere il flusso in direzioni specifiche in cui è richiesta la resistenza o la conducibilità.I riempitivi con rapporti ad alta lunghezza a larghezza si allineano bene nel flusso di una base liquida che deve ancora diventare solido.

L'aumento della superficie delle particelle più piccole nei nanocompositi costringe la loro diffusione e li costringe a essere distribuiti in modo più uniforme, risultantein proprietà materiali più coerenti.Il raggruppamento di nanoparticelle durante il flusso e l'insieme del mezzo di base è causato da cariche atomiche residue o quando le particelle di ramificazione si aggrovigliano mentre fluiscono l'una sull'altra.Il raggruppamento indesiderato e irregolare contribuisce alle sollecitazioni residue nel materiale quando il mezzo di base diventa solido.Distribuzioni di nanoparticelle irregolari in posizioni critiche potrebbero causare il fallimento di un progetto, interrompere il funzionamento o la rottura.Un metodo che garantisce anche la distribuzione delle particelle è la sonochimica, in cui mdash;in presenza di onde ad ultrasuoni mdash;Le bolle si formano e crollano, disperdendo le nanoparticelle in modo più uniforme.

delle molte applicazioni per i materiali nanocompositi, alcuni di interesse sono elettronici, ottici e biomedici.Nanocompositi che combinano un mezzo di base polimerica con nanotubi di carbonio vengono utilizzati nella confezione di elettronica che richiedono agli alloggiamenti di dissipare cariche elettriche statiche e accumuli termici.Per la trasparenza ottica, le nanoparticelle di dimensioni ottimali non spargano la luce ma le consentiranno di passare attraverso l'aggiunta di forza al materiale.Nel fotovoltaico, più piccole sono le particelle, maggiore è l'assorbimento solare, con conseguente maggiore produzione di elettricità.Le nanoparticelle nelle lenti a contatto, formate da una base polimerica, cambiano colore a seconda della quantità di glucosio nel fluido lacrime del paziente, indicando la necessità di una diabetica di insulina.