Hva er en nanokompositt?

En nanokompositt er et menneskeskapt materiale designet for forbedret ytelse i et hvilket som helst antall unike applikasjoner: strukturelle, funksjonelle eller kosmetiske.Som med andre kompositter, inkluderer nanokompositt et basemedium, eller matrise, sammensatt av plast, metall eller keramikk kombinert med nanopartikler i suspensjon.Fyllstoffpartiklene er mye mindre enn i vanlige kompositter og er på størrelse med store molekyler, minst hundre ganger mindre enn kjernen til en human eggcelle.

Det faste basemediet til en nanokompositt starter som en væske som kan sprayes på en overflate, ekstruderes eller injiseres i en form.Fyllstoffpartiklene fungerer avhengig av deres form: runde, som en ball, eller lang og tynn, som et rør.Fullerener, nanopartikler sammensatt av karbonatomer som buckyballs eller nanorør, er størrelsesordrer mindre enn karbonfibrene eller perlefyllstoffene som finnes i vanlige kompositter.Disse fullerenene kan bære et hvilket som helst antall reaktive molekyler som brukes i medisinske anvendelser.

Jo mindre størrelsen på fyllstoffpartiklene i suspensjon i basemediet, jo større er overflaten som er tilgjengelige for interaksjon og desto større potensial til å påvirke materialegenskapene.I de formende stadiene av nanokompositter, må basemediet strømme lett inn i muggsopp.Med noen applikasjoner må fyllstoffet samkjøre med og ikke forstyrre strømmen i spesifikke retninger der det kreves styrke eller konduktivitet.Fyllstoffer med høye lengde-til-bredde forholdstall stemmer godt overens i strømmen av en flytende base som ennå ikke har blitt fast stoff.

Det økte overflatearealet til de mindre partiklene i nanokompositter tvinger dem til diffusjon og tvinger dem til å bli jevnere distribuert, noe som resultererI mer konsistente materialegenskaper.Klumping av nanopartikler under strømmen og settet av basemediet er forårsaket av gjenværende atomladninger eller når forgrening av partikler floker når de flyter inn i hverandre.Uønsket og ujevn klumping bidrar til restspenninger i materialet når basismediet blir solid.Ujevne nanopartikkelfordelinger på kritiske steder kan føre til at et design mislykkes, slutter å fungere eller bryte.En metode som garanterer jevn fordeling av partikler er sonokjemi, der mdash;i nærvær av ultralydbølger og mdash;Bobler dannes og kollapser, og sprer nanopartikler jevnere.

av de mange applikasjonene for nanokomposittmaterialer, noen få interesse er elektroniske, optiske og biomedisinske.Nanokompositter som kombinerer et polymerbasemedium med karbon nanorør brukes i emballasjen av elektronikk som krever at hus skal spre statiske elektriske ladninger og termiske oppbygginger.For optisk gjennomsiktighet vil ikke nanopartikler av en optimal størrelse spre lys, men la den passere gjennom mens du fremdeles gir styrke til materialet.I fotovoltaikk, jo mindre partiklene, desto større er solabsorpsjonen, noe som resulterer i en større produksjon av strøm.Nanopartikler i kontaktlinser, dannet av en polymerbase, endrer farge avhengig av mengden glukose i pasientens tårefluid, noe som indikerer en diabetiker behov for insulin.