Productia materialelor avansate multifunctionale se bazeaza din ce in ce mai mult pe nanomateriale.
S-ar parea ca nanotehnologia este doar un pas firesc in procesul continuu de modernizare.
Totusi nanotehnologia reprezinta mai mult decat urmatoarea etapa a miniaturizarii microtehnologiilor, nanomaterialele si nanotehnologiile urmand sa aiba in viitorul apropiat un impact deosebit practic in toate sectoarele industriale de la aplicatii high-tech (electronica, medicina si sanatate, noi surse de energie, senzori si biosenzori) la industriile traditionale si domenii legate de viata cotidiana
In acest lant complex cu valoare adaugata materialele avansate pe baza de nanoparticule joaca un rol major.
In ziua de azi nano-pulberile sunt un domeniu de intensa investigatie stiintifica, si o ampla varietate de potentiale aplicatii in universitatile de medicina,optica si cele de electronica.
Nano-pulberile prezinta un mare interes deoarece fac legatura intre materiale in stare bruta si structurile la scara moleculara sau atomica
In mod normal o bucata de material ar trebui sa aiba acelasi proprietatii fizice indiferent de marimea bucati de material, dar la nano-scara nu se intampla asa
Tranzitia de la scara micro la cea nano este insotita de modificari semnificative ale proprietati fizice ,chimice si biologice
Din aceste motive nano-pulberile si materialele obtinute din acestea prezinta un potential ridicat in multe aplicatii si atrag in ultimii ani tot mai mult atentia atat a cercetatorilor cat si a potentialilor utilizatori
Se studiaza posibila utilizare a nanomaterialelor ca agenti potentiali pentru distrugerea toxinelor si asigurarea remedierii in diverse cazuri care reprezinta provocari serioase.
Efectele de suprafata din nano-pulberi sau materialele nano-poroase au o importanta majora in imbunatatirea caracteristicilor de adsorbtie ale diferitelor substante dizolvate in lichide si pot asigura noi metode performante pentru protectia eficienta a mediului (ape industriale uzate sau gaze).
In ciuda eforturilor continue pentru decontaminarea zonelor poluate acest proces ramane unul dificil datorita localizarii dificile a substantelor chimice si toxice.
Totusi, pentru moment, exista multe bariere legate de productia , transformarea si procesarea acestor nanomateriale bazate pe cunoastere, bariere care pot fi identificate cu: lipsa capacitatii de a obtine nano-pulberi cu distributie dimensionala, ingusta, controlata si programata ,de control al impuritatilor si defectelor si lipsa capacitatii de a produce materiale ieftine.
Datorita efectelor dimensionale nano-pulberile sunt practic invizibile in emulsiile diluate , ceea ce le face foarte interesante pentru aplicatii ca :
- acoperirii transparente si protectoare in industria auto ,
- protectia contra radiatiei UV ,
- in lotiuni destinate protectiei solare ,
- pentru hartia fotografica folosita in imprimantele cu jet de cerneala
Tratamente cum ar fi utilizarea rasinilor schimbatoare de ioni, evaporarea in vid si tehnologiile cu membrane desi sunt eficiente prezinta o serie de dezavantaje cum ar fi investitii si costuri de operare mari, capacitatea de a trata numai volume mici de ape uzate si concentratii mici de metale.
Nevoia de a gasi metode sigure si economice pentru indepartarea ionilor metalelor grele si compusilor organici din apele poluate a condus la cautarea de tehnici alternativ;.
Nano-argilele anionice cu structura stratificata formate din hidroxizi dubli cu structura similara Mg(OH)2 si substituirea controlata a Mg2+ cu ioni trivalenti M3+ (Cr, Al, Fe, Ni, Co), au structuri mezoporoase si arie mare a suprafetei specifice (>100 mp/g) fiind astfel optime pentru purificarea apei.
Procesele de adsorbtie apar ca unele dintre cele mai promitatoare datorita costurilor scazute, versatilitatii si simplitatii.
Dezvoltarea nanostructurilor de suprafata urmand modele naturale ii ajuta pe oamenii de stiinta sa creeze produse cu auto-curatare (,,efectul lotus" utilizat in industria textila sau in spray-urile anti-graffiti) sau sa atinga efecte optice unice.
Nano-pulberile pe baza de TiO2, SiO2 si ZnO pot fi utilizate in pigmentii pentru acoperiri, in materialele textile ca vopseluri sau aditivi, dar si la controlul tixotropiei dispersiilor coloidale si caracteristicilor de curgere ale pulberilor.
S-a demonstrat ca efectele structurale ale suprafetei (structuri bimodale la nivel nano si micro cu incluziuni de aer in microstructura in vederea scaderii suprafetei efective de contact a interfetei material - mediu exterior) pot imbunatati foarte mult aceste proprietati.
Combinarea fibrelor textile cu ceramicele nano-poroase si tratamentul in plasma in vederea hidrofilizarii au fost propuse pentru a rezolva aceste probleme.
Beneficiile potentiale ale utilizarii nanomaterialelor in industria textila sunt: rezistenta si rigiditate (mai usoare, mai rezistente), rezistenta la abraziune (rezistente la uzura), proprietati electrice si magnetice (efect antistatic, conductivitate, mentinerea caldurii, ecrane electromagnetica), materiale igienice (anti-microbiene, dezodorante, anti-pete), culoare (efecte noi, anti-matuire), proprietati tactile (mimeaza fibrele naturale, tesaturi care resping lichidele), alte proprietati functionale (eliberarea medicamentelor).
Tipurile de fibre utilizate includ nylon, polyolefin, acetat de celuloza, fibre acrilice, matase artificiala sau vascoza produse prin metode de filare (topire, dizolvare sau reactii caracteristice filaturii), iar nanopulberile cel mai des folosite sunt oxizii de zinc, cupru si aluminiu.
Materialele textile reziste la temperaturi ridicate (temperatura obisnuita a mediului de lucru este in mod normal intre 100 si 300oC si fluxul de aproximativ 1 pana la 10 kW/m2) trebuie sa asigure proprietati termice bune.
In acest sens au fost propuse nanomateriale pe baza de materiale cu schimbare de faza
Acoperirile polimerice sunt o modalitate economica de imbunatatire a aspectului suprafetei, concomitent cu protectia la coroziune a constructtiilor.
Acoperirile protectoare noi trebuie sa asigure performante superioare pentru o grosime de film mai mica, temperatura de consolidare si emisii reduse de compusi organici volatili (VOC).
Ele sunt folosite in special in aplicatii exterioare, datorita proprietatilor excelente si posibilitatii nelimitate de adaptare a comportamentului chimic si fizic si procesarii la nevoile cerute si protejeaza substratul prin formarea unui strat dur impotriva elementelor distructive, oferindu-i rezilienta si durabilitate.
Acoperirile pe baza de compozitie apoasa sunt tot mai solicitate ca metode protectoare inteligente ce trebuiesc proiectate de la nivel molecular.
Aceasta a condus la indreptarea atentiei catre nanomateriale, necesitand in acelasi timp intelegerea factorilor care influenteaza proprietatile la interfata ale materialului de acoperire.
La baza dezvoltarii noilor acoperiri pe baza de sisteme apoase stau dezvoltarea unor noi structuri chimice, crearea unor interfete inovative si utilizarea de noi mecanisme de legatura.
Filmele si acoperirile nanostructurate pot fi sintetizate prin diverse metode chimice.
Prin folosirea nano-pulberilor reactiile chimice sunt avantajate cinetic, cu consum redus de energie iar produsele sunt obtinute mai eficient.
1. www.students.chem.tue.nl
2. Nanotechnology :Basic Science and Emerging Technologie "
3. www.google.ro
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
