Hva er en nanocomposite?

February 7  by Eliza

En nanokompositt er en menneskeskapt materiale utviklet for forbedret ytelse i en rekke unike applikasjoner: strukturelle, funksjonelle eller kosmetisk. Som med andre kompositter innbefatter nanokompositt et basismedium, eller matrise, som består av plast, metall eller keramisk kombinert med nanopartikler i suspensjon. Fyllstoffpartiklene er mye mindre enn i vanlige blandinger, og er på størrelse med store molekyler, minst ett hundre ganger mindre enn i kjernen av en human eggcellen.

Det faste basismedium av en nanokompositt som begynner som en væske som kan sprøytes på en overflate, ekstrudert eller injisert inn i en form. Den fyllpartikler funksjon avhengig av deres form: rund, som en ball, eller lang og tynn, som en tube. Fuller, nanopartikler som består utelukkende av karbonatomer slik som buckyballs eller nanorør, er størrelsesordener mindre enn de karbonfibre eller kulefyllstoffer som finnes i vanlige kompositter. Disse fuller kan bære en hvilken som helst antall reaktive molekyler som brukes i medisinske anvendelser.

Jo mindre størrelsen på fyllstoffpartiklene i suspensjon i basismediet er, jo større overflatearealet tilgjengelig for interaksjon og jo større er potensialet til å påvirke materialegenskapene. I formingsstadier nanokompositter, må basismedium strømme lett i formene. Med noen programmer, må filler på linje med, og ikke forstyrre, flyten i bestemte retninger hvor styrke eller ledningsevne er nødvendig. Fyllstoff med høy lengde-til-bredde-forhold justere godt i flyten av en flytende base som har ennå å bli solid.

Det økte overflatearealet av de mindre partikler i nanokompositter tvinger deres diffusjon og tvinger dem til å bli mer jevnt fordelt, hvilket resulterer i mer ensartede materialegenskaper. Klumping av nanopartikler under strømningen, og settet av basismediet er forårsaket av rest-atom belastninger eller ved forgrenings partikler floke som de strømmer inn i hverandre. Uønsket klumpdannelse og ujevn bidrar til restspenninger i materialet når basismediet blir solid. Ujevne nanopartikkel utdelinger i kritiske steder kan føre til et design for å mislykkes, for å slutte å virke eller til å bryte. En fremgangsmåte som garanterer jevn fordeling av partiklene er sonochemistry, der - i nærvær av ultralydbølgene - boblene dannes og kollaps, dispergerende nanopartikler mer jevnt.

Av de mange programmer for nanocomposite materialer, noen av interesse er elektroniske, optiske og biomedisinsk. Nanocomposites kombinerer en polymer basismedium med karbon nanorør brukes i emballasjen av elektronikk som krever husene for å spre statisk elektriske ladninger og termiske buildups. For optisk åpenhet, vil nanopartikler av en optimal størrelse ikke spre lys, men lar det passere gjennom mens de fortsatt legge styrke til materialet. I solceller, jo mindre partiklene er, desto større solar absorpsjon, noe som resulterer i en større produksjon av elektrisitet. Nanopartikler i kontaktlinser, dannet av en polymer base, endrer farge, avhengig av mengden av glukose i pasientens tårevæske, noe som indikerer en diabetiker behov for insulin.