Наночастицы как строительные блоки

Наноматериалы и, в особенности, наночастицы находятся на самом гребне нанотехнологической волны. На протяжении нескольких последних лет наблюдается быстрое расширение диапазона имеющихся на рынке наноматериалов, а также числа поставляющих их компаний. Используется целый ряд производственных технологий, причем у каждой имеются свои преимущества и недостатки, и все они постоянно совершенствуются. Расширяется число имеющихся и потенциальных применений наночастиц, и эти применения представлены на очень многих рынках. По оценкам аналитиков, размеры рынка достигнут в 2005 г. 900 млн. долл., а в 2010 г. 11 млрд. долл. Это вызывает большой интерес у компаний, хотя существует еще множество препятствий, которые необходимо преодолеть, прежде чем потенциал наночастиц будет оценен в полном объеме.

Идея нантехнологической революции овладела умами не только в пределах научного сообщества, она все более и более завоевывает сторонников среди широкой общественности по мере того, как появляется все больше и больше статей, рассматривающих вопрос о том вкладе, которые нанотехнологии могут внести в будущем. Но нанотехнологии не новость, сам термин был создан еще в шестидесятых годах. Можно утверждать, что материаловеды и химики работали в области нанотехнологий с самого первого момента возникновения их научной области. Действительно, наночастицы использовались еще более 2000 лет тому назад в римском стекле, в котором кластеры наночастиц золота применялись для создания более ярких цветов.

Однако настоящий переход к использованию наночастиц произошел не ранее начала двадцатого века, когда начали производить углеродную сажу и, вслед за ней, коллоидную двуокись кремния в сороковых годах. Тем не менее, только с развитием высокоскоростных компьютерных технологий и, следовательно, моделирования, современных технологий снятия характеристик, таких как атомно-силовая микроскопия и сканирующая туннельная микроскопия, а также способов синтеза, таких как золь-гель технология, появилась возможность проектирования наноматериалов.

Вместе с этими материалами появились и достижения в области совершенствования эксплуатационных характеристик полимеров. Тем не менее, этого удалось достигнуть с помощью эмпирического подхода: эти материалы не проектировались, их просто открыли.

Именно этот момент и отличает современную нанотехнологию от прежних исследований в области материаловедения и химии. Как отмечается в недавнем отчете Европейского Союзатаблицы 1, их взгляды на этот вопрос существенно отличаются друг от друга.

Для целей настоящей статьи, я на свой страх и риск установил, что наночастицы это дискретные частицы с диаметром 250 нм или менее. Попытки показать, что это означает с точки зрения масштаба, привели к выявлению впечатляющих статистических данных. Например, количества наночастиц алюминия размером 100 нм содержащихся в 2 г, достаточно для того, чтобы выдать каждому человеку на планете по 300 000 таких частиц, в то время как у наносиликатов имеется площадь межфазной поверхности, которая соответствует футбольному полю, помещенному внутрь дождевой капли. Сюда также включается очень широкий диапазон материалов: полимеры, металлы и керамика. Можно также формировать наночастицы с самой разнообразной морфологией, от сфер, чешуек и пластинок до дендритных структур. На рисунке 1 даны три примера.

таблица 2).

таблице 4 даны некоторые основные применения, в которых в настоящее время используются наночастицы, а также прочие, которые разрабатываются и также основаны на использовании наночастиц. Область применения и число применений наночастиц продолжает расти, компании находят все больше и больше возможностей для использования этих материаловhttp://www.nanotoday.com/

Источник: «NEWCHEMISTRY.ru» - аналитический портал химической промышленности

www.newchemistry.ru