Zastosowania nanotechnologiczne

"Nano" to dzisiaj modne słowo. Nanotechnologia to wspólna nazwa dla szerokiej palety zastosowań, w których mamy do czynienia ze strukturami i procesami w skali nanometrowej: z cząstkami stałymi w postaci zawiesin i proszków, pyłami, kroplami cieczy w emulsji, mgłami, sprayami i piankami o charakterystycznych wymiarach mniejszych niż 100 nm. Nanocząstki mają bardzo dużą powierzchnię właściwą, której atomy są zazwyczaj bardzo reaktywne. Właśnie ta cecha sprawia, że nanocząstki są tak wyjątkowe i posiadają szczególne właściwości.

Przy pomocy takich cząstek, możliwe jest wytwarzanie niezwykle twardych i odpornych na zarysowania powłok, materiałów o nowych własnościach, takich jak ceramika spiekana w niskiej temperaturze, amorficzne (przezroczyste) metale czy materiały charakteryzujące się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, odpornością na pękanie w niskich temperaturach lub superplastycznością w wyższych temperaturach. Nanocząstki są mniejsze od wirusów i bakterii. W związku z tym mogą z łatwością przenikać na wnętrza komórek. Ta cecha sprawia, że nanocząstki są bardzo interesujące dla przemysłu farmaceutycznego, gdyż mogą być wykorzystywane do transportu substancji czynnych poprzez bariery biologiczne, jak na przykład barierę krew-mózg.

Istnieją dwa sposoby uzyskania nanocząstek. Przy użyciu metody kondensacji, tzw. metody wstępującej (ang. „bottom-up"), cząstki tworzone są poprzez agregację molekularną istniejącej substancji, która występuje w postaci rozpuszczonej, ciekłej lub gazowej. Techniki zol-żel, opadania, mikro-emulsji i procesy w fazie gazowej są o tyle korzystne, że pozwalają na wytworzenie wysokiej czystości systemów cząstek kulistych praktycznie jednego rozmiaru. Ich wadą jest fakt, że maksymalna wydajność produkcyjna jest zazwyczaj dość niska. Oznacza to, że z definicji metody te oferują tylko ograniczone możliwości powiększenia skali produkcji.


Wytwarzanie bardzo drobnych cząstek poprzez rozdrobnienie cząstek grubszych określa się jako metodę dyspersyjną lub zstępującą (ang. „top-down”). Do takich zadań konieczna jest wysoka gęstość energii, wytwarzana, na przykład, w młynie perełkowym z mieszadłem. Podstawowym trybem pracy tego rodzaju młyna jest mielenie na mokro. Młyny perełkowe z mieszadłem stosowane są w wielu dziedzinach przemysłu do rozdrabniania surowców oraz do dyspergowania pigmentów drobnoziarnistych i produktów uzyskanych przy zastosowaniu metody wstępującej.


Wielowarstwowe kondensatory ceramiczne (MLCC)

MLCC oznacza wielowarstwowy kondensator ceramiczny (ang. Multilayer Ceramic Capacitor). Jako układ kondensatorów do montażu powierzchniowego, te małe elementy dyskretne wbudowane są w niemal każde urządzenie elektroniczne zawierające obwody drukowane.

więcej informacji

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)

Technologia LCD (Liquid Crystal Display) umożliwia produkcję niewielkich, niemigoczących wyświetlaczy o niskim promieniowaniu, które są zdrowsze dla oczu niż konwencjonalne telewizory czy monitory komputerowe.

więcej informacji

Polerowanie (CMP)

Jedyną znaną metodą precyzyjnego polerowania wafli krzemowych do produkcji układów scalonych jest proces CMP (chemiczno-mechaniczne polerowanie). W procesie tym, do obróbki materiału stosuje się środki polerskie w postaci zawiesin.

więcej informacji

Fotokatalizatory

Pod wpływem światła, niektóre materiały katalizują reakcje chemiczne, takie jak rozkład substancji organicznych. Fotokatalityczne właściwości dwutlenku tytanu (TiO2) wykorzystuje się do samooczyszczania powierzchni, do produkcji materiałów antybakteryjnych oraz do oczyszczania powietrza i wody.

więcej informacji