Nanomedžiagos yra nauja mokslo ir technologijų sritis, o jų nepaprastos savybės žada naujovių daugelyje sričių. Gilindamiesi į įvairias nanomedžiagų rūšis, jų optines ir chemines savybes bei sąveiką su biologinėmis sistemomis, tyrėjai ir mokslininkai atveria kelią novatoriškiems pasiekimams. Kadangi pasaulyje nanotechnologijos ir toliau plečiasi, šie nano stebuklai neabejotinai nulems mūsų ateitį, pakeisdami pramonės šakas ir neįsivaizduojamais būdais pagerindami gyvenimą. Taigi, pasinerkime į nanomedžiagų sritį ir atskleiskime jų potencialą, kad mums visiems būtų geriau.
Taip pat skaitykite: Nuo nanomokslo iki nanotechnologijų: Poveikis ir skirtumai
Nanomedžiagos: Apibrėžimas ir istorija
Nanomedžiagoskaip rodo pavadinimas, tai medžiagos, kurių bent vienas matmuo yra nano dydžio (1-100 nanometrų). Šio mastelio medžiagos pasižymi savitomis savybėmis, palyginti su jų tūrinėmis analogiškomis medžiagomis, dėl kvantinių ir paviršiaus efektų.
Nanomedžiagų tipai
Sąvoka "nanomedžiagos" išpopuliarėjo devintajame dešimtmetyje, kai mokslininkai pradėjo tyrinėti šias nanomedžiagas.
- Anglies pagrindo nanomedžiagos - Anglies pagrindo nanomedžiagos yra vienos iš plačiausiai ištirtų ir plačiai naudojamų nanotechnologijose. Grafenas - vienas anglies atomų sluoksnis, išdėstytas 2D gardelėje, pasižymi ypatingu mechaniniu tvirtumu, elektriniu laidumu ir šilumos laidumu. Anglies nanovamzdeliai (CNT) - cilindrinės nanostruktūros, pagamintos iš susuktų grafeno lakštų, pasižymi ypatingu atsparumu tempimui ir yra vertingos įvairiose srityse, įskaitant elektroniką ir aviaciją.
- Metalo pagrindo nanomedžiagos – Metalų pagrindo nanomedžiagos apima įvairias nanodaleles, pavyzdžiui, aukso, sidabro, geležies oksido ir kitas. Šios medžiagos pasižymi intriguojančiomis optinėmis, elektroninėmis ir katalizinėmis savybėmis. Pavyzdžiui, aukso nanodalelės pasižymi unikaliu paviršiaus plazmonų rezonansu, todėl yra vertingos jutimo ir medicinos srityse. Sidabro nanodalelės, pasižyminčios antimikrobinėmis savybėmis, naudojamos sveikatos priežiūros produktuose.
- Puslaidininkinės nanomedžiagos - Puslaidininkinės nanomedžiagos užpildo tarpą tarp laidininkų ir izoliatorių ir pasižymi vertingomis elektroninėmis savybėmis. Kvantiniai taškai - maži puslaidininkiniai kristalai, pasižymintys išskirtinėmis šviesos spinduliavimo savybėmis - naudojami ekranuose, vaizdo gavimo ir net vėžio gydymo srityse. Kitos puslaidininkinės nanomedžiagos, pavyzdžiui, nanovamzdeliai ir nanolaidai, tiriamos dėl galimo pritaikymo elektronikoje ir saulės elementuose.
- Keraminės nanomedžiagos - Keraminės nanomedžiagos pasižymi unikaliomis mechaninėmis, šiluminėmis ir elektrinėmis savybėmis. Pavyzdžiui, titano nanodalelės pasižymi fotokatalitinėmis savybėmis ir yra naudojamos savaime išsivalančiuose paviršiuose ir oro valymo sistemose. Be to, keramikos nanokompozitai garantuoja didelio atsparumo medžiagas, naudojamas aviacijos ir automobilių pramonėje.
- Polimerų pagrindu pagamintos nanomedžiagos - Polimerų pagrindu pagamintos nanomedžiagos pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis, didesniu paviršiaus plotu ir geresniu biologiniu suderinamumu. Nanodalelės, sudarytos iš polimerų, pavyzdžiui, polilaktato rūgšties (PLA) ir polietilenglikolio (PEG), naudojamos vaistų tiekimo sistemose, audinių inžinerijoje ir nanomedicinoje.
Nanomedžiagų optinės savybės
Optinės nanomedžiagų savybės kelia didelį susidomėjimą nanotechnologijų srityje, nes jos svarbios įvairiose srityse, įskaitant fotoniką, vaizdavimą ir jutiklius.
Nanomedžiagų lūžio rodiklis ir Abbe'o skaičius
Lūžio rodiklis parodo, kaip stipriai šviesa sulinksta, kai praeina pro medžiagą, o Abbe'o skaičius apibūdina šviesos sklaidą medžiagoje. Nanomedžiagose šios savybės padeda pasiekti pageidaujamų optinių efektų, todėl jas galima pritaikyti lęšiuose ir optiniuose prietaisuose.
Optinės juostos tarpas ir spalvų derinimas
Puslaidininkinės nanomedžiagos pasižymi optiniu juostos tarpu, t. y. energijos diapazonu, kuriame jos sugeria arba išspinduliuoja šviesą. Keisdami nanomedžiagų dydį ir sudėtį, tyrėjai gali reguliuoti juostos tarpą ir taip pritaikyti spalvų derinimą ekranuose ir vaizdo technologijose.
Paviršiaus plazmonų rezonansas (SPR) nanomedžiagose
Paviršiaus plazmonų rezonansas (SPR) - tai reiškinys, stebimas metalo nanodalelėse, kai dėl kolektyvinių laidumo elektronų svyravimų sustiprėja šviesos ir medžiagos sąveika. SPR taikomas jutikliams, vaizdams gauti ir medicininei diagnostikai.
Metalo pagrindo nanodalelių fotoluminescencija
Kai kurios metalo pagrindo nanomedžiagos pasižymi fotoluminescencija - sužadintos fotonų jos skleidžia šviesą. Ši savybė naudojama optoelektroniniuose prietaisuose ir biologiniame vaizdavime.
Nanomedžiagų cheminės savybės
Be optinių savybių, nanomedžiagos pasižymi intriguojančiomis cheminėmis savybėmis, kurios daro didelę įtaką jų taikymui ir sąveikai su biologinėmis sistemomis.
- Nanomedžiagų stabilumas ir reaktyvumas
Nanomedžiagų stabilumas ir reaktyvumas gali skirtis priklausomai nuo jų sudėties ir paviršiaus savybių. Šių aspektų supratimas yra labai svarbus siekiant užtikrinti patikimą jų veikimą tokiose srityse kaip katalizė ir vaistų tiekimas.
- Sąveika su biologinėmis sistemomis - Biologinis suderinamumas ir toksikologija
Kai nanomedžiagos patenka į gyvų organizmų akiratį, jų biologinis suderinamumas ir toksiškumas tampa itin svarbiais klausimais. Mokslininkai tiria nanomedžiagų poveikį ląstelėms, audiniams ir organams, kad galėtų kurti saugias biomedicinos priemones.
- Adsorbcija, įsisavinimas ir pernešimas gyvuosiuose organizmuose
Mažas nanomedžiagų dydis ir unikalios paviršiaus savybės daro įtaką jų sąveikai su gyvaisiais organizmais, veikia jų įsisavinimą, pasiskirstymą ir šalinimą biologinėse sistemose.
- Paviršiaus cheminis modifikavimas funkcionalizavimo metodais
Funkcionalizavimas leidžia mokslininkams keisti nanomedžiagų paviršiaus cheminę sudėtį ir pritaikyti jų savybes konkrečioms reikmėms, pavyzdžiui, tiksliniam vaistų pristatymui ir geresnei ląstelių sąveikai.
Birios medžiagos savybės
Nors nanomedžiagos pasižymi įdomiomis savybėmis nanomastelyje, jų tūrinės analogiškos medžiagos taip pat turi esminių savybių, kurios lemia jų bendrą veikimą.
Dalelių dydžio pasiskirstymas (PSD) ir morfologija
Suprasti nanomedžiagų dalelių dydžio pasiskirstymą ir morfologiją yra labai svarbu kokybės kontrolei ir jų savybių optimizavimui įvairioms reikmėms.
Didelį poveikį ir didesnį jūsų darbo matomumą
Mind the Graph mokslininkams, studentams ir tyrėjams suteikiama galimybė kurti profesionalias ir vizualiai patrauklias vizualizacijas, pvz., mokslines iliustracijas, grafikus, diagramas ir infografiką. Šie vizualiniai vaizdai pagerina mokslinių tyrimų rezultatų pateikimą, todėl sudėtingi duomenys tampa prieinamesni tiek mokslininkų, tiek nemokslininkų auditorijai.
Naudodami interaktyvius ir vizualiai patrauklius elementus, jie gali kurti įtikinamus pristatymus, kurie konferencijose, simpoziumuose ar internetiniuose seminaruose prikausto auditorijos dėmesį, padeda geriau išsaugoti žinias ir veiksmingai pranešti apie mokslinių tyrimų rezultatus. Užsiregistruokite nemokamai!
Prenumeruokite mūsų naujienlaiškį
Išskirtinis aukštos kokybės turinys apie veiksmingą vaizdinį
bendravimas mokslo srityje.
