En guide til den nanoteknologi, der bruges i det gennemsnitlige hjem

Som forsker i nanomaterialer, Jeg bliver ofte spurgt:"Hvornår skal vi endelig begynde at se nanoteknologiske produkter på markedet?"

Dette er et simpelt spørgsmål at besvare, fordi det gennemsnitlige hjem allerede er fyldt med produkter, der er forbedret eller afhængig af nanoteknologi. Faktisk, der er adskillige onlinedepoter med de mere end 2, 000 kommercielt tilgængelige produkter, der inkorporerer nanoteknologi.

Anvendelsen af ​​nanoteknologi på nogle områder, som batterier, mikroelektronik og solcremer er relativt velkendt. Lad os tage en virtuel rundtur gennem et hjem for at se, hvad vi ellers kan finde.

Men først, hvad betyder nanoteknologi? Det er typisk defineret som brugen af ​​stof ved dimensioner mellem 0,1 og 100 nanometer. For perspektiv, et menneskehår er typisk mellem 80, 000 og 100, 000 nanometer i tykkelse.

Køkkenet

Alle køkkener har en vask, hvoraf de fleste er forsynet med vandfilter. Dette filter fjerner mikrober og forbindelser, der kan give vand en dårlig smag.

Almindelige filtermaterialer er nanopartikler af aktivt kul og sølv.

Aktivt kul er en speciel form for kul, der er lavet til at have et meget stort overfladeareal. Dette opnås ved at fræse den ned til en meget lille størrelse. Dens høje overflade giver mere plads til, at uønskede forbindelser kan klæbe til det, fjerne dem fra vandet.

Sølvs antimikrobielle egenskaber gør det til et af de mest almindelige nanomaterialer i dag. Sølvnanopartikler dræber alger og bakterier ved at frigive sølvioner (enkelte sølvatomer), der trænger ind i organismernes cellevæg og bliver giftige.

Det er så effektivt og moderigtigt, at sølvnanopartikler nu bruges til at overtrække bestik, overflader, køleskabe, dørhåndtag, kæledyrsskåle og næsten alle andre steder er mikroorganismer uønskede.

Andre nanopartikler bruges til at forberede varmebestandige og selvrensende overflader, såsom gulve og bordplader. Ved at påføre en tynd belægning indeholdende siliciumdioxid eller titaniumdioxid nanopartikler, en overflade kan blive vandafvisende, som forhindrer pletter (svarende til hvordan scotch guard beskytter stoffer).

Nanopartikelfilm kan være så tynde, at de ikke kan ses. Materialerne har også meget dårlig varmeledningsevne, hvilket betyder, at de er varmebestandige.

Køkkenvasken (eller opvaskemaskinen) bruges til opvask ved hjælp af opvaskemidler. Rengøringsmidler danner nanopartikler kaldet miceller.

En micelle dannes, når vaskemiddelmolekyler selv samler sig til en kugle. Centrum af denne kugle ligner kemisk fedt, olier og fedtstoffer, som er det du vil vaske af. Vaskemidlet opfanger olier og fedtstoffer i kuglens hulrum for at adskille dem fra vand og hjælpe opvasken.

Dit medicinskab kan indeholde nanoteknologi, der ligner miceller, med mange lægemidler, der bruger liposomer.

Et liposom er en forlænget micelle, hvor der er et ekstra indre hulrum i kuglen. Fremstilling af liposomer fra skræddersyede molekyler giver dem mulighed for at bære terapeutiske midler indeni; ydersiden af ​​nanopartiklerne kan laves til at målrette et specifikt område af kroppen.

Vasketøj, badeværelse og skab

Op til 30 % af vægten af ​​vaskepulver er lavet af zeolitter.

Zeolitter er en familie af materialer, der hovedsageligt er lavet af siliciumoxid og aluminiumoxid, der har specifikke nanoporøse burlignende strukturer. På samme måde som en svamp kan absorbere vand, zeolitter kan optage molekyler og bruges til at optage tungmetaller og ildelugtende forbindelser fra vaskeblandingen.

Brug af nanopartikler i kosmetik er overraskende almindeligt. I nogle tilfælde, nanopartikler, såsom aluminiumoxid, bruges som et gennemsigtigt fyldmateriale, der er let at påføre som et fint pulver. I andre tilfælde, nanopartikler spiller en aktiv rolle.

Fullerener er kulstof arrangeret i en fodboldform og tilsættes som "Fullersomes" til nogle kosmetik for at fungere som antioxidanter og frie radikaler.

Nogle virksomheder kombinerer guld nanopartikler med silke-lignende proteiner som en anti-aging/rynkeblanding. Guldnanopartiklerne transporterer de silkelignende proteiner ind i cellerne for at genoprette formen.

Den dårlige lugt af vandrestrømper, gymnastiktøj og puder er forårsaget af bakterier. Som nævnt tidligere, sølv nanopartikler tilsættes ofte for at fjerne bakterierne og derfor stoppe lugten. Andre produkter bruger kobbernanopartikler for at nå det samme mål.

Du kan købe linned, håndklæder, tøj, tæpper og alverdens materialer tilsat enten sølv eller kobber.

Garagen

Nanopartikler som grafen og kulstof nanorør er blandt de stærkeste materialer, man kender.

I øjeblikket, de er bedst brugt som kompositmaterialer for at tilføje styrke med minimal vægt. Både carbon nanorør og grafen er almindelige tilsætningsstoffer i sportsudstyr såsom tennisketchere, golfbolde, cykler, cykeldæk og golfkøller.

Titianiumdioxid-nanopartikler tilsættes ofte til maling som UV-beskyttelse. Disse nanopartikler absorberer UV-lys, før det kan nedbryde de pigmenter, der giver malingen dens farve.

De kan også tilføje nogle selvrensende egenskaber, så malingen er vandafvisende og vanddråber hurtigt løber af overfladen.

Katalysatorer er blevet brugt i biler siden 1970'erne for at reducere smog og forurening, der forårsager emissioner fra biler. Disse konvertere indeholder en række forskellige nanopartikler, herunder platin, palladium, rhodium og ceriumoxid. De forårsager nedbrydning af bilers udstødning til mindre skadelige produktioner.

Som du kan se, det er sandsynligt, at nanoteknologi allerede har været en del af din husstand i mange år.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.