Modificar as propriedades do material com a nanotecnologia
As propriedades das nanopartículas pode ser personalizado para utilização numa aplicação em particular por colagem nanotecnologia moléculas para as nanopartículas por um processo chamado funcionalização.
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Fundamentos da funcionalização nanotecnologia
Quando um átomo está ligado a um outro átomo, o acessório é chamado de uma ligação química. Funcionalização é um processo que envolve a ligação átomos ou moléculas à superfície de uma nanopartícula com uma ligação química a mudar as propriedades de que nanopartícula.
Video: Ansys - Criando e editando propriedade dos materiais
A ligação utilizado na funcionalização pode ser ou uma ligação covalente ou uma ligao de van der Waals. Ligação covalente, no qual os electrões são partilhados entre os átomos envolve um átomo sobre os electrões de partilha de nanopartículas com um átomo de na molécula, a criação de uma ligação muito forte.
Em uma ligao de van der Waals, atraco electrostica ocorre (cargas negativas e positivas sobre as moléculas e nanopartículas atraem-se mutuamente). Uma regi de carga positiva da molécula ou de nanopartículas e uma regi de carga negativa da molécula ou nanopartícula, formam uma ligação. O vínculo de van der Waals não é tão forte como uma ligação covalente, mas também não enfraquece as estruturas sendo ligados, como ligações covalentes fazer.
Por exemplo, se você está ligando moléculas de nanotubos de carbono, uma ligação covalente pode enfraquecer o nanotubo enquanto um vínculo de van der Waals não. Portanto, apesar de ligações covalentes são usados com mais freqüência para a funcionalização, van der Waals ligação às vezes é útil. Uma tal utilização é funcionalizar um nanotubo de carbono por ligação de uma molécula para o nanotubo usando van der Waals.
Funcionalização é usado para preparar nanopartículas para muitos usos, por exemplo:
Fazendo elementos sensores que podem ser usados para detectar níveis muito baixos de moléculas químicas ou biológicas ou para o diagnóstico de uma amostra de sangue.
Nanopartículas de ligação às fibras ou polímeros leves para formar compósitos, de alta resistência.
Fazendo nanopartículas que podem ligar-se a moléculas biológicas presentes na superfície de células de doentes para produzir agentes de entrega de drogas específicas.
Fazendo nanopartículas que são atraídas para locais de ligação preparados, tais como as superfícies que contêm certos tipos de átomos (de enxofre é atraído para o ouro, por exemplo) para a montagem de auto-alinhadas.
Faça nanocompósitos de nanopartículas funcionalizadas
Quando você inclui nanopartículas funcionalizadas em um material compósito, essas nanopartículas podem formar ligações covalentes com o principal material utilizado no compósito. Por exemplo, os nanotubos funcionalizados podem ligar-se com polímeros para produzir um plástico mais forte. Em um composto de fibra de carbono, nanotubos funcionalizados ligação com as fibras de carbono de criar uma estrutura mais forte.
Video: QuimioTeca #14 Nanotecnologia Molecular - Materiais e Dispositivos
Nanocompósitos estão sendo usados em várias aplicações:
Uma variedade de nanopartículas, tais como fulerenos, nanotubos, e nanopartículas de sílica estão a ser usado com várias fibras para formar nanocompósitos usados em equipamento de desporto, tais como raquetes de ténis para melhorar a sua resistência ou rigidez, mantendo-os leve.
Nanocompósitos usando nanotubos de carbono e polímeros estão a ser desenvolvidos para fazer sonda mais leve.
Video: PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS CERÂMICOS
Nanocompósitos usando nanotubos de carbono em um epóxi estão sendo usados para fazer as lâminas do moinho de vento mais longo, permitindo que o moinho de vento para gerar mais energia.
As nanopartículas de argila são utilizados em materiais compósitos de plástico para reduzir a fuga do dióxido de carbono a partir de garrafas de plástico, a melhoria da vida em prateleira de bebidas carbonatadas.
Compósitos de nanopartículas e polímeros estão sendo desenvolvidos para produzir, plásticos fortes leves para substituir metais em carros.