Ändern Materialeigenschaften mit Nanotechnologie
Die Eigenschaften der Nanopartikel können durch Bonden Moleküle an die Nanopartikel in einem Prozess in einer bestimmten Nanotechnologie Anwendung für die Verwendung angepasst werden genannt Funktionalisierung.
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Grundlagen der Nanotech-Funktionalisierung
Wenn ein Atom an ein anderes Atom gebunden ist, wird die Anlage eine chemische Bindung bezeichnet. Funktionalisierung ist ein Prozess, Atome oder Moleküle auf der Oberfläche eines Nanopartikels mit einer chemischen Bindung zu ändern, die Eigenschaften dieser Nanopartikel umfasst befestigen.
Die Bindung in Funktionalisierung verwendet wird, kann entweder eine kovalente Bindung oder eine van der Waals-Bindung sein. Kovalente Bindung, in denen Elektronen zwischen den Atomen beinhaltet ein Atom an das Nanopartikel-Sharing Elektronen mit einem Atom an dem Molekül geteilt wird, eine sehr starke Bindung zu schaffen.
In einer van-der-Waals-Bindung, tritt eine elektrostatische Anziehung (negative und positive Ladungen auf die Moleküle und Nanopartikel gegenseitig anziehen). Eine positiv geladene Region des Moleküls oder Nanopartikel und einer negativ geladenen Region des Moleküls oder Nanopartikel eine Bindung bilden. Die Van-der-Waals-Bindung ist nicht so stark wie eine kovalente Bindung, aber es schwächt auch nicht die Strukturen gebunden ist, wie kovalente Bindungen zu tun.
Zum Beispiel, wenn Sie Moleküle an Kohlenstoff-Nanoröhren sind Kleb-, könnte eine kovalente Bindung das Nanoröhrchen während eine van der Waals-Bindung nicht schwächen würde. Obwohl daher sind kovalente Bindungen häufiger zur Funktionalisierung, van der Waals-Bindung verwendet wird, ist manchmal nützlich. Eine solche Verwendung ist die Funktionalisierung einer Kohlenstoff-Nanoröhren durch ein Molekül, an das Nanoröhrchen-Bonden van der Waals-Kraft verwendet wird.
Die Funktionalisierung wird verwendet, Nanopartikel für viele Anwendungen vorzubereiten, zum Beispiel:
Herstellung von Sensorelementen, die verwendet werden können sehr geringe Mengen an chemischen oder biologischen Molekülen zu erkennen oder für die Diagnose einer Blutprobe.
Bonding-Nanopartikel zu Fasern oder Polymeren leichte, hochfeste Verbundwerkstoffe zu bilden.
Herstellung Nanopartikel, die an biologische Moleküle auf der Oberfläche von erkrankten Zellen binden können gezielte Arzneimittelabgabe Mittel herzustellen.
Herstellung Nanopartikel, die auf vorbereitete Befestigungsstellen, wie Oberflächen, die bestimmte Arten von Atomen angezogen werden (Schwefel zu Gold angezogen wird, zum Beispiel) für selbstausrichtenden Versammlung.
Machen Sie Nanokomposite aus funktionalisierten Nanopartikeln
Wenn Sie funktionalisierten Nanopartikeln in einem Verbundmaterial umfassen, können diese Nanopartikel in der Zusammensetzung verwendet, kovalente Bindungen mit dem Primärmaterial bilden. Zum Beispiel können funktionalisierte Nanoröhren mit Polymeren verbinden, um einen stärkeren Kunststoff herzustellen. funktionalisierte Nanoröhren Bindung mit den Kohlenstoff-Fasern in einem Kohlefaser-Verbund, eine stärkere Struktur zu schaffen.
Nanokomposite werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden:
Eine Vielzahl von Nanopartikeln wie Buckyballs, Nanoröhrchen und Silica-Nanopartikel werden mit verschiedenen Fasern verwendet Nanokomposite in Sportgeräte wie Tennisschlägern verwendet bilden, um ihre Festigkeit oder Steifigkeit zu verbessern, während sie leichte halten.
Nanokomposite unter Verwendung von Kohlenstoff-Nanoröhren und Polymeren entwickelt werden leichtere Raumschiff zu machen.
Nanokomposite unter Verwendung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einer Epoxy werden eingesetzt, Windmühlenflügel länger zu machen, die Windmühle ermöglicht mehr Strom zu erzeugen.
Nanopartikel Ton werden in Kunststoffverbundwerkstoffe verwendet, um das Austreten von Kohlendioxid aus Kunststoffflaschen zu reduzieren, um die Haltbarkeit von kohlensäurehaltigen Getränken zu verbessern.
Composites von Nanopartikeln und Polymeren entwickelt werden, leicht, stark zur Herstellung von Kunststoffen Metalle in Autos zu ersetzen.