Nanomateriały

Nanomateriały – wszelkie materiały, w których występują regularne struktury na poziomie molekularnym, tj. nieprzekraczającej 100 nanometrów. Granica ta może dotyczyć wielkości domen jako podstawowej jednostki mikrostruktury, czy grubości warstw wytworzonych lub nałożonych na podłożu. W praktyce granica, poniżej której mówi się o nanomateriałach jest różna dla materiałów o różnych właściwościach użytkowych i na ogół wiąże się to z pojawieniem szczególnych właściwości po jej przekroczeniu. Zmniejszając rozmiar uporządkowanych struktur materiałów można uzyskać znacznie lepsze właściwości fizyko-chemiczne, mechaniczne itp.

Nanomateriały można podzielić na następujące cztery grupy:

• nanomateriały zerowowymiarowe (nanomateriały punktowe), np. kropki kwantowe, nanocząstki srebra;
• nanomateriały jednowymiarowe, np. nanodruty metali lub półprzewodników, nanopręty, nanowłókna polimerowe;
• nanomateriały dwuwymiarowe, np. warstwy o grubości nanometrów typu jednofazowego lub wielofazowego, grafen oraz inne materiały o grubości jednego atomu;
• nanomateriały trójwymiarowe (lub nanokrystaliczne), tj. złożone z krystalicznych domen i klasterów faz o wymiarach rzędu nanometrów lub też kompozyty wzmacniane nanocząstkami.

Nanomateriały mają odmienne właściwości fizyczne w porównaniu z materiałami tradycyjnymi. Technologie stosowane do wytwarzania nanomateriałów pozwalają otrzymać tworzywa o składzie i właściwościach niemożliwych do uzyskania metodami dotychczas znanymi.

Wiele struktur występujących w przyrodzie (martwej i ożywionej) jest w istocie rodzajem nanomateriałów. Do nanomateriałów organicznych zaliczyć można struktury tworzące skórę, rogi, dzioby, kości, pióra i pazury, wytwory stawonogów Novel natural nanomaterial spins off from spider-mite genome sequencing, kapsydy wirusów, łuski na skrzydłach motyli, naturalne koloidy (mleko, krew), włókna papieru, bawełny, komórki korali.

Naturalnie występujące nanomateriały powstają wskutek formowania się kryształów podczas rozmaitych procesów zachodzących w skorupie ziemskiej. Przykładowo gliny wykazują złożone nanostruktury, decydujące o ich właściwościach anizotropowych, wskutek aktywności wulkanicznej powstają opale, zawierające nanokryształy. Znane od dawna nanomateriały to pigmenty, cement, Purpura Kasjusza.

Nanomateriały wytworzone przez człowieka

• alotropowe odmiany węgla: grafen, fulereny
• grafan
• fosforen
• germanen
• silicen
• stanen
• nanocząstki złota
• nanocząstki miedzi

Kontrola autorytatywna (materiał):

• LCCN: sh93000864
• GND: 4342626-8
• BnF: 124693847
• BNCF: 54387
• NKC: ph138053
• J9U: 987007546618305171