Nanokomposiitide

Nanokomposiitide on materjalid, mis koosnevad maatriksmaterjalist ja nanosemesta osakestest, mille suurus jääb vahemikku 1–100 nanomeetrit. Need nanosemesta osakesed, mida nimetatakse ka täiteaineteks, võivad olla erineva kujuga, sealhulgas nanosfäärid, nanotorud, nanolehed või nanofilamentid. Nanokomposiitide valmistamisel on eesmärk saavutada maatriksmaterjalist paremad omadused, nagu suurem tugevus, jäikus, kulumiskindlus, gaasibarjääri omadused või elektrijuhtivus.

Nanosemesta osakeste lisamine maatriksisse muudab materjali mikroskoopilist struktuuri, mis omakorda mõjutab selle makroskoopilisi omadusi. Peamine väljakutse nanokomposiitide valmistamisel on täiteainete ühtlane dispergeerimine maatriksis ja hea adhesiooni tagamine maatriksi ja täiteainete vahel. Tavalised maatriksmaterjalid hõlmavad polümeere, keraamikat ja metalle. Näiteks polümeermaatriksiga nanokomposiitides võib nanosavide lisamine parandada mehaanilisi omadusi ja vähendada gaasipermeabiliteeti, samas kui süsiniku nanotorude lisamine võib suurendada elektrijuhtivust ja mehaanilist tugevust.

Nanokomposiite kasutatakse mitmesugustes rakendustes, sealhulgas autotööstuses (kergemad ja tugevamad komponendid), lennunduses, elektroonikas (juhtivad materjalid), pakendites (parandatud barjääriomadused) ja meditsiinitehnikas. Uurimistööd keskenduvad uute nanosemesta täiteainete ja maatriksmaterjalide väljatöötamisele ning tootmisprotsesside optimeerimisele, et saavutada veelgi paremaid ja kohandatud omadustega materjale.