Nanomateriály

Nanomateriály jsou materiály, jejichž struktura je definována v nanometrovém měřítku, typicky mezi 1 až 100 nanometry. Toto malé rozměrové měřítko jim propůjčuje odlišné fyzikální, chemické a biologické vlastnosti ve srovnání s jejich objemovými protějšky. Tyto jedinečné vlastnosti pramení ze zvýšeného poměru povrchu k objemu a z kvantových efektů, které se projevují na nanoúrovni. Nanomateriály mohou mít různé formy, včetně nanočástic, nanotrubic, nanovláken a tenkých vrstev. Vyskytují se přirozeně, například v sopečném popelu nebo v mořském aerosolu, ale také se široce vyrábějí pro různé aplikace.

Výroba nanomateriálů probíhá dvěma hlavními přístupy: metodou zdola nahoru, kde se atomy a molekuly spojují za vzniku větších struktur, a metodou shora dolů, kde se větší materiály rozkládají na menší nano-velikostní komponenty. Vlastnosti nanomateriálů, jako je jejich reakční schopnost, pevnost, optické vlastnosti a elektrická vodivost, lze přizpůsobit jejich velikostí, tvarem a chemickým složením.

Tato jedinečná sada vlastností otevřela dveře široké škále aplikací napříč mnoha průmyslovými odvětvími. V medicíně se nanomateriály zkoumají pro cílené dodávání léků, zobrazovací techniky a tkáňové inženýrství. V elektronice se používají k výrobě menších a výkonnějších součástek, jako jsou displeje a paměťová zařízení. V energetice přispívají k vývoji účinnějších solárních článků, baterií a katalyzátorů. V materiálových vědách se nanomateriály začleňují do kompozitů pro zlepšení jejich pevnosti a odolnosti a do nátěrů pro zajištění nových funkcí, jako je samočištění nebo odolnost proti poškrábání. Navzdory rozsáhlému potenciálu probíhá také výzkum a hodnocení možných dopadů nanomateriálů na životní prostředí a lidské zdraví.