nanoaineiden

Nanoaineet, tai nanomateriaalit, ovat materiaaleja, joiden rakennetta tai ominaisuuksia määrittävät rakenteet ovat nanoskaalalla, yleensä 1–100 nanometriä yhdessä tai useammassa ulottuvuudessa. Näillä pienillä mitoilla on suuri pinta-ala suhteessa tilavuuteen, mikä voi johtaa ominaisuuksien, kuten optisen, sähköisen ja katalyyttisen, merkittäviin eroihin verrattuna suurikokoisiin vastaaviin materiaaleihin.

Nanoaineet voivat olla monenlaisia: nanopartikkeleita, nanokuituja ja nanosiltoja sekä nanokomposiitteja. Niiden valmistus perustuu sekä bottom-up- että top-down -lähestymistapoihin: bottom-up rakentaa suuremmista molekyyliyksiköistä kokonaisia rakenteita, kun taas top-down kaventaa olemassa olevia kappaleita nanoskojiin.

Sovellukset: lääketiede (kohdennettu lääkeaineiden toimitus ja kuvantaminen), elektroniikka (miniatyyriset komponentit), energia (paristot ja kiinteät elektrolyytit sekä katalyyttiset sovellukset), maalit ja pinnoitteet sekä anturit. Nanomateriaalien tarjoamat ominaisuudet voivat edistää suorituskykyä monilla aloilla, mutta niihin liittyy myös turvallisuus- ja ympäristökysymyksiä, jotka ohjaavat kehitystä.

Turvallisuus ja sääntely: Nanomateriaalien terveys- ja ympäristövaikutukset riippuvat koosta, muodosta, pinnan käsittelystä ja elinkaarikontekstista. Inhalaatio sekä kehon läpäisy voivat aiheuttaa riskejä, minkä vuoksi riskinarviointi ja altistumisen hallinta ovat keskeisiä. Euroopan unionissa sekä monissa maissa nanomateriaalien rekisteröinti, luokittelu ja riskinarviointi ovat säädeltyjä, ja käytännöt voivat vaihdella.

Mittaaminen ja ympäristövaikutukset: Nanoaineita luonnehtivat erilaiset karakterisointimenetelmät, kuten TEM ja SEM rakenteen ja koon havainnointiin, DLS koon mittaamiseen, BET-pinta-alaan sekä XRD-rakenteen määrittämiseen. Elinkaarianalyysi ja riskinarviointi huomioivat mahdolliset päästöt ympäristöön ja vaikutukset terveyteen koko tuotteen elinkaaren aikana.