nanokomposiiteissa

Nanokomposiitit ovat komposiittimateriaaleja, joissa matriisi sisältää nanometrin mittaisia täyteaineita tai nanoalueita. Yleisimmät matriisit ovat polymeerit, mutta nanokomposiitit voidaan valmistaa myös keraamisista tai metallisista matriiseista. Nanotäytteet voivat olla nanopartikkeleita, nanolayer-rakenteita tai muita nanomittakaavan rakennetta. Täyteaineiden pienikokoisuus ja suuri pinta-ala parantavat usein mekaanisia ominaisuuksia, lämpötilankestoa sekä estävät kaasujen ja kosteuden kulkeutumista.

Tyypillisiä nano-täyteaineita ovat keraamiset nanolayer-täytteet (esim. montmorilloniittipohjaiset) sekä silica-, hiili- ja grafen-peräiset aineet kuten carbon nanotubes ja grafenoksidit. Dispersion ja interfacial adhesion ovat keskeisiä: huonosti dispersoituneet täyteaineet voivat heikentää ominaisuuksia. Useat valmistusmenetelmät toteuttavat nanokomposiinitin, kuten liuotinsekoitus, melt blending, in-situ polymerointi sekä sol-gel- ja hybridimenetelmät.

Sovellukset ovat laaja-alaisia: pakkausmateriaalit, rakennus- ja ajoneuvoteollisuus, pinnoitteet sekä elektroniikka ja biolääketiede. Nanokomposiitit voivat parantaa kosteuden ja kaasujen läpäisyä estävää toimintaa, iskunkestoa sekä lämpöjohtavuutta riippuen täyteaineesta. Joissakin tapauksissa ne voivat myös muuttaa sähkönjohtavuutta tai lisätä antimikrobisia ominaisuuksia. Tutkimus ja kehitys korostaa turvallisuus- ja kierrätysnäkökulmia sekä elinkaarianalyysiä.