nanokompozitok

Nanokompozitok olyan anyagok, amelyekben egy hagyományos mátrixot nanometrikus méretű töltőanyagok erősítenek. A töltőanyagok mérete tipikusan 1–100 nanométer, és a diszperziójuk, az interfacial kölcsönhatások és a töltőanyag-koncentráció kulcsfontosságúak a végső tulajdonságokban. A mátrix lehet polimer, fém vagy kerámia.

A leggyakoribbak a polimer-mátrixos nanokompozitok (PMNCs), de léteznek kerámia- és fémmátrixos nanokompozitok is. Gyakori nanofillerek közé tartoznak a montmorillonit vagy más nanoclayok, szilínium-dioxid, grafén és grafén-oxid, valamint szén nanotubulusok és más nanoszemcsék. A megfelelő felületkezelés és diszperzió elengedhetetlen a kívánt kölcsönhatások eléréséhez.

Az előnyök közé tartozik a megnövelt mechanikai szilárdság és kopásállóság, jobb hőstabilitás és hővezetés, alacsonyabb permeabilitás, valamint adott esetben elektromos vezetőképesség vagy tűzállóság. Ezek a tulajdonságok az adott alkalmazáshoz igazított interakciók révén érhetők el.

Módszerek közé tartozik az olvadékkeverés, oldatos vagy szuszpendáló keverés, in-situ polimerizáció, layer-by-layer technika és electrospinning, amelyek segítik a nanofiller megfelelő diszperzióját a mátrixban.

Alkalmazások és kihívások: nanokompozitokat használnak csomagolásban, autóiparban, elektronikai eszközökben, energia- és orvosi területeken. A kihívások közé tartozik a nanoszinten történő diszperzió és felületi adhézió kontrollja, a költségek és a környezeti- vagy egészségügyi kockázatok értelmezése, valamint a skálázhatóság.