nanomateriaaleiden

Nanomateriaalien käsite viittaa aineisiin, joiden ulkoinen mitto tai sisäinen rakenne antaa ominaisuuksia, joita ei tavallisissa suurikokoisissa vastaavissa aineissa ole. Yleisesti määritellään, että vähintään yksi ulkoinen ulottuvuus on 1–100 nanometriä. Nanomateriaalit voivat esiintyä moninaisina muotoina, kuten nanopartikkeleina, nanotubuleina, nanokalvoina ja muina nanorakenteina.

Niillä on usein suuri pinta-ala suhteessa tilavuuteen sekä kvanttimekaaniset ilmiöt, jotka vaikuttavat optisiin, sähköisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Näiden ominaisuuksien vuoksi nanomateriaalit ovat kiinnostavia useilla aloilla, kuten lääketieteessä, elektroniikassa, energiatekniikassa ja katalyysissä.

Nanomateriaaleja hyödynnetään esimerkiksi lääkkeiden kohdennetussa toimituksessa ja kuvantamisessa, elektroniikassa ja optiikassa sekä energiateknologiassa, mahdollistamassa paremmat akut ja valokennot. Niitä käytetään myös katalyysissä, pinnoitteissa sekä ympäristötekniikoissa vedenkäsittelyssä ja saasteiden hallinnassa.

Syntetisointi tapahtuu sekä top-down- että bottom-up -menetelmillä. Top-down -lähestymistavoissa suuria rakenteita pilkotaan pienemmiksi, kun taas bottom-up rakentaa nanomateriaalit atomien tai molekyylien järjestäytymisellä. Tunnistus- ja analyysimenetelmät kuten TEM, SEM, AFM, DLS, BET ja XRD tukevat rakenteen ja ominaisuuksien karakterisointia.

Nanomateriaalien kehitys ja käyttö herättävät terveys- ja ympäristöriskejä; työturvallisuus ja elinkaariarviointi ovat tärkeitä. EU:n REACH-asetus ja OECD:n ohjeistukset ohjaavat riskinarviointia, tiedonvaihtoa sekä elinkaariajattelua.

---