Nanomalzeme Kullanım Alanları
Araç kaportasının çok sayıda çalışma ve yıkamadan sonra yepyeni görünümü sağlanmalıdır. Yüzeydeki çizik/aşınma nedeniyle araç kaplaması etkilenebilir. Bu nedenle, çizilmeye/aşınmaya dayanıklı kaplamaların diğer özelliklerine zarar vermeden ortaya çıkması bilim toplumu için zor bir iştir.
Nanoteknoloji, çizilmeye ve aşınmaya dayanıklı kaplama açısından hayati bir rol oynamaktadır. Glasel ve çalışma arkadaşları, siloksan kapsüllü silikon dioksit (SiO2) nanoparçacıklarının desteğiyle çizilmeye ve aşınmaya dayanıklı film üretti.
Polimerlerdeki nanoparçacıkların aynı dağılımı nedeniyle, diğer özellikleri etkilemeden çizilmeye karşı dayanıklılık özelliği geliştirilebilir. Benzer şekilde, nano-alümina bu açıdan yeterli reaksiyon göstermiştir.
Geleneksel boyalarla karşılaştırıldığında, nano-vernik iyi bir boya parlaklığı ve çizilme direnci göstermiştir. Bu teknolojik etkinin amacı, vernik tabakası, nano ölçekte birleştirilen güçlendirilmiş seramik parçacıklarıdır. Degussa AEROSIL R9200, vernikte ticari olarak kullanılan bilinen nanopartiküllerdir.
Lastikler
Karbon siyahı, lastikle karıştırılan takviye elemanı olarak kullanılan ilk nano malzemedir. İki ana bileşen, lastikte takviye elemanı olarak kullanılan kurum ve silikadır. Normal lastiklerde kullanılanlara kıyasla daha kalın bir yüzeye sahip olduğundan, nano ölçekte kurum kullanımıyla önemli yakıt verimliliği ve sürdürülebilir dayanıklılık elde edilir.
Nanopartiküller geniş yüzey enerjisini tutarlar, lastiklerdeki normal kauçuk ile kurum nanopartiküllerinin birleşmesi önemlidir, bu da yuvarlanma direncinin artmasına ve iç fraksiyonun azalmasına yol açar.
Lastiğin tutuş ve aşınma direncini artırmak için nano-silika (%10) ile stiren bütadien kauçuk (SBR)/doğal kauçuk desteğin kombinasyonu. Ayrıca, çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT’ler) (%3) SBR veya doğal kauçuk ile karıştırılarak çekme ve sertlik özelliklerinin iyileştirilebileceği bildirilmiştir.
Otomobillerdeki Diğer Kullanımlar
Yukarıda bahsedilen otomobil parçalarının yanı sıra nanomalzemeler, nano-akışkanlar, nano-filtreler, yakıt hücreleri, soğutma sistemleri, nano-elektronik mekanik sistem (NEMS), sönümleme ve fren sistemi gibi otomobil sektöründe geniş bir uygulama alanına sahiptir.
CNT’ler, önemli miktarda hidrojen depolayabildiği ve kolayca geri alınabildiği için yakıt hücrelerinde hidrojen yakıtının depolanması için kullanılır. Pillerin verimliliği, nanoparçacıklı lityum iyon pillerin metal elektrotu ile artırılabilir. Benzer şekilde, manyetoreolojik sıvılar, güçlü ve pürüzsüz sönümleme ve frenlemeyi destekleyebilir.
Manyetoreolojik akışkanlar, bir çözücü içinde çözülmüş manyetik nanopartiküller içerir ve küçük bir basınç değişikliği/manyetik alan meydana geldiğinde, partiküller hizalanır, dolayısıyla akışkan viskozitesi artar.
Tarım
Nanomalzemelerin tarımda birincil kullanımı, özellikle yirmi birinci yüzyılın başlarında başlayan, özellikle optimalin altındaki koşullar altında, mahsul ve toprak verimliliğini artırmaktır. Bununla birlikte, nanoteknoloji, tarım biliminde orta derecede az keşfedilmiş bir alan olmaya devam ediyor.
Tarım sektörünü modernize etmek için umut verici potansiyele sahip farklı nanomalzemeler tanıtıldı, önemli sayıda avantaj ve dezavantajla analiz edildi. Normalde gıda güvenliğini, mahsulü ve kaliteyi arttırır ve çevresel çevreyi izler, dahası, örneğin toprak yapısı sorunları, pestisit dağıtımı, bitki hastalıkları, kirleticilerin tespiti ve gübreler gibi tarımsal sorunların sayısını azaltır.
Tarım sektöründe CNT’ler (tek duvarlı CNT’ler, çok duvarlı CNT’ler), gümüş (Ag), çinko (Zn), titanyum dioksit (TiO2) ve grafen oksit (GO) gibi çeşitli nanomalzemeler dikkate alınmaktadır.
Nanomalzemelerin kullanım Alanları
Nano malzeme örnekleri
Nanomalzeme üretim yöntemleri
Nanomalzemeler PDF
Nanomalzemelerin sınıflandırılması
Nanomalzeme Nedir
Nanomalzemelerin özellikleri
Doğal nanomalzemeler
Bu nedenle, bu umut verici metodolojinin yöntemleri, hastalıklara ve patojenlere karşı korumayı, mantar öldürücülerin, pestisitlerin, herbisitlerin etkinliğini artırarak, gelişmiş bitki büyümesine ve sürekli deşarja yol açmayı içerir. Nanomalzeme, nakliye, işleme, üretim ve depolama gibi tarım sektörünün neredeyse her bileşeninde geçerli olduğu için verimliliği, üretimi ve tarımsal korumayı artırır.
Pratik olarak nanomalzemelerin kullanımı tarımda çok sayıda amacı kapsamaktadır. Birincil amaç, bitki hücreleri yoluyla element alımının artması ve besin kaybının azalmasıyla sonuçlanan gübrelerin daha iyi verilmesidir. Mikro ve makro besinlerin dağıtımının senkronizasyonunu sunarlar.
Nano yapılı gübre, daha geniş yüzey alanları, işaret dağıtım mekanizması, biyolojik taleplere ve çevresel tetikleyicilere yanıt olarak yavaş ve sürekli deşarj yoluyla besin kullanımlarının etkinliğini iyileştirir. Nano-demir (Fe), nano-fosfor (P), nano-çinko (Zn) ve nano-magnezyum (Mg) birkaç yaygın nano gübre örneğidir.
Ayrıca, CNT’ler, rekabetçi termal, kimyasal, elektriksel ve mekanik özelliklere sahip olduklarından, tarımda umut verici sonuçlarla uygulanan miktarlarını azaltmak için mikro/makro besinler için besin dağıtımı olarak kullanılabilir.
İkinci amaç, haşere ve böcek yönetimidir. Çinko oksit, titanyum dioksit ve altın gibi aktif bileşiklerin yavaş ve aktif deşarjı nedeniyle, zararlı yan etkileri olan sentetik kimyasallar için ekonomik ve güvenilir ikameler olarak düşünüldüğünde, birkaç nanopartikül haşerelerin kontrolünde ve yönetiminde mükemmel bir yeteneğe sahiptir.
Nano-pestisitler, organik solvent deşarjını ve istenmeyen pestisit hareketini azaltır. Ayrıca, nanomalzemeler, akıllı tarla sistemleri ve patojen tespiti için yetiştiricileri semptomların başlangıcından önce gerekli malzemeleri kullanmaları konusunda uyaran hızlı analitik araçlar olarak mahsullerdeki patojenleri bulabilir, tespit edebilir ve raporlayabilir.
Diğer bir amaç ise nano-mantar öldürücülerdir. Kimyasal mantar öldürücüler, sağlık ve çevresel kaygılarla bitkiler üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Nano-fungisitler, nanopartiküllerin boyutu ve şekline bağlı olarak yukarıda bahsedilen sorunlara değerli bir çözüm sunar.
Ag-nanopartiküller, antimikrobiyal özelliklerinden dolayı iyi bilinen nano-fungisitlerdir. Benzer şekilde, ZnO-nanopartiküller ayrıca anti-fungal, anti-bakteriyel ve antimikrobiyal özellikler gösterirken, TiO2-nanopartiküller, bitki korumasını takip eden anti-bakteriyel ve foto-katalitik aktivitelere sahiptir.
Son amaç, çevre, akifer ve topraktaki kirlilikleri izleme yeteneği nedeniyle tarım sektöründe büyük ölçüde kabul edilen nano-sensör formlarında gelir.
Mahsul sağlığının izlenmesi, toprak koşulları ve bitki patojenlerinin tespiti, nano sensörler aracılığıyla uygun ve hassas bir şekilde gerçekleştirilebilir. Sensör olarak kullanılan iyi bilinen nanomalzeme, Ag-nanoparçacıklarıdır. Tarım sektöründe kullanılan yaygın nanomateryalleri listeler.
Nanoteknolojinin Riskleri
Nanomalzemelerin olağanüstü özelliklerine rağmen, toksisitelerinin ve insan sağlığı ve çevre üzerindeki potansiyel olumsuz etkilerinin değerlendirilmesi esastır. Nanomalzemelerin toksisitesi, nanopartiküllerin partikül boyutlarına, doğasına, şekillerine, çözünürlüğüne, yüzey özelliklerine ve kimyasal bileşimine bağlıdır.
Nanomalzemelerin insan sistemi ile olası maruziyetleri soluma, yutma ve deriye nüfuz etme yoluyladır. Nanomalzemelerin kanserojenlik, genotoksisite, akciğer iltihabı ve dolaşım etkileri gibi potansiyel insan sağlığı risklerini bildiren birkaç araştırmacı vardır.