纳米技术研究

纳米材料

作为讨论的部分属性在纳米尺度上、材料properties-electrical、光学、磁性、机械、和chemical-depend精确的维度。这将打开方式开发新产品和改进通过操纵他们的纳米结构材料。分层nanoscale-engineered材料的组装成更大的结构,或纳入设备,提供定制全新的基础材料和机器。

大自然的集会点改善结构材料。照字面的鲍鱼海贝的结合提供了一个漂亮的例子硬,脆无机材料纳米结构和软,“强硬”的有机材料可以产生一个强大的,持久的nanocomposite-basically,这些纳米复合材料是由碳酸钙组成的“砖块”由糖蛋白”胶水。“新型工程材料作为软陶日见nanocomposites-that不仅坚硬,而且都是轻量级的,比传统的增强塑料容易回收。这种改进的结构材料尤为重要运输行业,减轻重量直接转化为燃油经济性的改善。其他改进可以提高安全或减少的影响环境的制造和回收。进一步发展,如真正的智能材料,信号即将失败或甚至能够自我修复缺陷,可能与复合材料的未来。

传感器几乎所有的现代控制系统的核心。例如,使用多个传感器在汽车等多样化的任务引擎管理、排放控制、安全、安全、舒适、车辆监控和诊断。虽然这样的传统应用物理传感一般依靠微型传感装置,纳米材料和结构的出现导致了新的电子,光子和磁性纳米传感器,有时被称为“智能灰尘。“因为体积小,纳米传感器表现出前所未有的速度和灵敏度,扩展在某些情况下单个分子的检测。例如,纳米线由碳纳米管,硅或其他半导体材料表现出特殊的化学物种敏感性或生物制剂。电流可以改变分子通过纳米线表面上的本地扰乱他们的电子能带结构。通过纳米线表面涂有传感器分子选择性附加特定的物种,charge-induced电流的变化可以用来检测这些物种的存在。这个策略是采用传感系统的许多类。新型传感器与超高敏感性和特异性有许多应用程序;例如,传感器,可以检测恶性肿瘤包括只有少数细胞时将是一个非常重要的进步。

纳米材料也成为优秀的过滤器捕获重金属工业废水和其他污染物。纳米技术的一个最大的潜在影响对地球上的大多数人的生活将在经济领域的海水淡化和净化。纳米材料将很有可能找到重要的燃料电池,使用生物转化为能源、生物工艺食物产品、废物治理和污染控制系统。

最近关注关于纳米粒子是否他们的小尺寸和小说性质可能造成重大的健康或环境风险。一般来说,超细颗粒物的碳复印机墨粉或内燃机产生的烟尘和工厂不良对人和动物呼吸道和心血管的影响。正在研究来确定特定的纳米粒子带来更高的风险,可能需要特殊的监管限制。特别关注的是潜在的致癌风险从吸入粒子和的可能性非常小的纳米粒子穿过血脑屏障不为人知的效果。目前纳米材料接收关注卫生官员包括碳纳米管、布基球和硒化镉量子点。研究通过皮肤吸收的氧化钛纳米粒子(用于防晒霜)也计划。更广泛的毒性的研究、运输、和整体命运的纳米颗粒在生态系统和环境问题尚未进行。一些早期的动物实验,包括高水平的纳米粒子的引入导致的快速死亡的许多主题,很有争议的。

生物医学和卫生保健