Нанотехнология включает в себя манипулирование материей на атомном и молекулярном уровнях на структурах размером от 1 до 100 нанометров. С точки зрения измерения, сравнение нанометров с метрами похоже на сравнение размера мрамора с размером земли. Нанотехнологии имеют очень большой потенциал для применения в производстве. В данной статье мы рассмотрим три интересных способа применения этих технологий.
Нанопроизводство направлено на разработку масштабируемых и прибыльных процессов для коммерческого производства наноразмерных материалов, оборудования, конструкций и систем. В последнее время — это растущая область прикладных исследований и разработок (НИОКР) в производстве.
Инженерами были разработаны два способа синтеза наноматериалов. Первый — использовать метод «сверху вниз», который представляет собой процесс вырезания наноматериалов из более крупных объектов. Этот метод наиболее распространен, обычно он используется для изготовления компьютерных микросхем и других предметов повседневного обихода. Другой метод — это восходящий метод, который представляет собой процесс сборки структур по одному атому за раз на молекулярном уровне. Этот метод все еще находится на стадии экспериментальной разработки, которая требует много времени и сложна.
Благодаря множеству исследований и разработок ученые смогли прийти к значительным достижениям, некоторые из которых могут произвести революцию в процессах производства. Исследования целей, которые могут быть достигнуты с использованием восходящего подхода, побудили людей изучить молекулярные компоненты, которые могут автоматически организовывать определенные структуры без внешнего взаимодействия. В частности, три приложения являются реальным доказательством будущих перспектив обрабатывающей промышленности.
Повышение безопасности
Интегрирование наноматериалов в покрытия позволила достичь значительных достижений в области безопасного износа и все чаще используется в биотекстиле. Когда наноразмерные частицы углерода эмульгированы в исходных волокнах одежды, они образуют нановолоконное покрытие. Применение углеродных нановолокон в качестве текстильно-композитного материала делает одежду водоотталкивающей, устойчивой к пятнам и даже антибактериальной. В процессе производства эту защитную одежду можно использовать для защиты рабочих во время работы в опасных зонах.
Эффективность топлива
Полимерная нанотехнология включает процесс эмульгирования наночастиц в полимерной матрице для разработки клеев, герметиков, покрытий. Применение технологии наполнителей с наночастицами в эти области может повысить термостойкость, хим- и водостойкость, позволяет обеспечить более высокую прочность на разрыв и даже огнестойкость.
Нанокомпозиты из полимера стали одним из важнейших компонентов в индустрии автомобильных шин. По сравнению с традиционными шинами, химические и огнестойкие частицы имеют лучшие характеристики и меньший вес, тем самым улучшая топливную эффективность.
Уменьшить трение
Внедрение этих технологий в производство материалов для смазки открывает возможности для большего количества всевозможных производственных решений. Обычно масло используется для уменьшения трения между объектами, вместо него можно использовать наночастицы, которые будут действовать как крошечные шарикоподшипники, передвигаясь между поверхностями и снижая возможность перегрева и износа. Уменьшение предложений по поставкам ископаемого топлива означает, что это нововведение является революционным для производства в будущем и для природы.
По сравнению с землей размер нанометров может быть размером с мрамор, но это не уменьшает важности нанотехнологий. Дальнейшие исследования прогресса в области наноматериалов дают толчок большему количеству отраслей для включения нанотехнологий в свою повседневную работу.
