Розділ 8.2: Наноматеріали: вуглецеві нанотрубки, графен та інші наночастинки

Наноматеріали визначаються як матеріали з принаймні одним виміром від 1 до 100 нанометрів. Ці матеріали демонструють унікальні та бажані властивості, такі як високе співвідношення площі поверхні до об’єму, квантовий розмір і поверхневий плазмонний резонанс, що робить їх корисними для різних застосувань в електроніці, енергетиці, охороні здоров’я та оздоровленні навколишнього середовища.

Вуглецеві нанотрубки (ВНТ) є одними з найбільш вивчених і широко використовуваних наноматеріалів. Вони були відкриті в 1991 році Суміо Іідзіма, який спостерігав, що вуглець, що осаджується на електроді у вугільній дузі, утворює трубчасті структури. ВНТ — це порожнисті циліндри, що складаються з атомів вуглецю, розташованих у гексагональну решітку. Вони мають чудові механічні, електричні та термічні властивості та можуть використовуватися для таких застосувань, як наноелектроніка, нанокомпозити та зберігання енергії.

Графен, одношаровий графіт, є ще одним важливим наноматеріалом, відкритим у 2004 році Андре Геймом і Костянтином Новосьоловим. Графен — це двовимірний матеріал з високою електропровідністю, великою площею поверхні та високою міцністю. Він має застосування в електроніці, накопиченні енергії та датчиках.

Інші типи наночастинок включають металеві наночастинки, такі як наночастинки золота та срібла, які мають унікальні оптичні властивості та використовуються для біосенсору, візуалізації та доставки ліків; напівпровідникові наночастинки, такі як квантові точки, які мають регульовані за розміром електронні та оптичні властивості та використовуються для технологій відображення та біологічних зображень; і магнітні наночастинки, які використовуються для адресної доставки ліків і магнітно-резонансної томографії.

Загалом наноматеріали зробили революцію в різних галузях, включаючи електроніку, енергетику, охорону здоров’я та відновлення навколишнього середовища.