A nanotecnologia é o campo que utiliza técnicas de processamento microscópico para produzir vários materiais e componentes. Os nanomateriais são utilizados em muitas indústrias, incluindo eletrônicos e design mecânico para produzir itens úteis, e suas aplicações podem ser vistas em quase todos os campos de engenharia.

Introdução aos nanomateriais

A nanotecnologia é hoje uma das tecnologias científicas mais avançadas. A nanotecnologia inclui o processamento em escala nanométrica e a produção de vários componentes, controlando tamanho e forma. Um nanômetro é um bilionésimo de metro. Geralmente, quando o tamanho é inferior a 100 nanômetros (100 nm), essas técnicas de produção podem ser consideradas nanoescala. Existem dois métodos para produzir nanomateriais. Um é chamado de “método de cima para baixo” e o outro é o “método de baixo para cima”. No primeiro método, os componentes muito pequenos são produzidos usando partes maiores do material. No método de baixo para cima os nanomateriais são produzidos no processamento molécula por molécula ou átomo por átomo.Propriedades de nanomateriais

Uma propriedade significativa que torna as nanopartículas diferentes dos outros materiais é o fato de que os nanomateriais possuem uma área de superfície maciça. Devido à sua área de superfície muito alta, as nanopartículas são extremamente reativas em comparação com a sua forma maior. Esta propriedade é usada para criar materiais com características distintivas para várias aplicações. Uma aplicação de nanotecnologia é nanotubos de carbono que têm uma força muito alta. Sua força notável é devido à maior área superficial de seus materiais originários.

No nível nano, os efeitos quânticos têm um efeito maior no comportamento das partículas. Portanto, alguns materiais têm efeitos especiais que utilizaram inteligentemente para produzir produtos inovadores. Então, as propriedades magnéticas, elétricas e ópticas podem ser efetivamente exploradas para determinadas aplicações. Como um exemplo, se as partículas de ouro podem ser processadas em partículas com um raio de 2 nm, em seguida, a sua fusão pode ser reduzida a partir de 1060°C a 600°C.

Aplicações de nanomateriais

A nanotecnologia já contribuiu com o número de produtos inovadores em várias disciplinas de engenharia devido às suas propriedades químicas, físicas e mecânicas únicas e gratificantes. Uma aplicação popular de nanomateriais é nanotubos. Os nanotubos de carbono (CNT) são um exemplo iluminativo para o potencial da nanotecnologia. A resistência à tração do aço com alto teor de carbono é de cerca de 1,2 GPa, mas a resistência à tração dos nanotubos de carbono (CNT) é de 63 GPa. Também são conhecidos por serem um dos materiais mais fortes que foram produzidos pela nanotecnologia até o momento.

Basicamente, as aplicações de nanotecnologia podem ser divididas em várias categorias. Filmes finos e superfícies projetadas caem nas aplicações unidimensionais dos nanomateriais. Eles foram usados ​​para campos como eletrônicos e químicos para que eles não possam ser considerados como um novo material. Materiais bidimensionais como tubos e fios são o outro tipo de aplicações da nanotecnologia. Nanofios são fios ultrafinos ou matrizes lineares que são formados por auto-montagem. Os nanofios semicondutores são produzidos de silício. Há aplicações nanomateriais dimensionais que incluem nanopartículas como dendrímeros e fulerenos. Os dendrímeros são moléculas poliméricas esféricas que se formam através de um processo de auto-montagem em nanoescala.Aplicações de nanotecnologia no campo da eletrônica

Nontecnologia ajudou a quebrar barreiras no campo da eletrônica. Muitos dos produtos miniaturizados neste campo funcionam muito mal como resultado de contaminação de partículas e fraca dissipação de calor. Graças aos nanomateriais, agora materiais de alta pureza com melhor condutividade térmica podem ser usadas ​​para superar esses problemas. Os nanomateriais são bastante importantes para produzir interconexões duradouras e duráveis. O supercondensador é outra produção de nanotecnologia. Eles têm uma capacidade bastante grande em comparação com capacitores normais devido ao fato de que eles terem grandes áreas superficiais resultando em uma grande capacitância.

Muitos outros campos também utilizam nanomateriais para uma ampla variedade de aplicações. Materiais melhores de isolamento podem ser produzidos usando uma técnica chamada sol-gel. Aerogel é um produto com peso e porosidade extremamente leve que é usado para o isolamento de lares e escritórios. Ao usá-los, as contas de aquecimento e resfriamento podem ser notavelmente reduzidas. Ferramentas de corte mais duras e difíceis podem ser produzidas usando nanomateriais que oferecem muitos benefícios industriais, como baixo custo de produção e maior produtividade. Também as baterias de alta densidade de energia são uma das mais importantes produções que utilizam a nanotecnologia.

Ainda muitas técnicas relacionadas a nanomateriais e nanotecnologias estão em desenvolvimento. Mas suas conquistas são bastante surpreendentes quando comparadas a muitos dos produtos. Portanto, pode-se concluir que as maravilhosas aplicações dos nanomateriais ainda estão por vir.