آشنایی با محصولات نانوشیمی و کاربرد آنها

محصولات نانوشیمی (Nanochemistry products) با دستکاری ماده در مقیاس اتمی ، مولکولی و سوپرمولکولی تولید می شوند. محصولات نانوشیمی طیف گسترده ای دارند و تقریبا در همه زمینه ها مورد کاربرد قرار می گیرند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک به برخی از محصولات نانوشیمی اشاره می شود.

این محصولات اکنون بسیار فراگیر شده اند و به جرات می توان گفت در همه زمینه های مورد استفاده قرار می گیرند. نانوشیمی باعث استفاده بهینه از محصولات می شود و آنها را کاربردپذیر تر می کند. با استفاده از محصولات نانوشیمی تسهیلات بیشتری برای زندگی بهتر در دسترس بشر قرار می گیرد و به همین جهت این شاخه از علم همواره در حال پیشرفت و تحولات مثبت است.

کاربرد محصولات نانوشیمی

 

نانو لوله های کربنی

مواد ضد گلوله که توسط نیروی انتظامی و پرسنل ارتش مورد استفاده قرار می گیرند یکی از محصولات نانوشیمی  هستند که توسط مهندسین این رشته تولید شده اند و خطر مرگ را در این افراد کاهش می دهند.

جلیقه های ضد گلوله ، نیروی گلوله را در یک منطقه بزرگتر از نقطه ضربه پراکنده می کنند و مانع از نفوذ آن به بدن در ناحیه پوشیده شده می شود.

در گذشته برای مقابله با این امر از آبکاری های فلزی یا سرامیکی استفاده می شد اما مهندسین نانوشیمی با استفاده از  لوله های کربنی در مقیاس نانو راه جدیدی برای تقویت توانایی لباس های محافظ برای جلوگیری از صدمات ناشی از گلوله پیدا کردند.

مواد محافظ سطحی

مواد محافظ سطحی نانو برای ایجاد لایه های محافظ بسیار نازک از مواد نانو استفاده می کنند تا سطح  مورد نظر را مستحکم کنند. نانورپل یکی از محصولات نانوشیمی است که از یک پوشش ریز از جنس کوارتز شیشه ای خالص تشکیل شده است  که در برابر دما و مواد خورنده مقاوم است  و همچنین برای تقویت انعطاف پذیری و خواص ارتجاعی سطحی برای جلوگیری از آسیب های استرس زا استفاده می کند. محصولات نانوشیمی مشابه ممکن است خاصیت ضد چسبندگی نیز داشته باشند ، که باعث می شود  لکه ها و مواد روغنی  و آلودگی ها از سطوح راحت تر جدا شوند.

پنل های خورشیدی

انرژی خورشیدی به افراد این امکان را می دهد تا بدون ایجاد هیچ  ماده زائدی برق را از خورشید تولید کنند ، اما روند ایجاد سلول های خورشیدی فرآیندی انرژی گیر است و می تواند مقادیر زیادی زباله ایجاد کند.

سلولهای خورشیدی فتوولتائیک با استفاده از لایه هایی از سیلیکون کریستالی گران قیمت ساخته می شوند که با استفاده از مواد شیمیایی خورنده تیمار می شوند ، بنابراین محققان به دنبال راه هایی برای کاهش هزینه های تولید سلولهای خورشیدی کارآمد از طریق فناوری نانو هستند.

سلول Graetzel یکی از محصولات نانوشیمی است که از لایه ای از مواد پوشیده شده با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بسیار متخلخل به عنوان ماده سطحی به جای سیلیکون استفاده می کند که تولید آن ارزان تر است و به سلول ها اجازه می دهد تا پرتوهای خورشید را در یک سطح وسیع تر جمع کنند.

محصولات غذایی و بسته بندی

دانشمندان نانوشیمی در حال تهیه تکنیک های جدیدی هستند که کوچکترین ذرات مواد غذایی را طراحی و تولید کنند که طعم ، بافت و تراکم مواد مغذی خاص را ارائه دهد. به عنوان مثال ، اگر شرکتی بخواهد مایونز خود را رقیق تر کند ، می تواند بخشی از چربی هر ذره مایونز را با  آب جایگزین کند.

برخی از شرکت ها با استفاده از فناوری نانو روش هایی برای بهبود بسته بندی فرآورده های قابل فساد تولید کرده اند. مثلا یکی از شرکت های تولید آبجو ، نانوذرات رس ورقه ورقه شده را در بطری های پلاستیکی آبجو خود گنجانیده است.

این ذرات رسی ریز فضای بیشتری را در دیواره های بطری نسبت به نانوذرات پلاستیکی پر کرده و از فرار گازها یا ورود آنها به بطری آبجو جلوگیری می کنند که این امر باعث می شود که طعم مطلوب محصول مدت بیشتری حفظ شود.

پچ های پوستی نانوشیمیایی

پچ های پوستی یکی دیگر از محصولات نانوشیمی و راهی برای تجویز دارو هستند که بدون نیاز به تزریق دارو را در مدت زمان طولانی تری به جریان خون هدایت می کند. این روش برای داروهای خاص از تزریق دردناک و عوارض گوارشی ناشی از مصرف دارو جلوگیری کنند.

تا همین اواخر فقط  داروهایی از طریق پچ پوستی تجویز می شدند که اندازه آنها بسیار کوچک بود اما مهندسان نانوشیمی در حال کشف راههایی هستند که میکرونیدل هایی با اندازه ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میکرومتر را در پچ ها مورد استفاده قرار دهند.

این سوزن های ریز در سطح یک پچ قرار گرفته و بدون ایجاد درد  به بالاترین لایه پوست نفوذ می کنند و باعث می شود که داروی متراکم تری وارد جریان خون شود.

بانداژهای نانوشیمیایی

بانداژها بطور معمول برای محافظت از زخم ها در برابر آلودگی استفاده می شوند ، اما مهندسین نانوشیمی اکنون با استفاده از فناوری نانو روشهای جدیدی را برای تقویت خاصیت ضد میکروبی بانداژها ارائه داده اند. طی تحقیقات مشخص شده که افزودن ترکیب فلزات نجیب  که خاصیت ضد میکروبی طبیعی دارند به باندها کمک می کند تا به مبارزه با عفونت های باکتریایی کمک کنند.

از آنجا که نقره با جلوگیری از متابولیسم و رشد باکتری ها را مختل می کند ، مهندسان روش هایی برای ایجاد باندهایی با نانوذرات نقره ای طراحی کرده اند تا آنها را بطور مستقیم روی زخم ها مورد استفاده قرار دهند. این بانداژ ها به عنوان یکی از محصولات نانوشیمی معمولاً برای بانداژ زخم های مقاوم در برابر درمان و مستعد ابتلا به عفونت مانند زخم سوختگی استفاده می شوند.

در حال حاضر نانوشیمی به مهندسان  امکان را می دهد تا مواد را در ابتدایی ترین سطح خود تغییر دهند. محصولات ارگانیک و معدنی را می توان با استفاده از این فناوری بهبود بخشید و بهتر از قبل از این ترکیبات استفاده کرد.