Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Malé technologie pro obrovský svět

08.08.2011  |  zdroj: Technik  |  175× přečteno      vytisknout článek

nano technologieNanotechnologie představují koncepčně nový přístup k pochopení a využití těch vlastností hmoty, jež kriticky závisí na rozměrech řádu nanometru.

Výzkumem a vývojem v těchto oblastech se otvírá možnost pochopit nové jevy a rozvíjet nové vlastnosti na mikro i makro úrovni. Výsledky aplikací slibují vytváření užitečných materiálů, struktur a zařízení, která se stanou běžnou součástí našeho života.

Nanotechnologie nabízí řadu unikátních uplatnění oproti klasickým metodám. Nasazují se ve zdravotnictví nebo chemickém sektoru služeb, využití najdou již i v automobilovém průmyslu či stavebnictví.

Nanotechnologie pracující s materiály o menších tloušťkách, než má lidský vlas, jim dávají nové možnosti využití. Takto "rozpitvané" částice si ponechávají všechny fyzikální a chemické vlastnosti charakteristické pro tyto materiály na makro úrovni, kromě toho však mají mnoho zbrusu nových "dovedností", které jsou spojeny právě s jejich "velikostí" řádově 10-9 m. Dvěma nejdůležitějšími parametry ovlivňujícími jejich vlastnosti jsou mnohem rozvinutější plocha ve srovnání s tradičními materiály a kvantový efekt. Nanomateriály ve srovnání s běžnými materiály tak vykazují lepší chemickou odolnost, pevnost, tvrdost, biokompatibilitu, odolnost proti stékání, hydrofilicitu nebo hydrofobnost.

Současnou úroveň těchto poznatků o nanotechnologiích, které jsou považovány za jednu z klíčových oblastí 21. století, lze přirovnat k situaci v elektronice před 50 lety. A tak i když cesta z laboratoří do průmyslového světa bývá trnitá, řada poznatků již nalezla komerční uplatnění.

Velké úspory v "nanosvětě"

Nanotechnologie se již s úspěchem používají například při žádaných úsporách energií. Do této oblasti patří nanotechnologické aditivum Envirox, přinášející vyšší efektivitu při spotřebě nafty. Při dlouhodobém testování v laboratorních podmínkách i běžném komerčním provozu prokázal úsporu paliva dosahující 11,4 procenta. Principem je spojení vlastností céru jako takového s nanometrovou velikostí částic. Tento vysoce aktivní katalyzátor byl vybrán vzhledem k svým známým vlastnostem, pro něž se prvek využívá v řadě dalších průmyslových aplikací v automobilovém, hutním, sklářském či keramickém průmyslu.

Při katalýze se cér využívá ve formě oxidu CeO2, který je vysoce stabilní, netoxický a odolný s bodem tání 2600 °C. Je tak předurčen pro aplikace s extrémně vysokými teplotami, aniž by došlo k jeho rozkladu. V dieselových palivech se projevuje zlepšeným hořením, čistším spalováním paliva a sazí, a tak snížením spotřeby a výfukových emisí a zvýšením účinnosti motorů. Při použití nanotechnologií totiž oxid céru modifikuje profil hoření, takže je více užitečného výkonu získáváno z každého cyklu hoření při dodávaném množství paliva. Zároveň ale snižuje teplotu, při které dochází k zlepšenému čistění motoru a optimálnímu pracovnímu výkonu.

Využitím moderních nanotechnologických postupů byl Envirox vyroben v podobě, již lze přidávat přímo do paliva a motor nevyžaduje žádných speciálních úprav. Přípravek přitom nijak nemění vlastnosti paliva, nemá negativní vlivy na vlastnosti lubrikace a je přidáván v extrémně malém množství - pouze pět nanočástic oxidu céru na jeden milion v palivu.

V dešti bez stěračů

Nanotechnologie mohou pomoci řidičům i v dalším případě jejich použití, a to jako tzv. nano-stěrače. V podstatě jde o produkt, který dává sklům výjimečné hydrofobní vlastnosti a klasické stěrače tak neruší výhled při jízdě. Povrch skla se upraví speciální nanovrstvou, jež odpuzuje kapaliny a nečistoty a vytváří "perlový" efekt, když při rychlostech nad 60 km/h kapky utíkají ze skla pryč a sklo je průhledné skoro jako za sucha. Viditelnost se tak zvyšuje o 34 procent a o čtvrtinu zkracuje doba reakce.

Při dešti nebo po opláchnutí vodou se projevuje samočisticí efekt; nečistoty se nabalují na kapky vody a po skle stékají. Sklo je tak o 70 procent více odolné proti ukládání nečistot, z ošetřeného skla se snadněji odstraňuje ulpěný hmyz a námraza v zimních měsících. Vrstva je přitom odolná chemickým látkám do hodnoty ph 13 a zvyšuje rázovou pevnost skla. Nanopovlak chrání před povětrnostními, chemickými i mechanickými vlivy a před UV zářením a prodlužuje životnost ošetřených předmětů a ploch. Ještě více jej zřejmě ocení motocyklisté, kteří mohou takto ošetřit své přílby a získat i v dešti jasný obraz o dění na silnici.

Přípravek, jehož základem je alkoholová směs speciálních nanoaditiv s obsahem 2-propanu, se aplikuje na čelní, boční, zadní i střešní okna, dále na skleněné reflektory, případně světlomety z polykarbonátu. Je možné jej použít i na lakované povrchy karosérií pro jeho odpudivost vůči špíně. Životnost ochrany čelní plochy se udává průměrně dva roky, ostatních ploch až tři roky. Molekulárně zacelený lak je přitom chráněn i před působením kyselin a rozpouštědel a není zapotřebí dalších čisticích prostředků. Mohou zachovat původní vzhled i chromovaných částí nebo hliníkových kol. Tyto přípravky používá již několik automobilek, například Porsche, Audi, Volvo či Renault, ale též výrobci letadel Boeing a Airbus a také firmy ze zbrojního průmyslu a stavebnictví.

Impregnací povrchů proti špíně

V posledně jmenovaném odvětví nanočástice prvků a jejich sloučenin, jako jsou křemík, titan, zlato a stříbro či jejich oxidy, poskytují povrchům objektů nové vlastnosti, které odpuzují nebo přitahují vodu, odpuzují oleje a tuky, snadno se čistí, neboť špína se nepřichytí nebo deštěm smyje, dezinfikují na bázi nanostříbra nebo chrání před UV zářením. Poskytují ochranu i vůči otiskům prstů, žvýkačkám, mechům a plísním i částečně proti graffiti. "Naše výrobky jsou ekologicky nezávadné a na rozdíl od běžných produktů neobsahují vosky, silikony nebo jiné ropné produkty, které samy o sobě jsou vůči přírodě a zdraví člověka toxické," uvádí společnost NanoFuture.

Nanotechnologicky lze ošetřit dalšími přípravky i interiéry automobilů, jako sedačky a čalounění i kožené potahy, ale též zařízení bytů či kanceláří. Nanoimpregnace chrání každé vlákno, jež získá odolnost proti zašpinění kávou, vínem, džusy a jiným flekům. Principem je pomocí nanoproduktu získaná vlastnost, že suchá špína neulpívá na materiálu a mokrá do něj nenasákne a dá se pohodlně odstranit. Nanotechnologie pomohou i s odstraněním nepříjemných pachů pomocí preparátu, jenž na rozdíl od deodorantů zápach pouze nepřekrývá, ale přímo odstraňuje. Speciální přípravek se nanáší přímo na textil, záclony, závěsy, čalounění nábytku i kožený nábytek a má dlouhotrvající deodorační, antibakteriální a antimykotické účinky. Ničí zápachy z cigaret, hniloby, spálenin a také polétavých organických sloučenin, jako jsou močovina, toluen, formaldehyd nebo trichloretylen. Díky procesu fotokatalýzy také redukuje oxidy dusíku a síry.

Pomocí lihového nanopřípravku lze impregnovat i kovy, jako jsou nerez, ocel, leštěná ocel, slitiny mědi, bronz, chromované povrchy, vzácné kovy. Obdobně jako v předchozích případech se produkty vyznačují vysokou odolností vůči teplotám, a to přibližně do 250 °C a krátkodobě až 450 °C.

Nanostříbro kosí bakterie

Velké využití mají rovněž nanostruktury stříbra, jež mají dezinfekční a antibakteriální účinky. Bakterie navíc na rozdíl od klasických antibiotik nezískávají rezistenci vůči působení těchto kovů, neboť pronikají do buněk parazita a doslova jej udusí. Nanostříbro proto nachází v podobě antibakteriálního roztoku uplatnění například jako základ pro výrobu moderních dezinfekčních přípravků či gelu jako nového typu dezinfekčního prostředku. Ten ničí bakterie, plísně, kvasinky i spóry, díky vysokému obsahu vody přes 90 procent zvlhčuje ránu a zabraňuje obnažení nervových vláken a rovněž pronikání prachu a nových bakterií.

Antibakteriální granulát se zase používá jako vstupní surovina při výrobě plastů (PET, Nylon, PVC), v oblasti hygieny, dermatologie, ve farmacii, v produkci kuchyňských výrobků, bílé techniky, hraček, potravinových obalů i textilních výrobků. Například prádlo impregnované nanočásticemi stříbra likviduje řadu patogenních kmenů, jako například Escheria coli či stafylokoky. Je vhodné pro aktivity ve zhoršených hygienických podmínkách, jako jsou extrémní sport, dlouhé jízdy automobilem nebo v určitých pracovních profesích.

Hojně se tyto účinky využívají při návrhu ponožek pro sportovní i společenské účely. Jejich složení obsahuje více než polovinu bavlny, případně biobavlny, a elastanu a zhruba 30 procent polyesteru se stříbrem. "Nanočástice stříbra, které jsou použity v ponožkách nanosilver, mají širokospektrální antibakteriální a fungicidní účinky," líčí Jiří Oborný ze společnosti Nanotrade. Ponožky s obsahem složky nanosilver jsou podle něj netoxické, nedráždivé, nevyvolávají alergické reakce. Navíc podporují krevní oběh dolních končetin, odstraňují zápach, plísňová onemocnění nohou a nehtů, svědění a urychlují také hojení ran. Jsou tak vhodné při sportu, do uzavřené obuvi, při dlouhodobém stání a u nohou se sklonem k mykózám. "Obyčejné" ponožky i vložky do bot lze zase ošetřit antibakteriálním sprejem na bázi nanostříbra, jenž rovněž eliminuje nepříjemný zápach, aniž by musel být parfémován.

Antibakteriálně působí i nanodeodorant, který rovněž odstraňuje zápach a snižuje výskyt statické elektřiny. Jde o na pohled průhledný prostředek na vodní bázi s obsahem TiO2, jež vyvolává fotokatalytický proces a rozkládá složité molekuly organických zápachů. Zároveň absorbuje UV záření, neboť fotony se účastní na těchto procesech. Po použití látky se ani na omak nedají zjistit žádné změny, povrch zůstává nelepivý a prodyšný. Celý proces se po nástřiku nastartuje během jednoho dne a funkčnost dosahuje řádově týdnů. Odstraňuje zápachy ze zvířat, zpracování potravin či zatuchliny.

Nástup těchto revolučních technologií v tuzemsku má podpořit i nové vývojové nanotechnologické centrum, které postaví italská společnost SA Envitech v Rudné u Prahy. V tamním logistickém areálu si již pronajala 1500 čtverečních metrů ploch. SA Envitech se zabývá výrobou technologií na čištění vody. "Česká republika je jedním z center výzkumu v oblasti nanotechnologií a disponuje řadou vědců a odborníků, s kterými budeme moci spolupracovat," říká manažer SA Envitech Ivano Aglietto.

AUTOR: Petr Bayer


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist