3784500781

Biuletyn AGH ni 89

Temat wydania

Nanocząstki. nanoproszki, nanomateriafy -

ry kolor i odporność na korozję) oraz dosyć wysoka cena sprawiły, że pierwszym zastosowaniem komercyjnym tego materiału była produkcja kijów goltowych, a następnie kijów baseballowych i wysokiej klasy rakiet tenisowych. Rakieta tenisowa Radical firmy HEAD została uznana produktem roku 2003 przez takie czasopisma jak „Fortune" i „BusinessWeek" (fig. 8) Wysoka odporność na pękanie w połączeniu z duZą sprężystością umożliwiają uzyskiwanie znacznie lepszych wyników sportowych niż przy zastosowaniu metali krystalicznych. Szklą metaliczne są obecnie stosowane na szerszą skalę do produkcji sprzętu wędkarskiego, myśliwskiego (luki, broń palna) i nurkowego. Wyjątkowe walory estetyczne tych materiałów sprawiły, że są stosowane nawet do wyrobu biżuterii, a dzięki ich wysokiej wytrzymałości mechanicznej także do wyrobu kopert zegarków dla miłośników sportów ekstremalnych.

Intensywny rozwój technik produkcji szkieł metalicznych umożliwił powszechniejsze użycie tych materiałów. Dzięki wyjątkowej twardości i sprężystości szkieł metalicznych materiały te znalazły zastosowanie jako „ekologiczny" substytut zubożonego uranu w przeciwpancernych pociskach penetrujących. Materiały te są stosowane także do produkcji obudów specjalistycznej aparatury elektronicznej, zwłaszcza pracującej w zakresie wielkich częstotliwości (telefony komórkowe, inne systemy telekomunikacyjne, cyfrowe kamery video). Powszechne medyczne zastosowania szkieł metalicznych opierają się o ich wielką wytrzymałość mechaniczną w połączeniu z odpornością na korozję i biokompa-tybilnością. Najczęściej są one stosowane jako materiał protez stawu kolanowego oraz osłon rozruszników serca.

Nanocząstki oraz inne nanostruktury istnieją niemalże od początku Wszechświata. Wiele modeli teoretycznych zakłada, że pierwotnie istniejące nanomaterialy miały zasadnicze znaczenie dla powstania życia na Ziemi. Obecnie Natura też wykorzystuje wiele różnych nanocząstek, np. piękna barwa skrzydeł motyli jest związana ze zjawiskami optycznymi zachodzącymi na nanostruktu-

nocząstki, zarówno metaliczne jak i niemetaliczne, znajdują coraz więcej zastosowań. Mogą one być stosowane zarówno jako zawiesiny w cieczach (np. leki, farby, smary), jak i w postaci związanej z powierzchnią ciała stałego. Ta druga grupa zastosowań jest znacznie bliższa metalurgii, gdyż może być to sposób nanotechnologicznego uszlachetniania powierzchni wyrobów.

Uszlachetnianie powierzchni metali za pomocą nanomaterialów (a zwłaszcza na-

wości. Przy obecnym stanie wiedzy możliwe jest uzyskiwanie supertwardych, żaroodpornych i odpornych na korozję powtok na wyrobach metalowych, „biokompatybilizacja" powierzchni oraz barwienie jej na praktycznie dowolny kolor.

Ponadto duże znaczenie praktyczne ma obróbka powieizchni nadająca jej charakter superhydrofilowy lub superhydrofobowy. Efekt superhydrofilowy polega na nadaniu powierzchni materiału doskonalej zwilżal-

dzielnych kropli, lecz pokrywa powierzchnię cienką, jednolitą warstwą. Ma to duże znaczenie w przypadku szyb i karoserii samochodowych; szyby zachowują pełną przejrzystość w czasie deszczu, co ma niebagatelne znaczenia dla bezpieczeństwa

mosferycznych. Ponadto szyby i karoserie pozostają czyste, bo wszelkie zanieczyszczenia są łatwo usuwane przez deszcz, co też ma duże znaczenie środowiskowe ze względu na mniejsze zużycie detergentów i innych środków czyszczących.

W zachowaniu czystości pomaga również efekt superhydrofobowy, polegający na całkowitej niezwilżalności powierzchni. Również w tym przypadku woda (np.