Vật liệu nano là gì? Ứng dụng của vật liệu nano trong lĩnh vực xây dựng

.toc_list li{list-style:disc;} .toc_list ul{margin-left:1em;}

Tìm kiếm vật liệu có độ bền, tuổi thọ cao, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của công trình xây dựng không thể không nhắc đến vật liệu nano. Vậy vật liệu nano là gì? Ứng dụng của vật liệu như thế nào trong công nghiệp xây dựng và kiến trúc? Cùng tìm hiểu chi tiết về dòng vật liệu nano này qua nội dung bài viết dưới đây.

Vật liệu nano là gì?

Vật liệu nano có kích thước rất nhỏ khoảng từ 1 đến 100 nanomet

Vật liệu nano là các vật liệu có kích thước ở mức nanomet, tức là ở mức tỷ lệ cực kỳ nhỏ, thường chỉ từ vài đến vài trăm nanomet, góp phần tạo nên cấu trúc tinh thể hoặc hạt nhỏ. Với kích thước nhỏ này, các vật liệu nano thường có các tính chất vật lý, hóa học hoặc điện tử khác biệt so với các vật liệu cùng loại ở kích thước lớn hơn.

Ý nghĩa và ứng dụng của vật liệu nano trong cuộc sống hàng ngày

Vật liệu nano đã và đang có những ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Cụ thể là từ việc cải thiện chất lượng sản phẩm điện tử, vật liệu xây dựng đến ứng dụng trong y học, thực phẩm và môi trường. Loại vật liệu nano này đã mang lại những đóng góp quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và tiện ích của nhiều sản phẩm và quy trình trong đời sống hàng ngày.

Có thể thấy rằng vật liệu nano không chỉ là một lĩnh vực nghiên cứu khoa học mà còn là một công nghệ tiềm năng có thể thay đổi cách chúng ta sử dụng và tận dụng các nguyên liệu và sản phẩm hiện tại, mở ra những cơ hội mới cho sự tiến bộ và phát triển của xã hội.

Các loại vật liệu nano hiện nay

Vật liệu nano tự nhiên

Graphene (Than chì đơn lớp)

Graphene là một vật liệu được chiết xuất từ ​​​​than chì và được tạo thành từ carbon nguyên chất, một trong những nguyên tố quan trọng nhất trong tự nhiên và chúng ta tìm thấy trong các vật dụng hàng ngày như đầu bút chì.

Graphene là một trong những vật liệu nano tự nhiên quan trọng, có cấu trúc phẳng, mỏng và vô cùng mạnh mẽ

Trong số các đặc tính đa dạng của graphene, đặc tính nổi bật nhất là tính dẫn nhiệt và điện cao, độ đàn hồi, độ dẻo dai, trọng lượng nhẹ và bền. Với những đặc điểm này, graphene có thể được sử dụng rộng rãi trong công nghệ điện tử, pin, vật liệu xây dựng và thậm chí trong y học.

Nanocellulose

Nanocellulose là một chất rắn nhẹ thu được từ thực vật bao gồm các sợi cellulose có kích thước nano. Chất này là một dạng hiện đại của polyme có nguồn gốc thực vật tự nhiên, cellulose.

Nanocellulose là một vật liệu nano tự nhiên có thể được chiết xuất từ thành tế bào thực vật

Tính chất của nanocellulose có dạng tinh thể trong suốt, không thấm khí, dẫn điện, mật độ thấp, có độ bền kéo rất cao – gấp 8 lần thép, khả năng hấp thụ cao khi được sử dụng làm chất nền cho aerogel hoặc bọt. Nanocellulose có tính tương thích sinh học, nghĩa là nó không độc hại đối với mô sống và do đó có thể được sử dụng trong các ứng dụng y sinh.

Nanocellulose có nhiều ứng dụng đa dạng trong ngành thực phẩm và đồ uống, sản xuất vật liệu điện tử, ngành y tế và dược phẩm và sản xuất giấy.

Vật liệu nano tổng hợp

Quantum Dots (Hạt lượng tử)

Hạt lượng tử là các tinh thể có kích thước nano nhân tạo, thể hiện các đặc tính quang học và điện tử độc đáo, bao gồm khả năng vận chuyển các electron và phát ra ánh sáng có nhiều màu sắc khác nhau khi tiếp xúc với tia UV.

Chấm lượng tử có khả năng chuyển đổi quang phổ ánh sáng thành các màu sắc khác nhau

Các hạt nano bán dẫn được tổng hợp nhân tạo này có nhiều ứng dụng tiềm năng, bao gồm sử dụng trong vật liệu tổng hợp, pin mặt trời, nhãn sinh học huỳnh quang, màn hình, ánh sáng và hình ảnh y tế.

Nanotubes (Ống nano)

Ống nano carbon là các phân tử hình trụ bao gồm các tấm nguyên tử carbon một lớp (graphene) cuộn lại. Chúng có thể là vách đơn (SWCNT) có đường kính nhỏ hơn 1 nanomet (nm) hoặc đa vách (MWCNT), bao gồm một số ống nano liên kết đồng tâm với nhau, với đường kính đạt tới hơn 100 nm. Chiều dài của chúng có thể đạt tới vài micromet hoặc thậm chí milimét.

Graphene có thể cuộn lại để tạo thành ống nano

Chúng cực kỳ nhẹ nhưng bền hơn thép, có tính dẫn nhiệt cao, tính dẫn điện tuyệt vời và có các đặc tính quang học độc đáo.

Ống nano cacbon có ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm điện tử, khoa học vật liệu và công nghệ nano. Chúng được sử dụng để chế tạo bóng bán dẫn, pin, thiết bị lưu trữ năng lượng, cảm biến và thậm chí cả thiết bị y tế. Trong khoa học vật liệu, chúng được sử dụng để tăng cường vật liệu composite.

Ứng dụng của vật liệu nano trong lĩnh vực xây dựng

Vật liệu nano đã đem lại những cải tiến đáng kể trong lĩnh vực xây dựng, từ việc tăng cường tính cơ học đến khả năng bảo vệ môi trường. Dưới đây là một số ứng dụng của vật liệu nano trong ngành xây dựng hiện nay:

Vật liệu cách nhiệt và cách âm

Aerogel là một loại bọt rắn, xốp, có tế bào mở, bao gồm một mạng lưới các cấu trúc nano liên kết với nhau và có độ xốp (thể tích không rắn) không dưới 50%

• Aerogels: Vật liệu nano siêu nhẹ và siêu cách nhiệt, được sử dụng để cách âm và cách nhiệt cho các công trình xây dựng.
• Vật liệu bán dẫn nano: Cải thiện tính cách âm của vật liệu xây dựng, giảm tiếng ồn từ bên ngoài.

Vật liệu tự làm sạch và tự vệ sinh

• Nano-TiO2: Được sử dụng trong vữa xây dựng, có khả năng tự làm sạch bề mặt khi tiếp xúc với ánh sáng UV, loại bỏ bụi bẩn và vi khuẩn.
• Vật liệu chống bám bẩn: Các nano phủ bề mặt giúp ngăn chặn bám bẩn và mốc phát triển, giữ cho bề mặt xây dựng luôn sạch sẽ.

Vật liệu cường độ cao và chống cháy

Nanocomposite là vật liệu rắn nhiều pha trong đó một trong các pha có một, hai hoặc ba chiều nhỏ hơn 100nm

• Nano-composite: Kết hợp với các loại vật liệu cơ bản để tạo ra vật liệu composite có độ bền cao hơn và khả năng chịu lửa tốt hơn.
• Graphene: Được sử dụng để cải thiện tính chất chống cháy của vật liệu xây dựng, giảm nguy cơ cháy nổ và lan truyền lửa.

Vật liệu kháng khuẩn và kháng nấm mốc

Nano Silver là một dạng hạt tồn tại của kim loại bạc

• Nano-silver: Sử dụng trong sơn, gạch và vật liệu xây dựng khác để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc.
• Chất kháng khuẩn tự nhiên: Vật liệu nano từ các loại khoáng sản tự nhiên có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm mốc.

Vật liệu tiết kiệm năng lượng

Cửa sổ kính cách nhiệt làm từ vật liệu nano

• Vật liệu nano cách nhiệt: Giúp tăng cường cách nhiệt cho các tòa nhà, giảm tiêu thụ năng lượng cho hệ thống điều hòa.

Sơn công nghệ nano có độ bám, độ bền và độ bóng vượt trội

• Solar-Powered Nano Coatings: Sơn nano có khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện, được sử dụng trên bề mặt xây dựng.

Nhìn chung, những ứng dụng này chỉ là một phần nhỏ của tiềm năng mà vật liệu nano mang lại trong lĩnh vực xây dựng. Sự kết hợp giữa tính chất đặc biệt của vật liệu nano và ngành công nghiệp xây dựng có thể tạo ra những cải tiến đáng kể về hiệu suất, tính bền vững và an toàn cho các công trình xây dựng hiện nay.

Xem thêm: Vật liệu polime là gì

Mong rằng nội dung chia sẻ thông tin vật liệu nano là gì? Ứng dụng của vật liệu nano trong lĩnh vực xây dựng, sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về dòng liệu mới tiên tiến này trên thị trường hiện nay.

Tạm kết!

Cảm ơn bạn đã đọc tin trên website Tecwood.com.vn. Thông tin này được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp từ một số nguồn trên internet nhằm chia sẻ đến những ai đang quan tâm đến các vật liệu nano. Chúng tôi không kinh doanh mặt hàng này và cũng không giới thiệu, PR cho bất kỳ một đơn vị nào khác.