Области применения наноматериалов

Сегодня уже разработаны и используются в практике наноматериалы многофункционального назначения, или же по своим свойствам многократно превосходящие известные материалы:

1. Нанобетоны и наноасфальты.

2. Наноструктированные металлы мелкокристаллической структуры, обладающие повышенной твердостью и прочностью. Это поворотные резцы с наноструктурированными твердосплавными наконечниками для фрезерования асфальта, рабочие органы дробилок и горнопроходных машин.

3. Светодиоды: наработка на отказ их десятки тысяч часов, а уменьшение энергопотребления по сравнению с лампами накаливания в 5…7 раз.

4. Фильтры из нановолокон и нанотрубок, очищающие воду от вирусов.

5. Теплоноситель - жидкость, содержащая наночастицы металла и обладающая, поэтому большей теплопроводностью, чем вода.

6. Покрытия из наноструктированных материалов, обладающие способностью самоочищаться под действием солнечного излучения. С помощью фуллеренов создаются самоочищающиеся лакокрасочные покрытия. Под действием ультрафиолетовых лучей на поверхности такой краски образуются свободные радикалы, способные окислять органические соединения до воды и углекислого газа и уничтожать микроорганизмы. А именно органические соединения, находящиеся, например, в городской пыли, как раз и предопределяют прилипание грязи.

7. Высокопрочные провода Cu – Ni  с низким омическим сопротивлением (80…85 % от Cu).

8. Нанокомпозиты с повышенной способностью аккумулирования водорода для батарей  водородной энергетики. При сжигании нефти, газа, древесины и других  органических веществ выделяется углекислый газ, что приводит к парниковому эффекту и повышению температуры воздушного пространства земли. Водородная энергетика экологически безопасна, но водород взрывопасен. С помощью нанотрубок создается большая пористость материала, поэтому водород безопасно можно хранить в таких емкостях. Водород горит, но не взрывается.

9.  Изготовление солнечных батарей.

10. Наночастицами диоксида титана обеспечивается защита древесины от отрицательного воздействия световых лучей.

11. Наноэмульсии биоцидов, которые не растворяются  в воде и не вымываются из пор древесины и защищают ее от биопорожения.

12. Лакокрасочные материалы, способные образовывать покрытия, превращающиеся при пожаре в толстый слой негорючей пены с низкой теплопроводностью. Эти покрытия способны на десятки минут замедлять процесс нагрева строительных конструкций до критической температуры, при которой происходит потеря несущей способности.

13. Создание микроустройств, способных работать внутри человеческого организма и диагностировать заболевания на ранней стадии, а так же зонально вводить необходимые лекарства.

14. Краска - обогреватель - латексная краска на водной основе, в которую введены углеродные нановолокна. Покрытие наносится кистью или пульверизатором на стены, дерево, бумагу, стекло; высыхает за 10…15 мин. Если к этому покрытию подвести электрический ток, то можно нагревать помещение. Количество выделяемого тепла зависит от толщины и площади покрытия, от напряжения, подводимого к «обогревателю» и от количества введенных в полимерную матрицу углеродных нановолокон.

15. Нанокраска на основе шунгита, обладающая способностью отражать вредное для человека СВЧ - излучение. Можно выкрасить этой краской внутреннюю поверхность микроволновки и вредное излучение ее значительно уменьшится. Возможно использование этой нанокраски в качестве антирадарного покрытия для военной техники (самолеты и др. техника).

Научные перспективы

В Федеральной целевой программе развития научно - технологического комплекса России есть раздел «Индустрия наносистем и материалы». За 2005…6 годы на нанотехнологии (генерация знаний, разработку и коммерциализацию технологий) было израсходовано 5 млрд. рублей. С 2007 по 2012 годы общий объем финансирования приоритетных направлений российской науки составит уже свыше 200 миллиардов рублей, из них третья часть будет направлена на наносистемы и наноматериалы.