Riziká v nových technologiách - nanotechnológie

Úvod

Úvod

Rozvoj nanotechnologii zasiahol mnohé priemyselne odvetvia ako chémiu, metalurgiu, elektroniku, kozmetiku, biologiu a dokonca aj lekarstvo. Prekvapive vlastnosti nanostrukturnych materialov sa vyuzivaju v oblasti katalyzy, kolorovania, spevnenia kompozicnych materialov, vyroby optickych filtrov a tiez ako nosice aktivnych latok v medicine. Potencialna toxicita nanomaterialov vyplyva z ich fyzikalno-chemickych vlastnosti, odlisujucich sa od hrubého materialu vdaka obrovkému mernému povrchu jemnych ciastociek. Irrupcia nanocastic do modernej technologie a aj do bezného zivota zasluhuje pozornost hygienikov a vyskumnych pracovnikov v oblasti zivotného prostredia a ochrany zdravia pri praci.

Fyzikalno-chemicke vlastnosti tuhych latok nie su rovnake vo vnutri daného materialu a na jeho povrchu. Molekulové sily vo vnutri materialu su navzajom priestorovo vyvazene, kdezto povrch materialu je vystaveny simultanne silam vnutornym a silam vonkajsieho prostredia. Tato nevyvazenost ma za nasledok zmenu vlastnosti povrchu v porovnani s tuhym materialom. Pri zmensovani rozmerov castic daného materialu pod hranicu niekolkych desiatok nm (nanocastice), fyzikalnochemicke vlastnosti porchu zacinaju prevladat nad vlastnostami daneho materialu a castica sa zacne spravat ako by bola cela tvorena iba povrchom. Jednym z najmarkantnejsich sprievodnych javov tohto procesu je zvysenie jej chemickej reaktivity. Niektoré specifické vlastnosti nanocastic, ako su tvorba tekutych alebo tuhych koloidnych roztokov, ci zvysena schopnost prenikat biologickym materialom zacinaju byt vyuzivané v praxi. V oblasti optiky je interakcia nanocastic so svetlom charakterizovana podstatne mensim rozmerom castice, nez je vlnova dlzka svetla. Rozptyl svetla na tych to casticiach sa zaklada na inych zakonoch nez je znama teoria Lorenza a Mie [1]. Z toho plynu zvlastne opticke vlastnosti nanocastic, ktore su schopne menit farbu, alebo prechdzat z priehladnych na opacitné alebo naopak. Tieto vlastnosti sa vyzivaju v samozatemnovacich sklach, alebo vo vyrobe farbiv s obrovskou krycou mohutnostou. Katalytické vlastnosti kyslicnika titanicitého (TiO₂) sa vyuzivaju na fotooxidaciu organickych materialov (samocistiace fasady) alebo na degradaciu organického alebo biologickeho znecistenia. Kryci ucinok toho istého nanometrickeho TiO₂ sa vyuziva vo vysoko ucinnych opalovacich kremoch.

Syntetické uhlikove nanotrubicky [2] vynikaju prekvapivymi elektrickymi vlastnostami. V zavislosti na strukture, ich elektricka vodivost moze menit hodnotu prakticky od supravodivosti cez polovodic az po temer izolant. Vyuzivaju sa napriklad na zlepsenie vykonu fotovoltaickych článkov. Mechanické vlastnosti týchto trubičiek v pomere k ich hmotnosti predčia vlastnosti mnohých ušľachtilých kovov. Preto sú už dnes využívané v ľahkých kompozitných materiáloch na zlepšenie ich mechanických vlastnosti.