Hopp over innholdet

Materialer og forbrukerprodukter

Artikkelen tilhører Nanoteknologi, postet 15. jun 2009

Tore Tennøe
KONTAKTPERSON:

Tore Tennøe

I dagliglivet møter vi nanomaterialene kanskje først og fremst i produkter som elektronikk, sportsutstyr, klær, kosmetikk og byggematerialer. Nedenfor finnes en del eksempler. Hva av dette som vil realiseres er vanskelig å forutsi, men mye er mulig for den som har evnen til å betale for det.

3044_69c9gMC81R8
Skjerf farget med gullpartikler Foto: Robert Cross, Victoria University of Wellington

Science fashion

Med nanoteknologi kan klær få nye egenskaper. Allerede finnes sokker med bakteriedrepende nanopartikler av sølv, og flekkavvisende bukser. Om ikke klærne dine allerede er vannavvisende kan du få kjøpt impregneringsmidler basert på nanomaterialer.

Militæret utvikler skuddsikre stoffer og annet beskyttelsesutstyr. Kanskje kommer klær med så god kamuflasje at du blir praktisk talt usynlig?

Klær med flere funksjoner er ikke noe nytt, tekstiler som både puster og er vanntette er standardvare. Men nanoteknologi kan gjøre det mulig å tilføre enda flere egenskaper.

Klær med innebygde sensorer for å måle blodtrykk og kroppstemperatur, og tekstiler med fibere som skaper elektrisitet fra bevegelse eller fra sollys (hhv. piezoelektrisk og fotovoltaisk effekt), er to aktuelle eksempler. Flere finnes i lenkene i høyremargen.

Superlim, glatte ski og spreke båter

Både innen skisport og båtbruk streber man etter glattest mulige overflater. Utfordringen er å redusere friksjonen mot vann, og man prøver derfor å lage såkalt hydrofobe overflater som avstøter vannet.

Blant aktuelle løsninger er å lage tepper av nanosmå nåler av vannavstøtende materiale. Vannet ønsker minst mulig kontakt med materialet og vil derfor balansere på nålene, dette reduserer friksjonen. Slike løsninger brukes også til å lage vannavstøtende tekstiler.

Dråpe på lotusblad
Dråpe på lotusblad. Fra Wikimedia commons

Mange slike løsninger er inspirert av naturen. Vannavstøtende materialer er laget etter lest av lotusblomsten som har mange fine hår av vannavstøtende materiale. Dråper som faller på blomsten balanserer oppå hårene og triller raskt av. Den motsatte effekten utnyttes i superlim som etter sigende kan virkeliggjøre drakten til Spiderman. Dette er basert på samme effekt som gjør det mulig for en gekko å gå på veggen.

Sterke og funksjonelle materialer

Laboratorier fremstiller i dag karbonnanorør som er sterkere enn noe annet materiale og samtidig lettere enn aluminium. Slike rør kan brukes til armering og gi kompositter som tåler ekstreme belastninger, til bruk i blant annet romfart, støtdempere til biler, og sportsutstyr. Ved å lage nanosmå porer kan man skape materialer som isolerer godt.

Nanoteknologi kan også gi nye anvendelser for trevirke. Trefiber er bygget opp av bunter av cellulosemolekyler, fibriller, som er lange, men har diameter i nanoskala. Ny teknologi gjør det mulig å bruke disse tynne trådene til å lage oksygentett papir. Dette kan erstatte oljebaserte produkter til blant annet emballasje.

Industrien forsøker også å modifisere fibrene slik at de får økt styrke, og å tilføre evne til isolere eller til å fange solenergi. Gjennombrudd på slike områder kan medføre redusert ressursbruk til blant annet husbygging.

Overflatebehandling

Nanomaterialer brukes til overflatebehandling for å tilføre nye egenskaper. Grafittiavvisende maling er basert på samme prinsipper som vannavstøtende materialer presentert over. Det er også aktuelt med maling som isolerer, fanger solenergi, eller filtrerer støv og beskytter innemiljøet mot partikler.

Et eksempel på det siste er maling med nanopartiker av titandioksid som bryter ned nitrogenoksider i lufta. Titandioksid kan også gi antibakteriell effekt, aktuelt blant annet i sykehus.

I Danmark kan du kjøpe en pakkeløsning omtalt som ”Nanohus”. Produsenten tilbyr smussavvisende behandling av tekstiler, glass, stein, betong, tre, plast og metall – både utvendig og innendørs, for eksempel på badet.

Andre ingredienser er sklisikkert gulv, dessuten tilbys et produkt som fjerner bakterier og smuss i aircondition-anlegget. Produsenten omtaler produktene som ”harmløs mod huden”, og ”miljøvenligt”. Er slike påstander godt begrunnet – og er det til det gode om innemiljøet blir sterilt for bakterier?

Intelligente materialer og apparater

Intelligente materialer kan tilpasse seg etter omgivelsene ved hjelp av sensorer, eller de kan styres manuelt. Det finnes allerede vinduer som har innebygde persienner: et mellomlag av partikler som kan endre posisjon og dermed hvor mye lys som slipper igjennom.

Vindu med innebygd persienne. Tilpasset fra howstuffworks.com
Slike systemer kan også gi oss vegger og vinduer som kan veksle mellom å fange og reflektere varmen fra sola alt etter som man trenger oppvarming eller avkjøling. Teknologien er beslektet med LCD-skjermer og etter hvert kan systemene smelte sammen i form av veggpaneler som kan endre farge på kommando og fungere som både tv og utsmykning.

Det samme prinsippet kan også benyttes der man trenger varierende grad av stivhet, som for eksempel i aktive støtdempere i biler. Norske forskere arbeider med å utvikle leire som kan gå fra bløt til fast form hvis man tilfører elektrisk strøm.

Små sensorer og datamaskiner brukes allerede i stor stil i biler, blant annet brukes det til å fortelle hvor glatt det er. På samme måte kan det bli aktuelt at huset kan advare deg om dårlig inneklima, fukt, eller feil på det elektriske anlegget. Små lesere og sendere kan brukes i kjøleskap til å lese av datomerking og annen informasjon om produktene.

Sensorer kan brukes til å fortelle om råtten mat eller om feil temperatur. Men kjøleskap som integrerer nye funksjoner har floppet før. Kanskje kan nesen og sunn fornuft være like bra?

1457_-dBNFmrJIRk
Ill: Natalie Lowrey, Friends of the Earth Australia

Kun kosmetisk?

Med UV-filter basert på nanopartikler av titandioksid kan du nyte strandturen uten å ligne en sminket sirkusklovn. Titandioksid er en vanlig ingrediens i solkrem, men tradisjonelt har dette vært i form av større partikler som reflekterer lys og derfor gir enn hvit farge. Ved hjelp av nanoteknologi kan man lage partiklene så små at synlig lys slipper gjennom og huden ikke blir hvit.

Et annet produkt som har fått mye omtale er antirynkekrem med vitaminer innkapslet i nanokapsler av lipider (fettstoffer). Kapselen løses opp og slipper ut vitaminene når den har trengt inn i huden. Hvorvidt dette fortjener betegnelsen nanoteknologi er imidlertid omdiskutert.

Mer sofistikert er kanskje dagkrem med fullerener. Dette er baller av 60 karbonatomer, og leverandøren hevder disse virker som antioksidanter. Det er imidlertid mange som reiser spørsmål om det er trygt å bruke slike stoffer på huden.

LES OGSÅ

Næringsinteresse

De unike egenskapene som opptrer på nanoskalaen gir mulighet til å fylle teknologiske behov innen nær sagt alle samfunnsområder. Mest synlig er kanskje produkter som selges på forbrukermarkedet, som sportsutstyr, klær, kosmetikk og elektronikk, men nanoteknologi utnyttes også innen helsevesenet, energisektoren og industrien.

Les hele saken »

Nanoteknologi viktigere enn digital teknologi?

Nanoteknologi kan revolusjonere samfunnet på samme måte som elektrisiteten og samlebåndsproduksjonen i sin tid gjorde, og kan bli viktigere for økonomien enn digital teknologi, mener amerikanske eksperter.

Les hele saken »

Hva er nanoteknologi?

Nanoteknologi er teknologi på atom- og molekylnivå. Teknologien utnytter unike egenskaper som opptrer på denne skalaen.

Les hele saken »