Hou het droog met nanodeeltjes!

Hou het droog met nanodeeltjes!

Waterdichte sportschoenen, beton dat luchtvervuiling tegengaat, geverfde oppervlakken die warmte-isolerend werken, een transparante beschermlaag over de fotovoltaïsche cellen van je zonnepanelen waardoor het water eraf loopt en tegelijk stof afvoert (want die beschermingslaag is ook antistatisch) ... Dat klinkt ideaal om elektriciteit te produceren, niet? Want omdat die transparante oppervlakken schoon blijven, kan het zonlicht er ongehinderd door.

Een wonder, denk je? Of nog beter: sciencefiction? Helemaal niet! Deze voorbeelden tonen aan welke voordelen nanotechnologie kan hebben als we het gebruiken om oppervlakken te bewerken of te verbeteren.

Wil je meer weten? Dan klik hier.

Nano-wat?

Nanotechnologie is technologie die in de grootteorde van nanometers wordt gemaakt en gebruikt. Een nanometer is een miljardste van een meter. Piepklein, dus. Je haren zijn bijvoorbeeld 40 tot 100 micrometer dik, ofwel 400.000 tot 1 miljoen nanometer.

De scheikundigen die nanotechnologie bestuderen en gebruiken, werken aan objecten die je alleen in nanometer kunt meten. Over het algemeen zijn deze deeltjes maximaal 100 nm groot, en elk onderdeel ervan heeft unieke eigenschappen. Daarmee kunnen we bepaalde voorwerpen die we dagelijks gebruiken, aanpassen en verbeteren. Er worden vooral oppervlakken mee bedekt: denk maar aan bepaalde soorten verf die verrijkt zijn met speciale nanodeeltjes.

Hoe werkt nanotechnologie op oppervlakken?

Je moet de nanodeeltjes gewoon aanbrengen op het voorwerp dat je wilt verbeteren. Dat is alles! Soms moet je meerdere lagen aanbrengen om de behandeling zo efficiënt mogelijk te maken.

Beeld je bijvoorbeeld in dat je je sportschoenen waterdicht wilt maken. Om ze hydrofoob te maken (dat betekent 'houdt niet van water'), hoef je ze alleen maar te bespuiten met een speciale spray met nanodeeltjes. Daarna loopt het water gewoon van het materiaal af zonder erin te dringen. Net alsof je een beschermend laagje plastic over je schoenen legt ... Maar in dit geval komt er geen laag polymeren over je schoenen te liggen. De gebruikte nanodeeltjes zijn eerder gemaakt van siliciumdioxide of andere chemische elementen die geen polymeren zijn en die geen hermetisch afsluitende laag vormen. Het resultaat: de producten worden ongevoelig voor blootstelling aan ultraviolette straling (uv-licht). Zo gaan ze meteen ook langer mee, want hun eigenschappen veranderen niet na verloop van tijd. Goed nieuws voor je sportschoenen, dus!

 

In de praktijk beschermen deze vochtafstotende sprays met nanodeeltjes de behandelde oppervlakken dus niet tegen vocht door ze te bedekken met een hermetisch afsluitende laag, zoals plastic zou doen. Maar wat gebeurt er dan wel?

De nanodeeltjes zetten zich vast op de wanden in de poriën in het behandelde materiaal. Daar hechten ze zich stevig aan het materiaal zelf. Ze worden dus eigenlijk zelf een deel van het materiaal.

Klassieke vochtafstotende producten (op basis van polymeren, hars ...) bestaan uit atoomverbindingen die de poriën van het behandelde oppervlak deels of volledig afsluiten. En daardoor kan het materiaal niet meer ademen. Bij nanotechnologie blijven die poriën vrij!

Technisch gezien hechten de nanodeeltjes zich elk afzonderlijk vast aan het oppervlak van het materiaal en werken ze daar waterafstotend.

Nanodeeltjes hebben een diameter die honderden keren kleiner is dan de gemiddelde diameter van de poriën in het behandelde oppervlak. Daarom vormen ze geen film op het oppervlak van het materiaal. Dat kan dus blijven ademen, waardoor vocht (zweet, bijvoorbeeld) van binnenuit kan verdampen terwijl water buiten blijft.

Magie? Nee, gewoon wetenschap. Maar het wordt nog beter, want zo'n behandeling heeft nog meer voordelen. Het waterafstotende effect noemen we ook wel het 'lotusbladeffect', want op de bladeren van die plant laat water ook geen sporen na. Daardoor blijven je voeten niet alleen droog, maar ben je bovendien beschermd tegen andere stoffen. Ook modder glijdt gewoon van je sportschoenen zonder ze vuil te maken. En die beschermlaag zorgt er net zo goed voor dat de metalen oogjes van je schoenen niet gaan roesten.

Als je het zo hoort, klinkt het een beetje als een gadget. Maar er zijn nog heel wat andere oppervlakken die langer meegaan dankzij een beschermlaag van dit superwaterafstotende product. Denk maar aan bepaalde metalen onderdelen van gebouwen en schepen, die zo goed als constant in contact komen met vocht en toch niet meer roesten. Of het touchscreen van je smartphone of tablet: dat wordt meestal behandeld met een vocht- en olieafstotend product (dat dus ook vetten en olie weert). Want je vingers kunnen niet alleen vochtig zijn, maar ook vettig ...

Ben je overtuigd door deze voorbeelden van nanotechnologie in ons dagelijkse leven? Deze deeltjes zijn echt overal.

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!

Wil je werken in de chemie en de life sciences?