• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zapewnianie bezpieczeństwa nanocząstek w farbach i powłokach

    07.11.2013. 15:27
    opublikowane przez: Redakcja

    W ostatnich latach nastąpił bezprecedensowy wzrost liczby nanoproduktów. Prowadzone prace badawcze w tej dziedzinie spotkały się z dużym zainteresowaniem naukowców, po części ze względu na ogromne zróżnicowanie potencjalnych zastosowań w biomedycynie, elektronice i powłokach.

    Taki rozwój sytuacji stwarza zarówno możliwości, jak i wyzwania. Podczas gdy manipulacja materiałami i cząsteczkami na poziomie atomowym i molekularnym otworzyła drogę do potencjalnych, nowych innowacji, wzbudziła także poważne obawy o zdrowie i bezpieczeństwo.

    Jedną z takich obaw są skutki zdrowotne wywierane przez wdychane nanocząstki, które występują w wielu produktach końcowych, np. w farbach. Niepokój budzi także fakt, że zrzut niektórych z tych nanocząstek do rzek i strumieni może być szkodliwy dla skrzeli ryb i skorupiaków.

    Dofinansowany ze środków unijnych projekt NANOFLOC (Electro-agglomeration and separation of Engineered NanoParticles from process and waste water in the coating industry to minimise health and environmental risks), którego realizacja rozpoczęła się w styczniu 2013 r., ma odpowiedzieć na tę konkretną obawę. W jego toku ma zostać opracowany system do usuwania nanocząstek w efektywny i opłacalny sposób, aby zapobiegać zanieczyszczeniu i zachęcać do dalszego rozwijania innowacyjnych i bezpiecznych nanoproduktów.

    Innowacja NANOFLOC opiera się na nowatorskiej elektro-aglomeracji, która zdaniem zespołu może skutecznie usuwać zawieszone cząstki stałe do poziomów submikrometrycznych. System działa na zasadzie destabilizacji nanozawiesin i aglomeracji naładowanych cząstek w roztworach za pomocą pól elektrycznych, unikając dzięki temu potrzeby stosowania chemikaliów.

    Technologia jest opłacalna, zwarta i przyjazna dla środowiska. Zbudowany zostanie innowacyjny reaktor do aglomeracji i stabilizacji aglomeratów - kłaczków - wraz z komorą reakcyjną i inteligentnym układem automatycznego sterowania (UAS).

    Projekt, który otrzyma 1.141.968 EUR dofinansowania ze środków unijnych z programu "Badania naukowe na rzecz MŚP" 7PR, może okazać się niezwykle ważny pod względem środowiskowym i gospodarczym. Obecnie jedynym skutecznym sposobem usuwania nanocząstek z wody jest stosowanie energochłonnych metod, takich jak odwrócona osmoza - technologia oczyszczania wody wykorzystująca membranę półprzepuszczalną.

    Branże wykorzystujące nanocząstki w szerokim zakresie - takie jak sektor farb i powłok - odniosą znaczące korzyści z opłacalnej technologii usuwania nanocząstek ze zużytej wody. Wzrost zastosowania nanotechnologii w tym sektorze spodziewany jest w postępie geometrycznym. Do 2016 r. producenci pojazdów będą zobligowani przepisami do stosowania farb i powłok odpornych na zarysowania.

    Wyniki projektu są jak dotychczas obiecujące pod kątem technologii elektrokoagulacji w farbach. Niedawne spotkanie projektowe w Stuttgarcie poświęcone było płatkom z dwutlenku tytanu i aluminium oraz ewentualnej, elektrokoagulacyjnej komorze reakcyjnej.

    Projekt NANOFLOC ma zostać sfinalizowany wraz z końcem 2014 r.
    Za: CORDIS


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych. Cząstki identyczne to cząstki nie różniące się żadną cechą. Ich nierozróżnialność polega na tym, że zmiana współrzędnych i spinów dwóch dowolnych cząstek tego samego rodzaju nie może zmienić prawdopodobieństwa znalezienia każdej z nich w określonej objętości. Liczby kwantowe cząstek identycznych są jednakowe. Funkcje falowe układu cząstek identycznych są albo symetryczne (dla bozonów) albo antysymetryczne (dla fermionów) przy zamianie liczb kwantowych tych cząstek. Cyrkulacja Langmuira - kołowy ruch cząstek wody w oceanie wokół osi prawie równoległej do kierunki przeważającego wiatru. Cząstki wody poruszają się także w kierunku tej osi. Cyrukulacja Langmuira może być widoczna na powierzchni oceanu w obszarach ruchu zstępującego. Zostały odkryte w 1938 roku przez Langmuira.

    Superparamagnetyzm – zjawisko pojawiające się w niektórych materiałach magnetycznych, które składają się z bardzo małych krystalitów (1-10 nm) (zwanych nanocząstkami). Efekt Augera (samojonizacja) – zjawisko emisji elektronów przez atom, zachodzące dzięki energii uwolnionej na skutek wypełniania luk w niskich powłokach elektronowych przez elektrony z wyższych powłok. Luki te mogą powstawać na skutek wychwytu elektronu z wewnętrznej powłoki przez jądro. Przyczyną pojawienia się luk na niższych powłokach może być również wybicie elektronu przez inną cząstkę, kwant promieniowania rentgenowskiego lub promieniowania γ.

    Akcelerator kołowy (cykliczny) - akcelerator, w którym przyspieszane cząstki poruszają się po torach zbliżonych do kołowych i spiralnych. Zakrzywienie toru wywołuje się za pomocą elektromagnesów rozmieszczonych na planie zbliżonym do okręgu. Elektromagnesy wytwarzają, synchronicznie z przebiegiem cząstek, pole elektryczne o dużej częstotliwości, albo wirowe pole elektryczne wytwarzane przez zmienny strumień magnetyczny. Podczas jednego cyklu cząstki doznają niewielkiego wzrostu energii, dlatego aby otrzymać znaczny wzrost energii, cykl przyspieszania należy wielokrotnie powtórzyć. Zdarzenie trójdżetowe – w fizyce cząstek elementarnych jest zdarzeniem, w rezultacie którego powstają cząstki skupione w trzech dżetach (strugach).

    Pierścień akumulacyjny – kołowy akcelerator cząstek, którego zadaniem jest utrzymywanie krążącej w nim wiązki cząstek przez możliwie długi czas (godziny, czasem dni). Cząstki utrzymywane są zazwyczaj przy stałej energii, często pierścień akumulacyjny rozpędza je najpierw do energii docelowej, a następnie utrzymuje przez dłuższy czas przy tej energii. Analizator elektrostatyczny - urządzenie służące do wydzielania z wiązki cząstek naładowanych wiązki o określonej energii cząstek. Zwykle umieszczany jest między wylotem rury akceleratora a tarczą. Analizator tworzą dwie płytki kondensatora wygięte w łuk. Przez taki zakrzywiony kondensator przelatują tylko cząstki dla których siła pola elektrycznego w kondensatorze jest siłą odśrodkową. Przy określonym promieniu łuku kondensatora, energię wyjściowej wiązki analizatora (energię cząstek, które mają przechodzić przez analizator) można regulować natężeniem pola elektrycznego:

    Zawiesina - układ niejednorodny, dwufazowy, w postaci cząstek jednego ciała rozproszonych (faza rozproszona) w drugim ciele (faza rozpraszająca), np. cząstek ciała stałego w gazie lub cząstek cieczy w cieczy. Jeżeli cząstki te są dostatecznie małe, mowa jest o układzie koloidalnym. Gęstość fazy rozproszonej w zawiesinach jest na ogół większa niż gęstość fazy rozpraszającej i z tego powodu rozproszone cząstki fazy stałej mają tendencję do sedymentacji (opadania).

    Komora iskrowa - detektor promieniowania stosowany w fizyce cząstek elementarnych do badania cząstek subatomowych o wysokiej energii.

    Nukleony – wspólna nazwa protonów i neutronów, czyli podstawowych cząstek tworzących jądro atomu. Nukleony składają się z kwarków. Choć przez obecne teorie cząstek protony i neutrony nie są uznawane za cząstki elementarne, ale z historycznych względów zalicza się je do cząstek elementarnych.

    Dodano: 07.11.2013. 15:27  


    Najnowsze