I nanomateriali sono costituiti da molte sostanze chimiche e composti diversi. Una volta formati, questi materiali sono estremamente piccoli e conferiscono al prodotto nano proprietà uniche. Esistono quattro classi principali di materiali utilizzati per realizzare prodotti di dimensioni nanometriche, tra cui metallo, carbonio, compositi e dendrimeri. Questi prodotti hanno una varietà di applicazioni e sono utilizzati nell’industria automobilistica, nell’industria biomedica, nei film e molto altro.
Il materiale in scala nanometrica è unico per le sue dimensioni, che vanno da un nanometro a diverse centinaia di nanometri. Le proprietà elettriche, ottiche e chimiche sono molto diverse su scala nanometrica che su scala più ampia. Uno dei motivi per cui le proprietà sono così diverse è che più della metà degli atomi dei materiali si trovano sulla superficie. Gli oggetti su larga scala hanno una percentuale molto inferiore di atomi sulla superficie.
I nanomateriali a base di metallo sono quelli come il nanooro, i punti quantici e il nanoargento. I punti quantici sono disponibili in diverse dimensioni con una dimensione massima di diverse centinaia di nanometri. Il punto contiene cristalli semiconduttori che sono impacchettati insieme in modo che migliaia di atomi si trovino tutti in un’area molto piccola. Altre sostanze chimiche a base di metallo utilizzate su questa piccola scala includono tipi di ossidi metallici.
I nanomateriali a base di carbonio sono quelli costituiti principalmente da carbonio. Il carbonio è modellato in tubi cavi, ellissoidi o sfere. I nanomateriali di carbonio ellissoidali e sferici sono chiamati fullereni. I materiali a forma di tubo cavo sono chiamati nanotubi.
Alcune delle applicazioni dei prodotti a base di carbonio includono la realizzazione di pellicole più resistenti e leggere. Miglioreranno anche la qualità e la durata dei diversi rivestimenti utilizzati sulle parti meccaniche. Questi materiali sono anche comunemente usati per applicazioni elettroniche.
I compositi sono una terza classe di materiali costituiti da altri nanomateriali che vengono combinati con materiali di grandi dimensioni o altre nanoparticelle. Questi compositi sono utilizzati per proprietà ignifughe, migliorando le prestazioni meccaniche e fungendo da barriera per l’imballaggio. Una piccola quantità di compositi, anche solo del due percento, può aumentare la resistenza degli oggetti fino al 100 percento. La creazione di compositi può essere abbastanza semplice, utilizzando la tecnologia di scambio ionico e il riscaldamento. Le reazioni che utilizzano la polimerizzazione sono un altro modo per creare rapidamente compositi.
Un dendrimero è un altro tipo di nanomateriale. Questi sono polimeri che contengono molti rami. In genere assomigliano a catene e avranno numerose estremità di catena che possono essere realizzate per avere funzioni specifiche normalmente utilizzate per le reazioni chimiche. Alcuni dendrimeri possono essere tridimensionali e avere una cavità interna in cui possono adattarsi altre molecole. La somministrazione di farmaci è un uso di questa cavità interna che si trova nei dendrimeri. Questi hanno anche applicazioni nella terapia genica e nella diagnosi medica.