Wicipedia

Nanoddefnyddiau

Mae nanodefnyddiau (neu weithiau 'nano-ddeunyddiau') yn disgrifio deunyddiau lle mae un uned ohono (mewn o leiaf un dimensiwn) rhwng 1 a 100 nm.[1]

Nanoddefnyddiau
Mathdeunydd, sylwedd cemegol Edit this on Wikidata
Tudalen Comin Ffeiliau perthnasol ar Gomin Wicimedia

Mae ymchwil i nanoddeunyddiau yn defnyddio dull sy'n seiliedig ar nanodechnoleg, gan ysgogi datblygiadau mewn mesureg deunyddiau a synthesis, sydd wedi'u datblygu i gefnogi ymchwil micro-wneuthuriad (microfabrication). Yn aml mae gan ddeunyddiau sydd â strwythur ar y nanoraddfa briodweddau optegol, electronig, thermogorfforol neu fecanyddol unigryw.[2][3][4]

Mae nanoddeunyddiau yn cael eu masnacheiddio fwyfwy erbyn heddiw [5] ac yn dechrau dod i'r amlwg fel nwyddau.[6]

Diffiniad

golygu

Yn ISO/TS 80004, diffinnir nanoddefnyddiau fel "defnydd gydag unrhyw ddimensiwn allanol yn y nanoraddfa, neu sydd â strwythur mewnol neu strwythur arwyneb yn y nanoraddfa", gyda nanoraddfa wedi'i ddiffinio fel yr "amrediad o hyd sydd rhwng 1 nm a 100 nm". Mae hyn yn cynnwys nano-wrthrychau, sy'n ddarnau o ddeunydd arwahanol, a deunyddiau nanostrwythuredig, sydd â strwythur mewnol neu arwyneb ar y nanoraddfa; gall nanoddefnyddiau fod yn aelod o'r ddau gategori hyn.[7]

Ar 18 Hydref 2011, mabwysiadodd y Comisiwn Ewropeaidd y diffiniad a ganlyn:

"Deunydd naturiol, damweiniol neu gynnyrch sy'n cynnwys gronynnau, mewn cyflwr heb ei rwymo neu fel agreg neu grynodref (agglomerate) ac ar gyfer 50% neu fwy o'r gronynnau yn y dosbarthiad maint rhif, mae un neu fwy o ddimensiynau allanol yn yr ystod o faint sydd rhwng 1 nm a 100 nm. Mewn achosion penodol lle mae pryderon am yr amgylchedd, iechyd, diogelwch neu gystadleurwydd yn cyfiawnhau hynny, gellir disodli’r trothwy dosbarthiad maint rhif o 50% gan drothwy rhwng 1% a 50%”[8]

Ffynonellau

golygu

Wedi'i weithio ar beiriant

golygu

Mae gan nanoddefnyddiau wedi'u peiriannu fwriadol a'u cynhyrchu gan bobl rai nodweddion gofynnol.[4]

Nanodefnyddiau etifeddol yw'r rhai a oedd yn cael eu cynhyrchu'n fasnachol cyn datblygu nanodechnoleg fel datblygiadau cynyddrannol dros ddeunyddiau coloidaidd neu gronynnol eraill.[9][10][11] Maent yn cynnwys nanoronynnau carbon du a thitaniwm deuocsid.

Achlysurol

golygu

Gall nanoddefnyddiau gael eu cynhyrchu'n anfwriadol fel sgil-gynnyrch prosesau mecanyddol neu ddiwydiannol trwy hylosgi ac anweddu. Mae ffynonellau nanoronynnau achlysurol yn cynnwys pibellau gwacáu injan cerbydau, mwyndoddi, mygdarthau weldio, a phrosesau hylosgi o wresogi tanwydd solet domestig a choginio. Er enghraifft, mae'r dosbarth o nanoddefnyddiau a elwir yn ffwlerenau yn cael eu cynhyrchu trwy losgi nwy, biomas a channwyll.[12] Gall hefyd fod yn sgil-gynnyrch cynhyrchion gwisgo a chorydiad.[13] Cyfeirir yn aml at nanoronynnau atmosfferig damweiniol fel gronynnau mân iawn (ultrafine), a gynhyrchir yn anfwriadol yn ystod gweithrediad bwriadol, a allent gyfrannu at lygredd aer.[14][15]

Naturiol

golygu

Mae systemau biolegol yn aml yn cynnwys nanoddefnyddiau naturiol. Mae strwythur foraminifera (sialc yn bennaf) a firysau (protein, capsid ), y crisialau cwyr sy'n gorchuddio deilen lotws neu gornicyll (<i>nasturtium</i>), pry cop a sidan gwiddonyn pry cop,[16] lliw glas tarantwla,[17] y spatulae ar waelod traed gecko, rhai cen ar adenydd glöyn byw, coloidau naturiol (llaeth, gwaed), deunyddiau corniog (croen, crafangau, pigau, plu, cyrn, gwallt), papur, cotwm, nacre, cwrelau, a hyd yn oed haenau tenau o esgyrn dynol.

Oriel o nanoddefnyddiau naturiol

Mathau

golygu

Mae nano-wrthrychau'n aml yn cael eu categoreiddio yn ôl faint o'u dimensiynau sy'n disgyn o fewn y nanoraddfa. Diffinnir nanoronyn yn nano-wrthrych gyda phob un o'r tri dimensiwn allanol yn y nanosraddfa, nad yw ei echelin hiraf a byrraf yn wahanol iawn. Mae gan nanoffibr ddau ddimensiwn allanol yn y nanoraddfa gyda nanotiwbiau yn nanoffibrau gwag a nanorodau'n nanoffibrau solat. Mae gan nanoblatiau/nanohaenau un dimensiwn allanol yn y nanoraddfa,[18] ac os yw'r ddau ddimensiwn mwy yn sylweddol wahanol fe'i gelwir yn nanorhuban. Ar gyfer nanoffibrau a nanoblatiau, gall y dimensiynau eraill fod yn y nanoraddfa neu beidio, ond rhaid iddynt fod yn sylweddol fwy. Ym mhob un o'r achosion hyn, nodir bod gwahaniaeth sylweddol fel arfer yn ffactor o 3 o leiaf.[19]

Iechyd a diogelwch

golygu

Canllawiau Sefydliad Iechyd y Byd

golygu

Cyhoeddodd Sefydliad Iechyd y Byd (WHO) ganllaw ar amddiffyn gweithwyr rhag risg bosibl o nano-ddefnyddiau gweithgynhyrchu ar ddiwedd 2017.[20] Defnyddiodd WHO ddull rhagofalus fel un o'i egwyddorion arweiniol. Mae hyn yn golygu bod yn rhaid cadw pellter oddi wrthynt, er gwaethaf nad oes lawer o dystiolaeth bendant eu bod yn andwyol i'r iechyd. Dengys yr astudiaethau gwyddonol diweddar allu nanoronynnau i groesi rhwystrau celloedd a rhyngweithio â strwythurau cellog.[21][22]

Comisiynodd WHO adolygiadau systematig ar gyfer pob mater pwysig i asesu cyflwr presennol y wyddoniaeth ac i lywio'r argymhellion yn unol â'r broses a nodir yn Llawlyfr Sefydliad Iechyd y Byd ar gyfer datblygu canllawiau. Cafodd yr argymhellion eu graddio fel rhai "cryf" neu rai "amodol", yn dibynnu ar ansawdd y dystiolaeth wyddonol, y meintiau, a'r costau sy'n gysylltiedig â'r argymhellion.

Cyfeiriadau

golygu
  1. ↑ Buzea, Cristina; Pacheco, Ivan; Robbie, Kevin (2007). "Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity". Biointerphases 2 (4): MR17–MR71. arXiv:0801.3280. doi:10.1116/1.2815690. PMID 20419892.
  2. ↑ Sadri, Rad (1 January 2018). "A facile, bio-based, novel approach for synthesis of covalently functionalized graphene nanoplatelet nano-coolants toward improved thermo-physical and heat transfer properties". Journal of Colloid and Interface Science 509: 140–152. Bibcode 2018JCIS..509..140S. doi:10.1016/j.jcis.2017.07.052. PMID 28898734. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979717308202.
  3. ↑ Hubler, A.; Osuagwu, O. (2010). "Digital quantum batteries: Energy and information storage in nanovacuum tube arrays". Complexity: NA. doi:10.1002/cplx.20306.
  4. ↑ 4.0 4.1 Portela, Carlos M.; Vidyasagar, A.; Krödel, Sebastian; Weissenbach, Tamara; Yee, Daryl W.; Greer, Julia R.; Kochmann, Dennis M. (2020). "Extreme mechanical resilience of self-assembled nanolabyrinthine materials". Proceedings of the National Academy of Sciences 117 (11): 5686–5693. Bibcode 2020PNAS..117.5686P. doi:10.1073/pnas.1916817117. ISSN 0027-8424. PMC 7084143. PMID 32132212. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=7084143.
  5. ↑ Eldridge, T. (8 January 2014). "Achieving industry integration with nanomaterials through financial markets". Nanotechnology_Now.
  6. ↑ McGovern, C. (2010). "Commoditization of nanomaterials". Nanotechnol. Perceptions 6 (3): 155–178. doi:10.4024/N15GO10A.ntp.06.03.
  7. ↑ "ISO/TS 80004-1:2015 - Nanotechnologies – Vocabulary – Part 1: Core terms". International Organization for Standardization. 2015. Cyrchwyd 2018-01-08.
  8. ↑ Nanomaterials. European Commission. Last updated 18 October 2011
  9. ↑ "A New Integrated Approach for Risk Assessment and Management of Nanotechnologies" (PDF). EU Sustainable Nanotechnologies Project. 2017. tt. 109–112. Archifwyd o'r gwreiddiol (PDF) ar 2017-09-07. Cyrchwyd 2017-09-06.
  10. ↑ "Compendium of Projects in the European NanoSafety Cluster". EU NanoSafety Cluster (yn Saesneg). 2017-06-26. t. 10. Archifwyd o'r gwreiddiol ar 2012-03-24. Cyrchwyd 2017-09-07.
  11. ↑ "Future challenges related to the safety of manufactured nanomaterials". Organisation for Economic Co-operation and Development. 2016-11-04. t. 11. Cyrchwyd 2017-09-06.
  12. ↑ Barcelo, Damia; Farre, Marinella (2012). Analysis and Risk of Nanomaterials in Environmental and Food Samples. Oxford: Elsevier. t. 291. ISBN 9780444563286.
  13. ↑ Sahu, Saura; Casciano, Daniel (2009). Nanotoxicity: From in Vivo and in Vitro Models to Health Risks. Chichester, West Sussex: John Wiley & Sons. tt. 227. ISBN 9780470741375.
  14. ↑ "Radiation Safety Aspects of Nanotechnology". National Council on Radiation Protection and Measurements. 2017-03-02. tt. 11–15. Cyrchwyd 2017-07-07.
  15. ↑ Kim, Richard (2014). Asphalt Pavements, Vol. 1. Boca Raton, FL: CRC Press. t. 41. ISBN 9781138027121.
  16. ↑ Novel natural nanomaterial spins off from spider-mite genome sequencing. Phys.Org (23 May 2013)
  17. ↑ "Why Are Tarantulas Blue?". iflscience.
  18. ↑ Rawat, Pankaj Singh; Srivastava, R.C.; Dixit, Gagan; Asokan, K. (2020). "Structural, functional and magnetic ordering modifications in graphene oxide and graphite by 100 MeV gold ion irradiation". Vacuum 182: 109700. Bibcode 2020Vacuu.182j9700R. doi:10.1016/j.vacuum.2020.109700.
  19. ↑ "ISO/TS 80004-2:2015 - Nanotechnologies – Vocabulary – Part 2: Nano-objects". International Organization for Standardization. 2015. Cyrchwyd 2018-01-08.
  20. ↑ "WHO | WHO guidelines on protecting workers from potential risks of manufactured nanomaterials". WHO. Archifwyd o'r gwreiddiol ar 19 December 2017. Cyrchwyd 2018-02-20.
  21. ↑ Comprehensive Nanoscience and Technology. Cambridge, MA: Academic Press. 2010. t. 169. ISBN 9780123743961.
  22. ↑ Verma, Ayush; Stellacci, Francesco (2010). "Effect of Surface Properties on Nanoparticle-Cell Interactions". Small 6 (1): 12–21. doi:10.1002/smll.200901158. PMID 19844908.

Dolenni allanol

golygu
Wedi dod o "https://cy.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanoddefnyddiau&oldid=13009848"