Nanoddefnyddiau

Nanoddefnyddiau

Math	deunydd, sylwedd cemegol
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.

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

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.

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%”

Wedi'i weithio ar beiriant

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

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. Maent yn cynnwys nanoronynnau carbon du a thitaniwm deuocsid.

Achlysurol

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. Gall hefyd fod yn sgil-gynnyrch cynhyrchion gwisgo a chorydiad. 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.

Naturiol

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 (nasturtium), pry cop a sidan gwiddonyn pry cop, lliw glas tarantwla, 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

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, 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.

Canllawiau Sefydliad Iechyd y Byd

Cyhoeddodd Sefydliad Iechyd y Byd (WHO) ganllaw ar amddiffyn gweithwyr rhag risg bosibl o nano-ddefnyddiau gweithgynhyrchu ar ddiwedd 2017. 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.

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.