Nano materyaller bölümünde tartışıldığı gibi malzeme özellikleri elektrik, optik, manyetik, mekanik ve kimyasal olarak tam boyutlarına bağlıdır. Bu nano yapılarının manipülasyonu ile yeni ve geliştirilmiş malzemelerin süreçlerinde farklı boyutlara yol açar. Nano ölçekli mühendislik malzemelerinin daha büyük yapılara hiyerarşik montajları veya bunların cihazlara dahil edilmesidir. Radikal olarak yeni malzeme ve makinelerin uyarlanması için temeli oluşturur. Doğanın yapısal malzemelerin iyileştirilmesine giden yolu işaret ediyor. Sıklıkla atıfta bulunan deniz kabuğu sert ve kırılgan bir inorganik malzemenin nano ölçekli yapılanma ile yumuşak olur.
Bir organik malzemenin güçlü ve dayanıklı bir nanokompozit üretebilmesinin güzel bir örneğini sunar. Temel olarak, bu nanokompozitlerin tutulan kalsiyum karbonat oranları ile birlikte bir glikoprotein ile bağdaşır. Geleneksel olarak güçlendirilmiş plastiklerden daha güçlü ve sağlam değil aynı zamanda hafif ve geri dönüşümü kolay olan polimer kil nanokompozitler gibi yeni mühendislik malzemeleri ortaya çıkmaktadır. Yapısal malzemelerdeki bu tür iyileştirmeler, düşük ağırlığın doğrudan gelişmiş yakıt ekonomisine dönüştüğü ulaşım endüstrisi için özellikle önemlidir. Diğer iyileştirmeler güvenliği artırabilir veya imalatta geri dönüşüm ortamı oluşturur. Gelecekteki kompozitler ile yaklaşmakta olan arızalarını gösteren ya da kusurları kendi kendine onarabilen gerçekten akıllı malzemeler gibi başka ilerlemeler de mümkün olabilir.
Nano materyaller üzerinde sensörlerin amacı
Sensörler hemen hemen tüm modern kontrol sistemlerinin merkezinde yer alır. Örneğin, otomobillerde motor yönetimi, emisyon kontrolü, güvenlik, güvenlik, konfor, araç izleme ve teşhis gibi çeşitli görevler için çoklu sensörler kullanılır. Fiziksel algılama için bu tür geleneksel uygulamalar genellikle mikro ölçekli algılama cihazlarına dayanır. Nano ölçekli malzemelerin ve yapıların ortaya çıkması yeni elektronik, fotonik ve manyetiklere yol açmıştır. Nanosensörler bazen “akıllı toz” olarak da bilinir. Küçük boyutları nedeniyle, nanosensörler benzeri görülmemiş bir hız ve hassasiyet sergiler. Bazı durumlarda tek moleküllerin tespitine kadar uzanır.
Örneğin, karbon nanotüpler, silikon veya diğer yarı iletken malzemelerden yapılmış nanoteller kimyasal türlere veya biyolojik ajanlara karşı olağanüstü hassasiyet gösterir. Nanoteller üzerinden geçen elektrik akımı, yüzeylerine bağlı olan ve elektronik bant yapılarını yerel olarak bozan moleküllere sahip olarak değiştirilebilir. Sayesinde nano teknoloji türleri seçici olarak bağlayan sensör molekülleri ile kaplanmış yüzeyler, akımdaki yük kaynaklı değişiklikler bu türlerin varlığını tespit etmek için kullanılabilir. Aynı strateji birçok algılama sistemi sınıfı için de benimsenmiştir. Çok yüksek hassasiyet ve özgüllüğe sahip yeni sensör türlerinin birçok uygulaması olacaktır; örneğin, sadece birkaç hücreden oluştuğunda kanserli tümörleri tespit edebilen sensörler çok önemli bir gelişme olacaktır.
