Nanohiukkasten käyttömahdollisuudet biologisilla, kemiallisilla ja teollisilla aloilla ovat rajattomat. Tutkijat työskentelevät jatkuvasti uusien sovellusten parissa.
Tässä artikkelissa käsitellään kobolttioksidinanohiukkasten ominaisuuksia ja sovelluksia. Koboltti on lohko D, jakso 4 -alkuaine, kun taas happi on lohko P, jakso 2 -alkuaine. Kobolttia esiintyy kobaltti-, erytriitti-, glaukodiitti- ja skutterudiittimalmissa.
Kobolttioksidinanohiukkaset esiintyvät valkoisena jauheena, jolla on spinel-kiderakenne. Ne ovat tärkeä magneettinen materiaali, ja ne ovat P-tyypin puolijohteita. Kun nanokobolttioksidi altistetaan vetyliekille ja kuumennetaan 900 °C:een, se muuttuu metalliseksi koboltiksi.
Kobolttioksidinanohiukkaset on luokiteltu ihmisille haitallisiksi ja ympäristölle vaarallisiksi. Ne voivat olla haitallisia nieltynä ja aiheuttaa allergisia ihoreaktioita. Ne ovat myös erittäin myrkyllisiä vesieliöille ja niillä on pitkäaikaisia vaikutuksia.
Kemialliset ominaisuudet
Kobolttioksidinanohiukkasten kemialliset ominaisuudet on esitetty seuraavassa taulukossa.
| Kemialliset tiedot | |
|---|---|
| Kemiallinen symboli | Co3O4 |
| CAS-nro. | 1308-06-1 |
| Ryhmä | Koboltti 9 Happi 16 |
| Elektroninen konfiguraatio | Koboltti 3d7 4s2 Happi 2s2 2p4 |
| Kemiallinen koostumus | |
|---|---|
| Elementti | Sisältö (%) |
| Koboltti | 73,42 |
| Happi | 26.57 |
Fysikaaliset ominaisuudet
Kobolttioksidinanohiukkasten fysikaaliset ominaisuudet on esitetty seuraavassa taulukossa.
| Ominaisuudet | Metriset | Imperiaaliset |
|---|---|---|
| Tiheys | 6,11 g/cm3 | 0,220 lb/in3 |
| Molaarinen massa | 74.93 g/mol | – |
Lämpöominaisuudet
Kobolttioksidinanohiukkasten lämpöominaisuudet on esitetty alla olevassa taulukossa.
| Ominaisuudet | Metriset | Kansalliset |
|---|---|---|
| Sulamispiste | 895°C | 1643°F |
| Kiehumispiste | 900°C | 1652°F |
Valmistusprosessi
Kobolttioksidinanohiukkasia voidaan valmistaa homogeenisella saostusmenetelmällä käyttäen erilaisia synteettisiä olosuhteita. Kobolttioksidinanohiukkaset muodostuvat kobolttihydroksidien termisen hajoamisen kautta ilmassa 350 °C:ssa (662 °F). Kobolttioksidinanohiukkaset voidaan tämän jälkeen karakterisoida erilaisilla analyysitekniikoilla.
Sovellukset
Kobolttioksidinanohiukkasten tärkeimmät sovellukset ovat seuraavat:
- Mikroelektroniikassa
- Magneettisina nanohiukkasina, joilla on lukuisia käyttökohteita mikroparistoissa, nanolangoissa ja erityisissä metalliseos- ja katalyyttisovelluksissa
- Katalyysissä, suprajohtajissa, elektronisessa keramiikassa ja muilla aloilla tärkeänä epäorgaanisena materiaalina
- Katalysaattorina ja katalysaattorikantajina
- Lasissa käytettävät aktiiviset materiaalit
- Elektrodeissa, posliinin väriaineissa ja pigmenteissä
- Kemianteollisuuden hapettimissa
- Suojalaseissa ja muissa suodatinmateriaaleissa
- Karbideina
- Lämpötila- ja kaasuantureissa
- Elektrokromaattisissa laitteissa
- Emaaleissa, hiomalaikoissa ja aurinkoenergian absorboijissa