Iṣelọpọ Nanoscale / Nanomanufacturing

Awọn ẹya iwọn gigun nanometer wa ati awọn ọja ni a ṣe ni lilo NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Agbegbe yii tun wa ni ibẹrẹ rẹ, ṣugbọn o ni awọn ileri nla fun ọjọ iwaju. Awọn ohun elo imọ-ara, awọn oogun, pigments… ati bẹbẹ lọ. ti wa ni idagbasoke ati pe a n ṣiṣẹ pẹlu awọn alabaṣiṣẹpọ wa lati duro niwaju idije naa. Awọn atẹle jẹ diẹ ninu awọn ọja ti o wa ni iṣowo ti a nṣe lọwọlọwọ:

 

 

 

KÁRÚN NAOTUBES

 

AWỌN NIPA

 

SERAMICS NANOPHASE

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT fun roba ati polima

 

NANOCOMPOSITES in tẹnisi boolu, adan baseball, alupupu ati awọn keke

 

MAGNETIC NANOPARTICLES fun ibi ipamọ data

 

NANOPARTICLE catalytic awọn oluyipada

 

 

 

Nanomaterials le jẹ eyikeyi ọkan ninu awọn orisi mẹrin, eyun awọn irin, seramiki, polima tabi awọn akojọpọ. Ni gbogbogbo, NANOSTRUCTURES o kere ju 100 nanometers.

 

 

 

Ni nanomanufacturing a mu ọkan ninu awọn ọna meji. Gẹgẹbi apẹẹrẹ, ni ọna oke-isalẹ wa a mu wafer ohun alumọni, lo lithography, tutu ati awọn ọna etching gbẹ lati kọ awọn microprocessors kekere, awọn sensọ, awọn iwadii. Ni ida keji, ni ọna isale nanomanufactureing wa ti a lo awọn ọta ati awọn moleku lati kọ awọn ẹrọ kekere. Diẹ ninu awọn abuda ti ara ati kemikali ti a fihan nipasẹ ọrọ le ni iriri awọn iyipada nla bi iwọn patiku ṣe sunmọ awọn iwọn atomiki. Awọn ohun elo opaque ni ipo macroscopic wọn le di sihin ni nanoscale wọn. Awọn ohun elo ti o jẹ iduroṣinṣin kemikali ni macrostate le di ijona ni nanoscale wọn ati awọn ohun elo idabobo itanna le di oludari. Lọwọlọwọ awọn atẹle wa laarin awọn ọja iṣowo ti a ni anfani lati pese:

 

 

 

CARBON NANOTUBE (CNT) ẸRỌ / NANOTUBES: A le wo oju awọn nanotubes erogba bi awọn fọọmu tubular ti graphite lati eyiti awọn ẹrọ nanoscale le ṣe. CVD, ablation laser ti graphite, idasilẹ carbon-arc le ṣee lo lati ṣe awọn ẹrọ nanotube erogba. Nanotubes ti wa ni tito lẹšẹšẹ bi awọn nanotubes olodi kanṣoṣo (SWNTs) ati awọn nanotubes olodi-pupọ (MWNTs) ati pe a le ṣe doped pẹlu awọn eroja miiran. Erogba nanotubes (CNTs) jẹ awọn allotropes ti erogba pẹlu nanostructure kan ti o le ni ipin gigun-si-rọsẹ ti o tobi ju 10,000,000 ati giga bi 40,000,000 ati paapaa ga julọ. Awọn ohun elo erogba iyipo yi ni awọn ohun-ini ti o jẹ ki wọn wulo ni awọn ohun elo ni nanotechnology, Electronics, Optics, faaji ati awọn aaye miiran ti imọ-ẹrọ ohun elo. Wọn ṣe afihan agbara iyalẹnu ati awọn ohun-ini eletiriki alailẹgbẹ, ati pe o jẹ olutọpa ti ooru to munadoko. Nanotubes ati awọn buckyballs iyipo jẹ ọmọ ẹgbẹ ti idile igbekalẹ fullerene. Nanotube iyipo ti o wa ni igbagbogbo ni o kere ju opin kan ti o ni opin pẹlu agbedemeji ti eto buckyball. Orukọ nanotube ti wa lati iwọn rẹ, niwon iwọn ila opin ti nanotube kan wa ni aṣẹ ti awọn nanometers diẹ, pẹlu awọn ipari ti o kere ju awọn milimita pupọ. Awọn iseda ti awọn imora ti a nanotube ti wa ni apejuwe nipasẹ orbital hybridization. Isopọmọ kemikali ti nanotubes jẹ akojọpọ awọn ifunmọ sp2 patapata, ti o jọra si awọn ti graphite. Eto isọpọ yii, ni okun sii ju awọn ifunmọ sp3 ti a rii ni awọn okuta iyebiye, ati pese awọn ohun elo pẹlu agbara alailẹgbẹ wọn. Nanotubes nipa ti ara wọn si awọn okun ti o waye papọ nipasẹ awọn ologun Van der Waals. Labẹ titẹ giga, awọn nanotubes le dapọ pọ, iṣowo diẹ ninu awọn iwe ifowopamosi sp2 fun awọn ifunmọ sp3, fifun ni iṣeeṣe ti iṣelọpọ agbara, awọn okun gigun-ailopin nipasẹ sisopọ nanotube titẹ-giga. Agbara ati irọrun ti awọn nanotubes erogba jẹ ki wọn lo agbara ni ṣiṣakoso awọn ẹya nanoscale miiran. Nanotubes olodi ẹyọkan pẹlu awọn agbara fifẹ laarin 50 ati 200 GPa ni a ti ṣejade, ati pe awọn iye wọnyi jẹ isunmọ aṣẹ titobi ti o tobi ju fun awọn okun erogba. Awọn iye modulus rirọ wa lori aṣẹ ti 1 Tetrapascal (1000 GPa) pẹlu awọn igara fifọ laarin bii 5% si 20%. Awọn ohun-ini ẹrọ ti o tayọ ti awọn nanotubes erogba jẹ ki a lo wọn ni awọn aṣọ lile ati awọn ohun elo ere idaraya, awọn Jakẹti ija. Erogba nanotubes ni agbara ti o ṣe afiwe si diamond, ati pe a hun wọn sinu aṣọ lati ṣẹda ẹri stab ati aṣọ ọta ibọn. Nipa ọna asopọ agbelebu CNT awọn ohun elo ṣaaju iṣakojọpọ ninu matrix polima a le ṣe agbekalẹ ohun elo idapọpọ agbara giga julọ. Apapo CNT yii le ni agbara fifẹ lori aṣẹ ti 20 million psi (138GPa), iyipada apẹrẹ imọ-ẹrọ nibiti iwuwo kekere ati agbara giga ti nilo. Erogba nanotubes ṣafihan tun dani awọn ilana adaṣe lọwọlọwọ. Ti o da lori iṣalaye ti awọn iwọn hexagonal ninu ọkọ ofurufu graphene (ie tube Odi) pẹlu ipo tube, awọn nanotubes erogba le huwa boya bi awọn irin tabi awọn semikondokito. Gẹgẹbi awọn oludari, awọn nanotubes erogba ni agbara gbigbe lọwọlọwọ itanna ti o ga pupọ. Diẹ ninu awọn nanotubes le ni anfani lati gbe awọn iwuwo lọwọlọwọ ju awọn akoko 1000 ti fadaka tabi bàbà. Erogba nanotubes ti a dapọ si awọn polima mu agbara itusilẹ ina aimi wọn pọ si. Eyi ni awọn ohun elo ninu ọkọ ayọkẹlẹ ati awọn laini idana ọkọ ofurufu ati iṣelọpọ ti awọn tanki ipamọ hydrogen fun awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o ni agbara hydrogen. Erogba nanotubes ti han lati ṣe afihan awọn atunwi elekitironi-phonon ti o lagbara, eyiti o tọka pe labẹ awọn irẹjẹ taara lọwọlọwọ (DC) ati awọn ipo doping lọwọlọwọ wọn lọwọlọwọ ati iyara elekitironi apapọ, bakanna bi ifọkansi elekitironi lori tube oscillate ni awọn igbohunsafẹfẹ terahertz. Awọn isọdọtun wọnyi le ṣee lo lati ṣe awọn orisun terahertz tabi awọn sensọ. Transistors ati nanotube ese iranti iyika ti a ti afihan. Awọn nanotubes erogba ni a lo bi ọkọ oju omi fun gbigbe awọn oogun sinu ara. Nanotube ngbanilaaye fun iwọn lilo oogun lati dinku nipasẹ isọdọtun pinpin rẹ. Eyi tun jẹ ṣiṣeeṣe nipa iṣuna ọrọ-aje nitori awọn iwọn kekere ti awọn oogun ti a lo. Awọn nanotubes olopobobo jẹ ọpọ ti kuku awọn ajẹkù ti a ko ṣeto ti nanotubes. Awọn ohun elo nanotube olopobobo le ma de awọn agbara fifẹ ti o jọra si ti awọn tubes kọọkan, ṣugbọn iru awọn akojọpọ le sibẹsibẹ so awọn agbara to fun ọpọlọpọ awọn ohun elo. Awọn nanotubes erogba olopobobo ti wa ni lilo bi awọn okun apapo ni awọn polima lati mu ilọsiwaju ẹrọ, igbona ati awọn ohun-ini itanna ti ọja olopobobo naa. Sihin, awọn fiimu oniwadi ti awọn nanotubes erogba ni a gbero lati rọpo indium tin oxide (ITO). Awọn fiimu nanotube erogba jẹ ẹrọ ti o lagbara ju awọn fiimu ITO lọ, ṣiṣe wọn jẹ apẹrẹ fun awọn iboju ifọwọkan igbẹkẹle giga ati awọn ifihan irọrun. Awọn inki orisun omi ti a tẹjade ti awọn fiimu nanotube erogba ni a fẹ lati rọpo ITO. Awọn fiimu Nanotube ṣe afihan ileri fun lilo ninu awọn ifihan fun awọn kọnputa, awọn foonu alagbeka, ATMs….etc. A ti lo Nanotubes lati mu awọn ultracapacitors dara si. Eedu ti a mu ṣiṣẹ ti a lo ninu awọn ultracapacitors ti aṣa ni ọpọlọpọ awọn aaye ṣofo kekere pẹlu pinpin awọn iwọn, eyiti o ṣẹda papọ dada nla kan lati tọju awọn idiyele ina. Bibẹẹkọ bi a ti sọ idiyele sinu awọn idiyele alakọbẹrẹ, ie awọn elekitironi, ati ọkọọkan awọn wọnyi nilo aaye ti o kere ju, ida kan ti dada elekiturodu ko wa fun ibi ipamọ nitori awọn aaye ṣofo kere ju. Pẹlu awọn amọna ti a ṣe ti nanotubes, awọn aaye ti wa ni ero lati ṣe deede si iwọn, pẹlu diẹ diẹ ti o tobi tabi kere ju ati nitori naa agbara lati pọ si. sẹẹli oorun ti o ni idagbasoke nlo eka erogba nanotube kan, ti a ṣe ti awọn nanotubes erogba ni idapo pẹlu awọn buckyballs erogba kekere (ti a tun pe ni Fullerenes) lati ṣe awọn ẹya ti o dabi ejo. Buckyballs pakute elekitironi, sugbon ti won ko le ṣe awọn elekitironi sisan. Nigbati imọlẹ oorun ba yọ awọn polima, awọn buckyballs gba awọn elekitironi. Nanotubes, ti o huwa bi awọn okun waya Ejò, yoo ni anfani lati ṣe awọn elekitironi tabi ṣiṣan lọwọlọwọ.

 

 

 

NANOPARTICLES: Awọn ẹwẹ titobi le jẹ afara laarin awọn ohun elo olopobobo ati atomiki tabi awọn ẹya molikula. Ohun elo olopobobo ni gbogbogbo ni awọn ohun-ini ti ara igbagbogbo jakejado laibikita iwọn rẹ, ṣugbọn ni nanoscale eyi kii ṣe ọran nigbagbogbo. Awọn ohun-ini ti o gbẹkẹle iwọn ni a ṣe akiyesi gẹgẹbi itimole kuatomu ni awọn patikulu semikondokito, resonance plasmon dada ni diẹ ninu awọn patikulu irin ati superparamagnetism ni awọn ohun elo oofa. Awọn ohun-ini ti awọn ohun elo yipada bi iwọn wọn ti dinku si nanoscale ati bi ipin ogorun awọn ọta ti o wa ni oke di pataki. Fun awọn ohun elo olopobobo ti o tobi ju micrometer kan, ipin ogorun awọn ọta ti o wa ni oju jẹ kekere pupọ ni akawe si nọmba lapapọ ti awọn ọta ninu ohun elo naa. Awọn ohun-ini ti o yatọ ati ti o ṣe pataki ti awọn ẹwẹ titobi jẹ apakan nitori awọn aaye ti dada ti ohun elo ti n ṣakoso awọn ohun-ini ni dipo awọn ohun-ini olopobobo. Fun apẹẹrẹ, atunse ti bàbà olopobobo waye pẹlu gbigbe awọn ọta/awọn iṣupọ bàbà ni iwọn iwọn 50 nm. Awọn ẹwẹ titobi Ejò ti o kere ju 50 nm ni a gba awọn ohun elo lile nla ti ko ṣe afihan ailagbara kanna ati ductility bi bàbà olopobobo. Iyipada ninu awọn ohun-ini kii ṣe iwunilori nigbagbogbo. Awọn ohun elo Ferroelectric ti o kere ju 10 nm le yipada itọsọna magnetization wọn nipa lilo agbara iwọn otutu yara, ṣiṣe wọn lasan fun ibi ipamọ iranti. Awọn idaduro ti awọn ẹwẹ titobi le ṣee ṣe nitori ibaraenisepo ti dada patiku pẹlu epo jẹ lagbara to lati bori awọn iyatọ ninu iwuwo, eyiti fun awọn patikulu ti o tobi julọ nigbagbogbo ni abajade ninu ohun elo boya rì tabi lilefoofo ninu omi kan. Awọn ẹwẹ titobi ni awọn ohun-ini ti o han airotẹlẹ nitori wọn kere to lati di awọn elekitironi wọn ati ṣe awọn ipa kuatomu. Fun apẹẹrẹ goolu awọn ẹwẹ titobi han pupa jin si dudu ni ojutu. Agbegbe dada nla si ipin iwọn didun dinku awọn iwọn otutu yo ti awọn ẹwẹ titobi. Agbegbe dada ti o ga pupọ si ipin iwọn didun ti awọn ẹwẹ titobi jẹ agbara awakọ fun itankale. Sintering le waye ni awọn iwọn otutu kekere, ni akoko ti o kere ju fun awọn patikulu nla. Eyi ko yẹ ki o kan iwuwo ti ọja ikẹhin, sibẹsibẹ awọn iṣoro ṣiṣan ati ifarahan ti awọn ẹwẹ titobi lati agglomerate le fa awọn ọran. Iwaju awọn ẹwẹ titobi Titanium Dioxide n funni ni ipa-mimọ ti ara ẹni, ati iwọn jẹ nanorange, awọn patikulu ko le rii. Awọn ẹwẹ titobi Zinc Oxide ni awọn ohun-ini idena UV ati pe a ṣafikun si awọn ipara oorun. Awọn ẹwẹ titobi amọ tabi dudu erogba nigba ti a dapọ si awọn matiriki polima mu imudara pọ si, ti o fun wa ni awọn pilasitik ti o lagbara, pẹlu awọn iwọn otutu iyipada gilasi ti o ga. Awọn ẹwẹ titobi wọnyi jẹ lile, wọn si pin awọn ohun-ini wọn si polima. Awọn ẹwẹ ara ti o somọ awọn okun asọ le ṣẹda awọn aṣọ ti o gbọn ati iṣẹ-ṣiṣe.

 

 

 

NANOPHASE CERAMICS: Lilo awọn patikulu nanoscale ni iṣelọpọ awọn ohun elo seramiki a le ni igbakanna ati ilosoke pataki ni agbara mejeeji ati ductility. Awọn ohun elo seramiki Nanophase tun jẹ lilo fun catalysis nitori awọn ipin oke-si-agbegbe wọn ga. Awọn patikulu seramiki Nanophase gẹgẹbi SiC tun lo bi imuduro ninu awọn irin bii matrix aluminiomu.

 

 

 

Ti o ba le ronu ohun elo kan fun nanomanufacturing wulo fun iṣowo rẹ, jẹ ki a mọ ati gba igbewọle wa. A le ṣe apẹrẹ, apẹrẹ, iṣelọpọ, ṣe idanwo ati fi awọn wọnyi ranṣẹ si ọ. A fi iye nla si aabo ohun-ini ọgbọn ati pe o le ṣe awọn eto pataki fun ọ lati rii daju pe awọn apẹrẹ ati awọn ọja rẹ ko ni daakọ. Awọn apẹẹrẹ nanotechnology wa ati awọn onimọ-ẹrọ nanomanufacturing jẹ diẹ ninu awọn ti o dara julọ ni Agbaye ati pe wọn jẹ eniyan kanna ti o ṣe idagbasoke diẹ ninu awọn ẹrọ ilọsiwaju ti agbaye julọ ati ti o kere julọ.