Nanoskaal Vervaardiging / Nano Manufacturing

Ons skaalonderdele en -produkte van nanometerlengte word vervaardig deur gebruik te maak van NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Hierdie gebied is nog in sy kinderskoene, maar hou groot beloftes vir die toekoms in. Molekulêr gemanipuleerde toestelle, medisyne, pigmente ... ens. ontwikkel word en ons werk saam met ons vennote om voor die kompetisie te bly. Die volgende is van die kommersieel beskikbare produkte wat ons tans aanbied:

 

 

 

KOOLSTOF NANOBUISE

 

NANOPARTIKELS

 

NANOFASE KERAMIEK

 

CARBON BLACK VERINFORCEMENT vir rubber en polimere

 

NANOCOMPOSITES in tennisballe, bofbalkolwe, motorfietse en fietse

 

MAGNETIESE NANOPARTICLES vir databerging

 

NANOPARTICLE katalitiese omsetters

 

 

 

Nanomateriale kan enige een van die vier tipes wees, naamlik metale, keramiek, polimere of komposiete. Oor die algemeen is NANOSTRUCTURES  minder as 100 nanometer.

 

 

 

In nanovervaardiging volg ons een van twee benaderings. As 'n voorbeeld, in ons bo-na-onder-benadering neem ons 'n silikonwafel, gebruik litografie, nat- en droë-etsmetodes om klein mikroverwerkers, sensors, probes te bou. Aan die ander kant, in ons bottom-up nanovervaardigingsbenadering gebruik ons atome en molekules om klein toestelle te bou. Sommige van die fisiese en chemiese kenmerke wat deur materie vertoon word, kan uiterste veranderinge ervaar namate deeltjiegrootte atoomafmetings nader. Ondeursigtige materiale in hul makroskopiese toestand kan deursigtig word in hul nanoskaal. Materiale wat chemies stabiel is in makrotoestand kan brandbaar word in hul nanoskaal en elektries isolerende materiale kan geleiers word. Tans is die volgende van die kommersiële produkte wat ons kan aanbied:

 

 

 

KOOLSTOF NANOBUIS (CNT) TOESTELLE / NANOBUIS: Ons kan koolstof nanobuise visualiseer as buisvormige vorms van grafiet waaruit nanoskaal toestelle gekonstrueer kan word. CVD, laserablasie van grafiet, koolstofboogontlading kan gebruik word om koolstofnanobuistoestelle te vervaardig. Nanobuise word gekategoriseer as enkelwandige nanobuise (SWNTs) en multi-walled nanobuise (MWNTs) en kan met ander elemente gedoteer word. Koolstof-nanobuise (CNT's) is allotrope van koolstof met 'n nanostruktuur wat 'n lengte-tot-deursnee-verhouding groter as 10 000 000 en so hoog as 40 000 000 en selfs hoër kan hê. Hierdie silindriese koolstofmolekules het eienskappe wat hulle potensieel bruikbaar maak in toepassings in nanotegnologie, elektronika, optika, argitektuur en ander velde van materiaalwetenskap. Hulle vertoon buitengewone sterkte en unieke elektriese eienskappe, en is doeltreffende geleiers van hitte. Nanobuise en sferiese bokballetjies is lede van die fullereen-struktuurfamilie. Die silindriese nanobuis het gewoonlik ten minste een punt wat bedek is met 'n halfrond van die bokbalstruktuur. Die naam nanobuis is afgelei van sy grootte, aangesien die deursnee van 'n nanobuis in die orde van 'n paar nanometer is, met lengtes van ten minste 'n paar millimeter. Die aard van die binding van 'n nanobuis word beskryf deur orbitale hibridisasie. Die chemiese binding van nanobuise bestaan geheel en al uit sp2-bindings, soortgelyk aan dié van grafiet. Hierdie bindingstruktuur is sterker as die sp3-bindings wat in diamante voorkom, en voorsien die molekules van hul unieke sterkte. Nanobuise pas hulself natuurlik in toue wat deur Van der Waals-kragte bymekaar gehou word. Onder hoë druk kan nanobuise saamsmelt en sommige sp2-bindings vir sp3-bindings verhandel, wat die moontlikheid bied om sterk, onbeperkte lengte drade te produseer deur hoëdruk nanobuiskoppeling. Die sterkte en buigsaamheid van koolstofnanobuise maak hulle van potensiële gebruik in die beheer van ander nanoskaalstrukture. Enkelwandige nanobuise met treksterktes tussen 50 en 200 GPa is vervaardig, en hierdie waardes is ongeveer 'n orde van grootte groter as vir koolstofvesels. Elastiese moduluswaardes is in die orde van 1 Tetrapascal (1000 GPa) met breukvervormings tussen ongeveer 5% tot 20%. Die uitstaande meganiese eienskappe van die koolstof-nanobuise maak dat ons dit in taai klere en sporttoerusting, gevegsbaadjies, gebruik. Koolstof-nanobuise het 'n sterkte wat vergelykbaar is met diamant, en hulle word in klere geweef om steekvaste en koeëlvaste klere te skep. Deur CNT-molekules te kruis voordat dit in 'n polimeermatriks ingewerk word, kan ons 'n superhoësterkte saamgestelde materiaal vorm. Hierdie CNT-komposiet kan 'n treksterkte in die orde van 20 miljoen psi (138 GPa) hê, 'n rewolusie in ingenieursontwerp waar lae gewig en hoë sterkte vereis word. Koolstof-nanobuise openbaar ook ongewone stroomgeleidingsmeganismes. Afhangende van die oriëntasie van die seskantige eenhede in die grafeenvlak (dws buiswande) met die buis-as, kan die koolstofnanobuise óf as metale óf as halfgeleiers gedra. As geleiers het koolstofnanobuise baie hoë elektriese stroomdravermoë. Sommige nanobuise kan dalk stroomdigthede meer as 1000 keer dié van silwer of koper dra. Koolstof-nanobuise wat in polimere opgeneem is, verbeter hul statiese elektrisiteit-ontladingsvermoë. Dit het toepassings in motor- en vliegtuigbrandstoflyne en die produksie van waterstofopgaartenks vir waterstofaangedrewe voertuie. Koolstof-nanobuise het getoon dat hulle sterk elektron-fonon-resonansies vertoon, wat aandui dat onder sekere gelykstroom (DC) voorspanning en dopingstoestande hul stroom en die gemiddelde elektronsnelheid, sowel as die elektronkonsentrasie op die buis ossilleer by terahertz-frekwensies. Hierdie resonansies kan gebruik word om terahertz-bronne of sensors te maak. Transistors en nanobuis-geïntegreerde geheuestroombane is gedemonstreer. Die koolstof nanobuise word gebruik as 'n houer vir die vervoer van dwelms in die liggaam. Die nanobuis laat toe dat die geneesmiddeldosis verlaag word deur die verspreiding daarvan te lokaliseer. Dit is ook ekonomies lewensvatbaar as gevolg van laer hoeveelhede dwelms wat gebruik word. Die middel kan óf aan die kant van die nanobuis geheg word óf agter gesleep word, óf die middel kan eintlik binne die nanobuis geplaas word. Grootmaat nanobuise is 'n massa taamlik ongeorganiseerde fragmente van nanobuise. Grootmaat nanobuismateriale bereik dalk nie treksterktes soortgelyk aan dié van individuele buise nie, maar sulke samestellings kan nietemin sterktes lewer wat voldoende is vir baie toepassings. Grootmaat koolstofnanobuise word as saamgestelde vesels in polimere gebruik om die meganiese, termiese en elektriese eienskappe van die grootmaatproduk te verbeter. Deursigtige, geleidende films van koolstofnanobuise word oorweeg om indiumtinoksied (ITO) te vervang. Koolstof-nanobuisfilms is meganies meer robuust as ITO-films, wat hulle ideaal maak vir hoëbetroubare raakskerms en buigsame skerms. Drukbare watergebaseerde ink van koolstofnanobuisfilms word verlang om ITO te vervang. Nanobuis-films toon belofte vir gebruik in uitstallings vir rekenaars, selfone, OTM'e ... ens. Nanobuise is gebruik om ultrakapasitors te verbeter. Die geaktiveerde houtskool wat in konvensionele ultrakapasitors gebruik word, het baie klein hol spasies met 'n verspreiding van groottes, wat saam 'n groot oppervlak skep om elektriese ladings te stoor. Aangesien lading egter gekwantifiseer word in elementêre ladings, dws elektrone, en elkeen hiervan benodig 'n minimum spasie, is 'n groot fraksie van die elektrode-oppervlak nie beskikbaar vir berging nie omdat die hol spasies te klein is. Met elektrodes wat van nanobuise gemaak word, word beplan om die spasies volgens grootte aangepas te word, met slegs 'n paar wat te groot of te klein is en gevolglik die kapasiteit wat vergroot moet word. 'n Sonsel wat ontwikkel is, gebruik 'n koolstofnanobuiskompleks, gemaak van koolstofnanobuise gekombineer met klein koolstofbokballetjies (ook genoem Fullerenes) om slangagtige strukture te vorm. Buckyballs vang elektrone vas, maar hulle kan nie elektrone laat vloei nie. Wanneer sonlig die polimere prikkel, gryp die buckyballs die elektrone. Nanobuise, wat soos koperdrade optree, sal dan die elektrone of stroom kan laat vloei.

 

 

 

NANOPARTIKELS: Nanopartikels kan beskou word as 'n brug tussen grootmaatmateriaal en atoom- of molekulêre strukture. 'n Grootmaatmateriaal het oor die algemeen konstante fisiese eienskappe deurgaans, ongeag die grootte daarvan, maar op die nanoskaal is dit dikwels nie die geval nie. Grootte-afhanklike eienskappe word waargeneem soos kwantumbeperking in halfgeleierdeeltjies, oppervlakplasmonresonansie in sommige metaaldeeltjies en superparamagnetisme in magnetiese materiale. Eienskappe van materiale verander namate hul grootte tot nanoskaal verminder word en namate die persentasie atome op die oppervlak beduidend word. Vir grootmaatmateriaal groter as 'n mikrometer is die persentasie atome aan die oppervlak baie klein in vergelyking met die totale aantal atome in die materiaal. Die verskillende en uitstaande eienskappe van nanopartikels is deels te danke aan die aspekte van die oppervlak van die materiaal wat die eienskappe oorheers in plaas van die grootmaat eienskappe. Byvoorbeeld, die buiging van grootmaat koper vind plaas met beweging van koperatome/klusters op ongeveer die 50 nm skaal. Koper-nanopartikels kleiner as 50 nm word as superharde materiale beskou wat nie dieselfde smeebaarheid en rekbaarheid as grootmaatkoper vertoon nie. Die verandering in eiendomme is nie altyd wenslik nie. Ferro-elektriese materiale kleiner as 10 nm kan hul magnetiseringsrigting verander deur gebruik te maak van kamertemperatuur termiese energie, wat hulle nutteloos maak vir geheueberging. Suspensies van nanopartikels is moontlik omdat die interaksie van die deeltjieoppervlak met die oplosmiddel sterk genoeg is om verskille in digtheid te oorkom, wat vir groter deeltjies gewoonlik daartoe lei dat 'n materiaal óf sink óf in 'n vloeistof dryf. Nanopartikels het onverwagte sigbare eienskappe omdat hulle klein genoeg is om hul elektrone te beperk en kwantumeffekte te produseer. Goue nanopartikels lyk byvoorbeeld dieprooi tot swart in oplossing. Die groot oppervlakte tot volume verhouding verminder die smelttemperature van nanopartikels. Die baie hoë oppervlakte tot volume verhouding van nanopartikels is 'n dryfkrag vir diffusie. Sintering kan by laer temperature plaasvind, in minder tyd as vir groter deeltjies. Dit behoort nie die digtheid van die finale produk te beïnvloed nie, maar vloeiprobleme en die neiging van nanopartikels om te agglomereer kan probleme veroorsaak. Die teenwoordigheid van titaniumdioksied nanopartikels verleen 'n selfreinigende effek, en die grootte is nano-reeks, die deeltjies kan nie gesien word nie. Sinkoksied nanopartikels het UV-blokkerende eienskappe en word by sonskermroom gevoeg. Nanopartikels van klei of koolstofswart wanneer dit in polimeermatrikse ingewerk word, verhoog versterking, wat ons sterker plastiek bied, met hoër glasoorgangstemperature. Hierdie nanopartikels is hard en gee hul eienskappe aan die polimeer. Nanopartikels wat aan tekstielvesels geheg is, kan slim en funksionele klere skep.

 

 

 

NANOFASE KERAMIEK: Deur deeltjies op nanoskaal in die vervaardiging van keramiekmateriaal te gebruik, kan ons gelyktydige en groot toename in sterkte en rekbaarheid hê. Nanofase-keramiek word ook vir katalise gebruik as gevolg van hul hoë oppervlak-tot-area-verhoudings. Nanofase keramiekdeeltjies soos SiC word ook as versterking in metale soos aluminiummatriks gebruik.

 

 

 

As jy kan dink aan 'n toepassing vir nanovervaardiging wat nuttig is vir jou besigheid, laat weet ons en ontvang ons insette. Ons kan dit ontwerp, prototipeer, vervaardig, toets en aan jou lewer. Ons plaas groot waarde in die beskerming van intellektuele eiendom en kan spesiale reëlings vir jou tref om te verseker dat jou ontwerpe en produkte nie gekopieer word nie. Ons nanotegnologie-ontwerpers en nanovervaardigingsingenieurs is van die beste ter wêreld en hulle is dieselfde mense wat van die wêreld se mees gevorderde en kleinste toestelle ontwikkel het.