التصنيع النانوي / التصنيع النانوي

يتم إنتاج أجزاء ومنتجات مقياس طول النانومتر باستخدام NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. لا تزال هذه المنطقة في مهدها ، لكنها تحمل وعودًا كبيرة للمستقبل. الأجهزة المصممة جزيئيًا والأدوية والأصباغ ... إلخ. يجري تطويرها ونحن نعمل مع شركائنا للبقاء في صدارة المنافسة. فيما يلي بعض المنتجات المتاحة تجاريًا التي نقدمها حاليًا:

 

 

 

أنابيب الكربون النانوية

 

الجسيمات النانوية

 

سيراميك النانو

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT  للمطاط والبوليمرات

 

NANOCOMPOSITES in كرات التنس ومضارب البيسبول والدراجات النارية والدراجات

 

MAGNETIC NANOPARTICLES  لتخزين البيانات

 

NANOPARTICLE catalytic المحولات

 

 

 

قد تكون المواد النانوية أيًا من الأنواع الأربعة ، أي المعادن أو السيراميك أو البوليمرات أو المواد المركبة. بشكل عام ،  NANOSTRUCTURES  هي أقل من 100 نانومتر.

 

 

 

نتبع في التصنيع النانوي أحد طريقتين. على سبيل المثال ، في نهجنا من أعلى إلى أسفل ، نأخذ رقاقة سيليكون ، ونستخدم الطباعة الحجرية وطرق الحفر الرطب والجاف لإنشاء معالجات دقيقة وأجهزة استشعار وتحقيقات. من ناحية أخرى ، في نهجنا التصاعدي في التصنيع النانوي ، نستخدم الذرات والجزيئات لبناء أجهزة صغيرة. قد تشهد بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تظهرها المادة تغيرات شديدة مع اقتراب حجم الجسيمات من الأبعاد الذرية. قد تصبح المواد المعتمة في حالتها العيانية شفافة في مقياسها النانوي. قد تصبح المواد المستقرة كيميائيًا في الماكروستات قابلة للاحتراق بمقياسها النانوي وقد تصبح المواد العازلة كهربائياً موصلات. حاليًا ما يلي من بين المنتجات التجارية التي يمكننا تقديمها:

 

 

 

أجهزة الأنابيب النانوية الكربونية (CNT) / الأنابيب النانوية: يمكننا تصور الأنابيب النانوية الكربونية كأشكال أنبوبية من الجرافيت يمكن من خلالها إنشاء أجهزة نانوية. يمكن استخدام الأمراض القلبية الوعائية واستئصال الجرافيت بالليزر وتفريغ قوس الكربون لإنتاج أجهزة الأنابيب النانوية الكربونية. يتم تصنيف الأنابيب النانوية على أنها أنابيب نانوية أحادية الجدار (SWNTs) وأنابيب نانوية متعددة الجدران (MWNTs) ويمكن أن تكون مخدرة بعناصر أخرى. الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) عبارة عن أجزاء متآصلة من الكربون ذات بنية نانوية يمكن أن يكون لها نسبة طول إلى قطر أكبر من 10000000 وتصل إلى 40000000 أو أعلى. تتمتع جزيئات الكربون الأسطوانية هذه بخصائص تجعلها مفيدة في التطبيقات في مجال تكنولوجيا النانو والإلكترونيات والبصريات والهندسة المعمارية وغيرها من مجالات علم المواد. إنها تظهر قوة غير عادية وخصائص كهربائية فريدة ، وهي موصلات فعالة للحرارة. الأنابيب النانوية وكرات بوكي الكروية هي أعضاء في عائلة الفوليرين الهيكلية. عادةً ما يكون للأنبوب النانوي الأسطواني طرف واحد على الأقل مُغطى بنصف كروي من هيكل كرة بوكي. يُشتق اسم الأنبوب النانوي من حجمه ، لأن قطر الأنبوب النانوي في حدود بضعة نانومترات ، وبأطوال لا تقل عن عدة مليمترات. يتم وصف طبيعة الترابط بين الأنابيب النانوية بواسطة التهجين المداري. يتكون الترابط الكيميائي للأنابيب النانوية بالكامل من روابط sp2 ، على غرار روابط الجرافيت. هيكل الترابط هذا أقوى من روابط sp3 الموجودة في الماس ، ويوفر للجزيئات قوتها الفريدة. تصطف الأنابيب النانوية بشكل طبيعي في الحبال التي تربطها قوى فان دير فالس. تحت الضغط العالي ، يمكن للأنابيب النانوية أن تندمج معًا ، وتداول بعض سندات sp2 لسندات sp3 ، مما يتيح إمكانية إنتاج أسلاك قوية غير محدودة الطول من خلال ربط الأنابيب النانوية عالية الضغط. إن قوة ومرونة الأنابيب النانوية الكربونية تجعلها ذات فائدة محتملة في التحكم في الهياكل النانوية الأخرى. تم إنتاج الأنابيب النانوية أحادية الجدار مع قوة شد تتراوح بين 50 و 200 جيجا باسكال ، وهذه القيم هي تقريبًا ترتيب من حيث الحجم أكبر من ألياف الكربون. تكون قيم معامل المرونة في حدود 1 Tetrapascal (1000 GPa) مع سلالات الكسر بين حوالي 5٪ إلى 20٪. تجعلنا الخصائص الميكانيكية البارزة للأنابيب النانوية الكربونية نستخدمها في الملابس القاسية والسترات الرياضية والسترات القتالية. تتمتع الأنابيب النانوية الكربونية بقوة مماثلة للماس ، ويتم نسجها في الملابس لصنع ملابس مقاومة للطعن والرصاص. من خلال ربط جزيئات CNT قبل التضمين في مصفوفة بوليمر ، يمكننا تكوين مادة مركبة فائقة القوة. يمكن أن يتمتع مركب CNT هذا بقوة شد تصل إلى 20 مليون رطل لكل بوصة مربعة (138 جيجا باسكال) ، مما أحدث ثورة في التصميم الهندسي حيث يتطلب وزنًا منخفضًا وقوة عالية. تكشف الأنابيب النانوية الكربونية أيضًا عن آليات توصيل حالية غير عادية. اعتمادًا على اتجاه الوحدات السداسية في مستوى الجرافين (أي جدران الأنبوب) مع محور الأنبوب ، قد تتصرف الأنابيب النانوية الكربونية إما كمعادن أو أشباه موصلات. كموصلات ، تتمتع الأنابيب النانوية الكربونية بقدرة عالية جدًا على حمل التيار الكهربائي. قد تكون بعض الأنابيب النانوية قادرة على حمل كثافات حالية تزيد عن 1000 ضعف كثافة الفضة أو النحاس. تعمل الأنابيب النانوية الكربونية المدمجة في البوليمرات على تحسين قدرتها على تفريغ الكهرباء الساكنة. هذا له تطبيقات في خطوط وقود السيارات والطائرات وإنتاج صهاريج تخزين الهيدروجين للمركبات التي تعمل بالهيدروجين. لقد أظهرت الأنابيب النانوية الكربونية أنها تظهر رنينًا قويًا للإلكترون والفونون ، مما يشير إلى أنه في ظل ظروف معينة لتحيز التيار المباشر (DC) وظروف تعاطي المنشطات ، يتأرجح التيار وسرعة الإلكترون المتوسطة ، بالإضافة إلى تركيز الإلكترون على الأنبوب عند ترددات تيراهيرتز. يمكن استخدام هذه الرنين لإنشاء مصادر أو أجهزة استشعار التيراهيرتز. تم عرض الترانزستورات ودوائر الذاكرة المتكاملة للأنابيب النانوية. تُستخدم الأنابيب النانوية الكربونية كسفينة لنقل الأدوية إلى الجسم. يسمح الأنبوب النانوي بتخفيض جرعة الدواء عن طريق تحديد توزيعها. هذا أيضًا قابل للتطبيق اقتصاديًا بسبب الكميات المنخفضة من الأدوية المستخدمة .. يمكن أن يكون الدواء إما متصلًا بجانب الأنبوب النانوي أو متخلفًا ، أو يمكن وضع الدواء بالفعل داخل الأنبوب النانوي. الأنابيب النانوية السائبة عبارة عن كتلة من شظايا غير منظمة من الأنابيب النانوية. قد لا تصل مواد الأنابيب النانوية السائبة إلى قوة شد مماثلة لتلك الموجودة في الأنابيب الفردية ، ولكن هذه المركبات قد تعطي مع ذلك قوة كافية للعديد من التطبيقات. يتم استخدام الأنابيب النانوية الكربونية السائبة كألياف مركبة في البوليمرات لتحسين الخواص الميكانيكية والحرارية والكهربائية للمنتج السائب. يتم النظر في الأفلام الشفافة الموصلة للأنابيب النانوية الكربونية لتحل محل أكسيد قصدير الإنديوم (ITO). تعتبر أفلام الأنابيب النانوية الكربونية أكثر قوة من الناحية الميكانيكية من أفلام ITO ، مما يجعلها مثالية لشاشات اللمس عالية الموثوقية والشاشات المرنة. الأحبار المائية القابلة للطباعة لأغشية الأنابيب النانوية الكربونية مرغوبة لتحل محل ITO. تظهر أفلام الأنابيب النانوية واعدة للاستخدام في شاشات أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة وأجهزة الصراف الآلي ... إلخ. تم استخدام الأنابيب النانوية لتحسين المكثفات الفائقة. يحتوي الفحم المنشط المستخدم في المكثفات الفائقة التقليدية على العديد من المساحات المجوفة الصغيرة مع توزيع الأحجام ، مما يؤدي معًا إلى إنشاء سطح كبير لتخزين الشحنات الكهربائية. ومع ذلك ، نظرًا لتكميم الشحنة في الشحنات الأولية ، أي الإلكترونات ، وكل منها يحتاج إلى مساحة دنيا ، فإن جزءًا كبيرًا من سطح القطب غير متاح للتخزين لأن الفراغات المجوفة صغيرة جدًا. مع الأقطاب الكهربائية المصنوعة من الأنابيب النانوية ، تم التخطيط للمساحات لتناسب الحجم ، مع وجود عدد قليل منها كبير جدًا أو صغير جدًا ، وبالتالي يمكن زيادة السعة. تستخدم الخلية الشمسية المطورة مركبًا من الأنابيب النانوية الكربونية ، مصنوعًا من الأنابيب النانوية الكربونية جنبًا إلى جنب مع كرات صغيرة من الكربون (تسمى أيضًا الفوليرين) لتشكيل هياكل تشبه الثعابين. تحاصر كرات بوكي الإلكترونات ، لكنها لا تجعل الإلكترونات تتدفق. عندما يثير ضوء الشمس البوليمرات ، تلتقط كرات البكي الإلكترونات. ستتمكن الأنابيب النانوية ، التي تتصرف مثل الأسلاك النحاسية ، من جعل الإلكترونات أو التيار يتدفق.

 

 

 

الجسيمات النانوية: يمكن اعتبار الجسيمات النانوية جسرًا بين المواد السائبة والتركيبات الذرية أو الجزيئية. تتمتع المادة الكتلية عمومًا بخصائص فيزيائية ثابتة طوال الوقت بغض النظر عن حجمها ، ولكن على المقياس النانوي ، غالبًا ما لا يكون هذا هو الحال. لوحظت الخصائص المعتمدة على الحجم مثل الحبس الكمي في جزيئات أشباه الموصلات ، ورنين البلازمون السطحي في بعض الجسيمات المعدنية والمغناطيسية الفائقة في المواد المغناطيسية. تتغير خصائص المواد حيث يتم تقليل حجمها إلى المقياس النانوي وعندما تصبح نسبة الذرات الموجودة على السطح مهمة. بالنسبة للمواد ذات الحجم الأكبر من الميكرومتر ، تكون النسبة المئوية للذرات الموجودة على السطح صغيرة جدًا مقارنة بإجمالي عدد الذرات في المادة. تعود الخصائص المختلفة والمتميزة للجسيمات النانوية جزئيًا إلى جوانب سطح المادة التي تهيمن على الخصائص بدلاً من خصائص الكتلة. على سبيل المثال ، يحدث انحناء الكتلة النحاسية مع حركة ذرات / عناقيد النحاس بمقياس 50 نانومتر تقريبًا. تعتبر جسيمات النحاس النانوية الأصغر من 50 نانومتر من المواد فائقة الصلابة التي لا تظهر نفس القابلية للتطويع والليونة مثل النحاس السائب. التغيير في الخصائص ليس مرغوبًا دائمًا. يمكن للمواد الفيروكهربائية الأصغر من 10 نانومتر تبديل اتجاه مغنطيتها باستخدام الطاقة الحرارية في درجة حرارة الغرفة ، مما يجعلها عديمة الفائدة لتخزين الذاكرة. معلقات الجسيمات النانوية ممكنة لأن تفاعل سطح الجسيم مع المذيب قوي بما يكفي للتغلب على الاختلافات في الكثافة ، والتي عادة ما ينتج عنها بالنسبة للجسيمات الأكبر حجمًا إما غرق أو تطفو في سائل. تتمتع الجسيمات النانوية بخصائص مرئية غير متوقعة لأنها صغيرة بما يكفي لتقييد إلكتروناتها وتنتج تأثيرات كمومية. على سبيل المثال ، تظهر جزيئات الذهب النانوية باللون الأحمر الغامق إلى الأسود في المحلول. تقلل مساحة السطح الكبيرة إلى نسبة الحجم من درجات حرارة انصهار الجسيمات النانوية. تعد مساحة السطح العالية جدًا لنسبة الحجم للجسيمات النانوية قوة دافعة للانتشار. يمكن أن يحدث التلبيد في درجات حرارة منخفضة ، في وقت أقل من الجسيمات الكبيرة. لا ينبغي أن يؤثر هذا على كثافة المنتج النهائي ، ولكن صعوبات التدفق وميل الجسيمات النانوية إلى التكتل يمكن أن يسبب مشاكل. إن وجود جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية يضفي تأثير التنظيف الذاتي ، ولا يمكن رؤية الجسيمات بالحجم النانوي. تتمتع جزيئات أكسيد الزنك النانوية بخصائص تمنع الأشعة فوق البنفسجية وتضاف إلى المستحضرات الواقية من الشمس. تزيد جسيمات الطين النانوية أو أسود الكربون عند دمجها في مصفوفات البوليمر من التعزيز ، مما يوفر لنا مواد بلاستيكية أقوى ، مع درجات حرارة انتقال زجاجية أعلى. هذه الجسيمات النانوية صلبة ، وتنقل خصائصها إلى البوليمر. يمكن للجسيمات النانوية المرتبطة بألياف النسيج أن تخلق ملابس ذكية وعملية.

 

 

 

سيراميك النانو: باستخدام الجسيمات النانوية في إنتاج مواد السيراميك ، يمكننا تحقيق زيادة متزامنة وكبيرة في كل من القوة والليونة. تُستخدم سيراميك الطور النانوي أيضًا في التحفيز بسبب نسب سطح إلى مساحة عالية. تُستخدم أيضًا جزيئات السيراميك النانوية مثل SiC كتعزيز في المعادن مثل مصفوفة الألومنيوم.

 

 

 

إذا كان بإمكانك التفكير في تطبيق خاص بالتصنيع النانوي مفيد لعملك ، فأخبرنا واستقبل مدخلاتنا. يمكننا تصميمها ونمذجتها وتصنيعها واختبارها وتسليمها لك. نضع قيمة كبيرة في حماية الملكية الفكرية ويمكننا اتخاذ ترتيبات خاصة لك لضمان عدم نسخ تصميماتك ومنتجاتك. يعد مصممو تكنولوجيا النانو ومهندسو التصنيع النانويون لدينا من بين الأفضل في العالم وهم نفس الأشخاص الذين طوروا بعضًا من أكثر الأجهزة تقدمًا وأصغرها في العالم.