Нанамаштабная вытворчасць / Нанавытворчасць

Нашы дэталі і прадукты ў нанаметровым маштабе вырабляюцца з дапамогай NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Гэтая сфера яшчэ знаходзіцца ў зачаткавым стане, але мае вялікія перспектывы на будучыню. Малекулярна распрацаваныя прылады, лекі, пігменты… і г.д. распрацоўваюцца, і мы працуем з нашымі партнёрамі, каб апярэджваць канкурэнтаў. Вось некаторыя з камерцыйна даступных прадуктаў, якія мы зараз прапануем:

 

 

 

Вугляродныя нанатрубкі

 

НАНАЧАСЦІЦЫ

 

НАНАФАЗНАЯ КЕРАМІКА

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT для гумы і палімераў

 

NANOCOMPOSITES in тэнісныя мячы, бейсбольныя біты, матацыклы і ровары

 

МАГНІТНЫЯ НАНАЧАСЦІЦЫ для захоўвання даных

 

NANOPARTICLE каталізатары

 

 

 

Нанаматэрыялы могуць быць любога з чатырох тыпаў, а менавіта металаў, керамікі, палімераў або кампазітаў. Як правіла,  NANOSTRUCTURES  менш за 100 нанаметраў.

 

 

 

У нанавытворчасці мы выкарыстоўваем адзін з двух падыходаў. У якасці прыкладу ў нашым падыходзе зверху ўніз мы бярэм крамянёвую пласціну, выкарыстоўваем метады літаграфіі, мокрага і сухога тручэння для стварэння малюсенькіх мікрапрацэсараў, датчыкаў, зондаў. З іншага боку, у нашым падыходзе да нанавытворчасці знізу ўверх мы выкарыстоўваем атамы і малекулы для стварэння малюсенькіх прылад. Некаторыя фізічныя і хімічныя характарыстыкі матэрыі могуць моцна змяняцца, калі памер часціц набліжаецца да атамных. Непразрыстыя матэрыялы ў макраскапічным стане могуць стаць празрыстымі ў нанамаштабе. Матэрыялы, якія з'яўляюцца хімічна стабільнымі ў макрастане, могуць стаць гаручымі ў сваім нанаразмеры, а электраізаляцыйныя матэрыялы могуць стаць праваднікамі. У цяперашні час мы можам прапанаваць наступныя камерцыйныя прадукты:

 

 

 

ПРЫЛАДЫ / НАНАТРУБкі з вугляродных нанатрубак (УНТ): мы можам уявіць вугляродныя нанатрубкі як трубчастыя формы графіту, з якіх можна ствараць нанаразмерныя прылады. CVD, лазерная абляцыя графіту, вугляродна-дугавы разрад могуць быць выкарыстаны для вытворчасці прылад з вугляродных нанатрубак. Нанатрубкі класіфікуюцца як аднасценныя нанатрубкі (ОСНТ) і шматслойныя нанатрубкі (МНТ) і могуць легіравацца іншымі элементамі. Вугляродныя нанатрубкі (ВНТ) - гэта алатропы вугляроду з нанаструктурай, якая можа мець стаўленне даўжыні да дыяметра больш за 10 000 000 да 40 000 000 і нават вышэй. Гэтыя цыліндрычныя малекулы вугляроду валодаюць уласцівасцямі, якія робяць іх патэнцыяльна карыснымі ў нанатэхналогіях, электроніцы, оптыцы, архітэктуры і іншых галінах матэрыялазнаўства. Яны дэманструюць надзвычайную трываласць і унікальныя электрычныя ўласцівасці, а таксама з'яўляюцца эфектыўнымі праваднікамі цяпла. Нанатрубкі і сферычныя бакіболы з'яўляюцца членамі структурнага сямейства фулерэнаў. Цыліндрычная нанатрубка звычайна мае па меншай меры адзін канец, закрыты паўсферай структуры бакібола. Назва нанатрубкі паходзіць ад яе памеру, бо дыяметр нанатрубкі складае некалькі нанаметраў, а даўжыня - не менш за некалькі міліметраў. Прырода злучэння нанатрубкі апісваецца арбітальнай гібрыдызацыі. Хімічная сувязь нанатрубак цалкам складаецца з сувязей sp2, падобных да сувязяў графіту. Гэтая структура сувязі мацнейшая за сувязі sp3, якія сустракаюцца ў алмазах, і забяспечвае малекулам іх унікальную трываласць. Нанатрубкі натуральным чынам выраўноўваюцца ў вяроўкі, якія ўтрымліваюцца сіламі Ван-дэр-Ваальса. Пад высокім ціскам нанатрубкі могуць злівацца разам, абменьваючы некаторыя сувязі sp2 на сувязі sp3, што дае магчымасць вырабляць моцныя правады неабмежаванай даўжыні праз злучэнне нанатрубак пад высокім ціскам. Трываласць і гнуткасць вугляродных нанатрубак робіць іх патэнцыяльнымі для кіравання іншымі нанапамернымі структурамі. Былі выраблены аднасценныя нанатрубкі з трываласцю на разрыў ад 50 да 200 ГПа, і гэтыя значэнні прыкладна на парадак большыя, чым для вугляродных валокнаў. Значэнні модуля пругкасці складаюць парадку 1 тэтрапаскаля (1000 ГПа) з дэфармацыямі разбурэння ад 5% да 20%. Выдатныя механічныя ўласцівасці вугляродных нанатрубак прымушаюць выкарыстоўваць іх у жорсткай вопратцы і спартыўнай экіпіроўцы, баявых куртках. Вугляродныя нанатрубкі валодаюць трываласцю, параўнальнай з алмазам, і яны ўплятаюцца ў вопратку для стварэння непранікальнай і куленепрабівальнай адзення. Шляхам сшывання малекул УНТ да ўключэння ў палімерную матрыцу мы можам сфармаваць звыштрывалы кампазітны матэрыял. Гэты кампазіт CNT можа мець трываласць на расцяжэнне парадку 20 мільёнаў фунтаў на квадратны цаля (138 ГПа), рэвалюцыянізуючы інжынерны дызайн, дзе патрабуецца малая вага і высокая трываласць. Вугляродныя нанатрубкі выяўляюць таксама незвычайныя механізмы правядзення току. У залежнасці ад арыентацыі шасцікутных блокаў у плоскасці графена (г.зн. сценак трубкі) з воссю трубкі, вугляродныя нанатрубкі могуць паводзіць сябе як металы або паўправаднікі. Як праваднікі вугляродныя нанатрубкі валодаюць вельмі высокай здольнасцю праводзіць электрычны ток. Некаторыя нанатрубкі могуць быць здольныя пераносіць шчыльнасць току больш чым у 1000 разоў, чым срэбра або медзь. Вугляродныя нанатрубкі, уключаныя ў палімеры, паляпшаюць іх здольнасць да разраду статычнай электрычнасці. Гэта знаходзіць прымяненне ў паліўных магістралях аўтамабіляў і самалётаў і вытворчасці рэзервуараў для захоўвання вадароду для транспартных сродкаў, якія працуюць на вадародзе. Было паказана, што вугляродныя нанатрубкі дэманструюць моцны электрон-фононны рэзананс, які сведчыць аб тым, што пры пэўных умовах пастаяннага току (DC) і легіраванні іх ток і сярэдняя хуткасць электронаў, а таксама канцэнтрацыя электронаў на трубцы вагаюцца на тэрагерцавых частотах. Гэтыя рэзанансы можна выкарыстоўваць для стварэння тэрагерцавых крыніц або датчыкаў. Былі прадэманстраваны транзістары і інтэгральныя схемы памяці з нанатрубкі. Вугляродныя нанатрубкі выкарыстоўваюцца ў якасці пасудзіны для транспарціроўкі лекаў у арганізм. Нанатрубка дазваляе знізіць дазоўку прэпарата за кошт лакалізацыі яго размеркавання. Гэта таксама эканамічна выгадна з-за меншай колькасці лекаў, якія выкарыстоўваюцца.. Прэпарат можа быць прымацаваны збоку нанатрубкі або цягнуцца ззаду, або лекі можа быць фактычна змешчана ўнутры нанатрубкі. Масавыя нанатрубкі - гэта маса даволі неарганізаваных фрагментаў нанатрубак. Аб'ёмныя нанатрубкавыя матэрыялы могуць не дасягаць трываласці на разрыў, падобнай да трываласці асобных трубак, але такія кампазіты, тым не менш, могуць мець трываласць, дастатковую для многіх ужыванняў. Аб'ёмныя вугляродныя нанатрубкі выкарыстоўваюцца ў якасці кампазітных валокнаў у палімерах для паляпшэння механічных, цеплавых і электрычных уласцівасцей аб'ёмнага прадукту. Празрыстыя, токаправодныя плёнкі з вугляродных нанатрубак разглядаюцца як замена аксіду індыя-волава (ITO). Плёнкі з вугляродных нанатрубак механічна больш трывалыя, чым плёнкі ITO, што робіць іх ідэальнымі для высоканадзейных сэнсарных экранаў і гнуткіх дысплеяў. Прыдатныя для друку чарніла на воднай аснове плёнак з вугляродных нанатрубак пажадана замяніць ITO. Плёнкі з нанатрубак перспектыўныя для выкарыстання ў дысплеях для камп'ютараў, мабільных тэлефонаў, банкаматаў... і г.д. Нанатрубкі выкарыстоўваліся для паляпшэння ультракандэнсатараў. Актываваны вугаль, які выкарыстоўваецца ў звычайных ультракандэнсатарах, мае мноства невялікіх полых прастор з размеркаваннем па памерах, якія разам ствараюць вялікую паверхню для захоўвання электрычных зарадаў. Аднак, паколькі зарад квантуецца ў элементарныя зарады, г.зн. электроны, і кожнаму з іх патрабуецца мінімальная прастора, вялікая частка паверхні электрода недаступная для захоўвання, таму што полыя прасторы занадта малыя. З электродамі, зробленымі з нанатрубак, прасторы плануецца адаптаваць да памеру, толькі некаторыя з іх будуць занадта вялікімі або занадта малымі, і, такім чынам, ёмістасць будзе павялічана. У распрацаванай сонечнай батарэі выкарыстоўваецца комплекс вугляродных нанатрубак, які складаецца з вугляродных нанатрубак у спалучэнні з малюсенькімі вугляроднымі бакіболамі (таксама званымі фулерэнамі), якія ўтвараюць змеепадобныя структуры. Buckyballs захопліваюць электроны, але яны не могуць прымусіць электроны цячы. Калі сонечнае святло ўзбуджае палімеры, бакіболы захопліваюць электроны. Нанатрубкі, паводзячы сябе як медныя правады, змогуць прымусіць электроны або ток цячы.

 

 

 

НАНАЧАСЦІЦЫ: Наначасціцы можна лічыць мостам паміж аб'ёмнымі матэрыяламі і атамнымі або малекулярнымі структурамі. Аб'ёмны матэрыял звычайна мае нязменныя фізічныя ўласцівасці, незалежна ад яго памеру, але ў нанамаштабе гэта часта не так. Назіраюцца ўласцівасці, якія залежаць ад памеру, напрыклад, квантавае абмежаванне ў часціцах паўправаднікоў, павярхоўны плазмонны рэзананс у часціцах металаў і суперпарамагнетызм у магнітных матэрыялах. Уласцівасці матэрыялаў змяняюцца па меры памяншэння іх памеру да нанамаштабу і па меры таго, як працэнт атамаў на паверхні становіцца значным. Для сыпкіх матэрыялаў памерам больш за мікраметр працэнт атамаў на паверхні вельмі малы ў параўнанні з агульнай колькасцю атамаў у матэрыяле. Розныя і выдатныя ўласцівасці наначасціц часткова абумоўлены асаблівасцямі паверхні матэрыялу, якія дамінуюць над уласцівасцямі замест аб'ёмных. Напрыклад, выгіб аб'ёмнай медзі адбываецца з рухам атамаў/кластэраў медзі ў маштабе каля 50 нм. Наначасціцы медзі памерам менш за 50 нм лічацца звышцвёрдымі матэрыяламі, якія не праяўляюць такой жа падатлівасці і пластычнасці, як масавая медзь. Змяненне уласцівасцяў не заўсёды пажадана. Сегнетоэлектрычныя матэрыялы памерам менш за 10 нм могуць змяняць кірунак намагнічанасці, выкарыстоўваючы цеплавую энергію пакаёвай тэмпературы, што робіць іх бескарыснымі для захоўвання памяці. Завісі наначасціц магчымыя, таму што ўзаемадзеянне паверхні часціцы з растваральнікам дастаткова моцнае, каб пераадолець розніцу ў шчыльнасці, што для больш буйных часціц звычайна прыводзіць да таго, што матэрыял альбо апускаецца, альбо плавае ў вадкасці. Наначасціцы валодаюць нечаканымі бачнымі ўласцівасцямі, таму што яны досыць малыя, каб абмежаваць свае электроны і вырабляць квантавыя эфекты. Напрыклад, наначасціцы золата выглядаюць у растворы ад цёмна-чырвонага да чорнага. Вялікае суадносіны плошчы паверхні і аб'ёму зніжае тэмпературу плаўлення наначасціц. Вельмі высокае стаўленне плошчы паверхні да аб'ёму наначасціц з'яўляецца рухаючай сілай для дыфузіі. Спяканне можа адбывацца пры больш нізкіх тэмпературах за меншы час, чым для больш буйных часціц. Гэта не павінна ўплываць на шчыльнасць канчатковага прадукту, аднак цяжкасці цякучасці і схільнасць наначасціц да агламерацыі могуць выклікаць праблемы. Наяўнасць наначасціц дыяксіду тытана забяспечвае эфект самаачышчэння, а памер часціц нанаранжы не бачны. Наначасціцы аксіду цынку валодаюць уласцівасцю блакіроўкі ультрафіялету і дадаюцца ў сонцаахоўныя ласьёны. Наначасціцы гліны або сажы пры ўключэнні ў палімерныя матрыцы павялічваюць умацаванне, прапаноўваючы нам больш трывалыя пластыкі з больш высокімі тэмпературамі стеклования. Гэтыя наначасціцы цвёрдыя і надаюць свае ўласцівасці палімеру. Наначасціцы, прымацаваныя да тэкстыльных валокнаў, могуць ствараць разумную і функцыянальную вопратку.

 

 

 

НАНАФАЗНАЯ КЕРАМІКА: выкарыстоўваючы нанаразмерныя часціцы ў вытворчасці керамічных матэрыялаў, мы можам адначасова значна павялічыць як трываласць, так і пластычнасць. Нанафазная кераміка таксама выкарыстоўваецца для каталізу з-за яе высокага суадносін паверхні да плошчы. Нанафазныя керамічныя часціцы, такія як SiC, таксама выкарыстоўваюцца ў якасці арматуры ў такіх металах, як алюмініевая матрыца.

 

 

 

Калі вы можаце прыдумаць прымяненне для нанавытворчасці, карыснае для вашага бізнесу, паведаміце нам аб гэтым і атрымайце наш уклад. Мы можам спраектаваць, прататыпаваць, вырабіць, выпрабаваць і даставіць іх вам. Мы надаём вялікае значэнне абароне інтэлектуальнай уласнасці і можам прыняць для вас спецыяльныя меры, каб гарантаваць, што вашы праекты і прадукты не будуць капіраваны. Нашы дызайнеры нанатэхналогій і інжынеры па нанавытворчасці з'яўляюцца аднымі з лепшых у свеце, і яны з'яўляюцца тымі ж людзьмі, якія распрацавалі адны з самых сучасных і самых маленькіх прылад у свеце.