Proizvodnja nanomjera / Nanoproizvodnja

Naši dijelovi i proizvodi na skali nanometarske dužine proizvode se korištenjem NANOSCALE PROIZVODNJA / NANOPROIZVODNJA. Ovo područje je još uvijek u povojima, ali ima velika obećanja za budućnost. Molekularno dizajnirani uređaji, lijekovi, pigmenti…itd. se razvijaju i radimo sa našim partnerima kako bismo ostali ispred konkurencije. Ovo su neki od komercijalno dostupnih proizvoda koje trenutno nudimo:

 

 

 

UGLJIČNE NANOTUBE

 

NANOČESTICE

 

NANOFAZNA KERAMIKA

 

KARBONSKO POJAČANJE za gumu i polimere

 

NANOCOMPOSITES in teniske loptice, bejzbol palice, motocikli i bicikli

 

MAGNETNE NANOČESTICE za pohranu podataka

 

NANOPARTICLE katalizatori

 

 

 

Nanomaterijali mogu biti bilo koja od četiri tipa, odnosno metali, keramika, polimeri ili kompoziti. Generalno, NANOSTRUCTURES su manje od 100 nanometara.

 

 

 

U nanoproizvodnji koristimo jedan od dva pristupa. Kao primjer, u našem pristupu odozgo prema dolje uzimamo silikonsku pločicu, koristimo litografiju, metode mokrog i suhog jetkanja za izradu sićušnih mikroprocesora, senzora, sondi. S druge strane, u našem pristupu nanoproizvodnje odozdo prema gore koristimo atome i molekule za izgradnju sićušnih uređaja. Neke od fizičkih i hemijskih karakteristika koje pokazuje materija mogu doživjeti ekstremne promjene kako se veličina čestica približava atomskim dimenzijama. Neprozirni materijali u svom makroskopskom stanju mogu postati transparentni u svojoj nanoskali. Materijali koji su hemijski stabilni u makrostanju mogu postati zapaljivi u svojoj nanoskali, a električni izolacioni materijali mogu postati provodnici. Trenutno su među komercijalnim proizvodima koje možemo ponuditi:

 

 

 

UREĐAJI UGLJENIČNIH NANOCIJEVI (CNT) / NANOCIJEVI: Ugljične nanocijevi možemo vizualizirati kao cjevaste oblike grafita od kojih se mogu konstruirati uređaji na nanosmjeru. CVD, laserska ablacija grafita, karbonsko lučno pražnjenje može se koristiti za proizvodnju uređaja sa ugljičnim nanocijevima. Nanocijevi se kategoriziraju kao nanocijevi sa jednim zidom (SWNT) i nanocijevi sa više zidova (MWNT) i mogu se dopirati drugim elementima. Ugljične nanocijevi (CNT) su alotropi ugljika s nanostrukturom koja može imati omjer dužine i promjera veći od 10.000.000 i čak 40.000.000 i više. Ove cilindrične molekule ugljika imaju svojstva koja ih čine potencijalno korisnim u primjenama u nanotehnologiji, elektronici, optici, arhitekturi i drugim poljima nauke o materijalima. Oni pokazuju izvanrednu snagu i jedinstvena električna svojstva, te su efikasni provodnici topline. Nanocijevi i sferni buckyballs su članovi strukturne familije fulerena. Cilindrična nanocijev obično ima barem jedan kraj prekriven hemisferom bakibol strukture. Naziv nanocijev je izveden iz njene veličine, budući da je promjer nanocijevi reda nekoliko nanometara, sa dužinom od najmanje nekoliko milimetara. Priroda vezivanja nanocijevi opisana je orbitalnom hibridizacijom. Hemijska veza nanocijevi se u potpunosti sastoji od sp2 veza, sličnih onima kod grafita. Ova struktura vezivanja jača je od sp3 veza koje se nalaze u dijamantima i daje molekulima njihovu jedinstvenu snagu. Nanocijevi se prirodno poravnavaju u konopce koje zajedno drže Van der Waalsove sile. Pod visokim pritiskom, nanocevi se mogu spojiti zajedno, menjajući neke sp2 veze za sp3 veze, dajući mogućnost proizvodnje jakih žica neograničene dužine putem povezivanja nanocevi pod visokim pritiskom. Snaga i fleksibilnost karbonskih nanocijevi čini ih potencijalnom upotrebom u kontroli drugih struktura nanorazmjera. Proizvedene su jednozidne nanocijevi sa zateznom čvrstoćom između 50 i 200 GPa, a ove vrijednosti su otprilike za red veličine veće nego za karbonska vlakna. Vrijednosti modula elastičnosti su reda veličine 1 tetrapaskal (1000 GPa) sa deformacijama loma između oko 5% do 20%. Izuzetna mehanička svojstva karbonskih nanocijevi čine da ih koristimo u čvrstoj odjeći i sportskoj opremi, borbenim jaknama. Ugljične nanocijevi imaju snagu uporedivu sa dijamantom, a utkane su u odjeću kako bi se stvorila odjeća otporna na ubode i metke. Unakrsnim povezivanjem CNT molekula prije ugradnje u polimernu matricu možemo formirati kompozitni materijal super visoke čvrstoće. Ovaj CNT kompozit mogao bi imati vlačnu čvrstoću reda veličine 20 miliona psi (138 GPa), revolucionirajući inženjerski dizajn gdje je potrebna mala težina i visoka čvrstoća. Ugljične nanocijevi otkrivaju i neobične mehanizme provođenja struje. U zavisnosti od orijentacije heksagonalnih jedinica u ravni grafena (tj. zidova cevi) sa osom cevi, ugljenične nanocevi se mogu ponašati ili kao metali ili kao poluprovodnici. Kao provodnici, ugljenične nanocevi imaju veoma visoku sposobnost nošenja električne struje. Neke nanocijevi mogu biti sposobne nositi gustoće struje preko 1000 puta veće od srebra ili bakra. Ugljične nanocijevi ugrađene u polimere poboljšavaju njihovu sposobnost pražnjenja statičkog elektriciteta. Ovo ima primenu u cevovodima za gorivo u automobilima i avionima i proizvodnji rezervoara za skladištenje vodonika za vozila na vodonik. Pokazalo se da ugljične nanocijevi pokazuju jake elektron-fononske rezonancije, što ukazuje da pod određenim jednosmjernim strujnim (DC) pristranostima i uvjetima dopinga njihova struja i prosječna brzina elektrona, kao i koncentracija elektrona na cijevi osciliraju na teraherc frekvencijama. Ove rezonancije se mogu koristiti za izradu teraherc izvora ili senzora. Tranzistori i nanocijevi integrirana memorijska kola su demonstrirana. Ugljične nanocijevi se koriste kao posuda za transport lijekova u tijelo. Nanocijev omogućava snižavanje doze lijeka lokalizacijom njegove distribucije. Ovo je također ekonomski isplativo zbog manjih količina lijekova koji se koriste.. Lijek može biti pričvršćen za bočnu stranu nanocijevi ili vučen iza, ili se lijek zapravo može staviti unutar nanocijevi. Bulk nanocijevi su masa prilično neorganiziranih fragmenata nanocijevi. Masivni materijali nanocijevi možda neće dostići vlačnu čvrstoću sličnu onoj pojedinačnih cijevi, ali takvi kompoziti ipak mogu dati čvrstoću dovoljnu za mnoge primjene. Ugljične nanocijevi se koriste kao kompozitna vlakna u polimerima za poboljšanje mehaničkih, termičkih i električnih svojstava rasutih proizvoda. Smatra se da prozirni, provodljivi filmovi ugljikovih nanocijevi zamjenjuju indijum kalaj oksid (ITO). Filmovi od ugljičnih nanocijevi su mehanički robusniji od ITO filmova, što ih čini idealnim za visokopouzdane ekrane osjetljive na dodir i fleksibilne displeje. Boje na bazi vode za štampanje filmova od ugljeničnih nanocevi su poželjne da zamene ITO. Nanotube filmovi obećavaju upotrebu u ekranima za kompjutere, mobilne telefone, bankomate….itd. Nanocijevi su korištene za poboljšanje ultrakondenzatora. Aktivni ugalj koji se koristi u konvencionalnim ultrakondenzatorima ima mnogo malih šupljih prostora s distribucijom veličina, koji zajedno stvaraju veliku površinu za pohranjivanje električnih naboja. Međutim, kako se naboj kvantizira u elementarne naboje, tj. elektrone, a svakom od njih je potreban minimalan prostor, veliki dio površine elektrode nije dostupan za skladištenje jer su šuplji prostori premali. S elektrodama napravljenim od nanocijevi, prostori se planiraju prilagoditi veličini, s tim da je samo nekoliko prevelikih ili premalih, a samim tim i povećanje kapaciteta. Razvijena solarna ćelija koristi kompleks ugljičnih nanocijevi, napravljen od ugljičnih nanocijevi u kombinaciji sa sićušnim ugljičnim kuglicama (koji se nazivaju i fulereni) kako bi se formirale strukture nalik zmiji. Buckyballs hvataju elektrone, ali ne mogu pokrenuti elektrone da teku. Kada sunčeva svjetlost pobuđuje polimere, loptice hvataju elektrone. Nanocevi, koje se ponašaju kao bakarne žice, tada će moći da pokrenu elektrone ili struju.

 

 

 

NANOČESTICE: Nanočestice se mogu smatrati mostom između rasutog materijala i atomskih ili molekularnih struktura. Masivni materijal općenito ima konstantna fizička svojstva bez obzira na njegovu veličinu, ali na nanorazmjeri to često nije slučaj. Uočena su svojstva zavisna od veličine kao što je kvantno ograničenje u poluvodičkim česticama, površinska plazmonska rezonanca u nekim metalnim česticama i superparamagnetizam u magnetnim materijalima. Svojstva materijala se mijenjaju kako se njihova veličina smanjuje na nanosmjeru i kako postotak atoma na površini postaje značajan. Za rasute materijale veće od mikrometra postotak atoma na površini je vrlo mali u usporedbi s ukupnim brojem atoma u materijalu. Različita i izvanredna svojstva nanočestica su dijelom posljedica aspekata površine materijala koji dominiraju svojstvima umjesto obimnih svojstava. Na primjer, savijanje masivnog bakra događa se pomicanjem atoma/klastera bakra na skali od oko 50 nm. Nanočestice bakra manje od 50 nm smatraju se super tvrdim materijalima koji ne pokazuju istu savitljivost i duktilnost kao bakar. Promjena svojstava nije uvijek poželjna. Feroelektrični materijali manji od 10 nm mogu promijeniti smjer magnetizacije koristeći toplinsku energiju sobne temperature, što ih čini beskorisnim za pohranu memorije. Suspenzije nanočestica su moguće jer je interakcija površine čestice s otapalom dovoljno jaka da prevaziđe razlike u gustoći, što za veće čestice obično dovodi do toga da materijal ili tone ili lebdi u tekućini. Nanočestice imaju neočekivana vidljiva svojstva jer su dovoljno male da ograniče svoje elektrone i proizvedu kvantne efekte. Na primjer, nanočestice zlata izgledaju tamno crvene do crne u otopini. Veliki omjer površine i volumena smanjuje temperaturu topljenja nanočestica. Veoma visok omjer površine i zapremine nanočestica je pokretačka sila za difuziju. Sinterovanje se može odvijati na nižim temperaturama, za manje vremena nego za veće čestice. Ovo ne bi trebalo da utiče na gustinu konačnog proizvoda, međutim poteškoće u protoku i sklonost nanočestica da se aglomeriraju mogu izazvati probleme. Prisustvo nanočestica titanijum dioksida daje efekat samočišćenja, a veličina je nanorange, te se čestice ne vide. Nanočestice cinkovog oksida imaju svojstva blokiranja UV zračenja i dodaju se losionima za zaštitu od sunca. Glinene nanočestice ili čađa kada se ugrade u polimerne matrice povećavaju ojačanje, nudeći nam jaču plastiku, s višim temperaturama staklastog prijelaza. Ove nanočestice su tvrde i daju svoja svojstva polimeru. Nanočestice vezane za tekstilna vlakna mogu stvoriti pametnu i funkcionalnu odjeću.

 

 

 

NANOFAZNA KERAMIKA: Koristeći čestice nanorazmjera u proizvodnji keramičkih materijala možemo imati istovremeno i značajno povećanje i čvrstoće i duktilnosti. Nanofazna keramika se također koristi za katalizu zbog visokog omjera površine i površine. Nanofazne keramičke čestice kao što je SiC također se koriste kao pojačanje u metalima kao što je aluminijska matrica.

 

 

 

Ako se možete sjetiti aplikacije za nanoproizvodnju koja je korisna za vaše poslovanje, javite nam se i primite naš doprinos. Možemo dizajnirati, prototipirati, proizvesti, testirati i isporučiti vam ih. Dajemo veliku vrijednost zaštiti intelektualnog vlasništva i možemo napraviti posebne aranžmane za vas kako bismo osigurali da se vaši dizajni i proizvodi ne kopiraju. Naši dizajneri nanotehnologije i inženjeri nanoproizvodnje jedni su od najboljih na svijetu i oni su isti ljudi koji su razvili neke od najnaprednijih i najmanjih uređaja na svijetu.