Nanoskala Manufacturing / Nanomanufacturing

Vores dele og produkter i nanometerlængde er produceret ved hjælp af NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Dette område er stadig i sin vorden, men rummer store løfter for fremtiden. Molekylært konstruerede enheder, medicin, pigmenter...osv. udvikles, og vi arbejder sammen med vores partnere for at være på forkant med konkurrenterne. Følgende er nogle af de kommercielt tilgængelige produkter, vi tilbyder i øjeblikket:

 

 

 

CARBON NANORUB

 

NANOPARTIKLER

 

NANOFASE KERAMIK

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT til gummi og polymerer

 

NANOCOMPOSITES in tennisbolde, baseballbat, motorcykler og cykler

 

MAGNETISKE NANOPARTICLES til datalagring

 

NANOPARTICLE katalytiske omformere

 

 

 

Nanomaterialer kan være enhver af de fire typer, nemlig metaller, keramik, polymerer eller kompositter. Generelt er NANOSTRUCTURES  mindre end 100 nanometer.

 

 

 

I nanofremstilling tager vi en af to tilgange. Som et eksempel, i vores top-down tilgang tager vi en silicium wafer, bruger litografi, våd og tør ætsningsmetoder til at konstruere bittesmå mikroprocessorer, sensorer, sonder. På den anden side bruger vi i vores bottom-up nanofremstillingstilgang atomer og molekyler til at bygge små enheder. Nogle af de fysiske og kemiske egenskaber, som stof udviser, kan opleve ekstreme ændringer, når partikelstørrelsen nærmer sig atomare dimensioner. Uigennemsigtige materialer i deres makroskopiske tilstand kan blive gennemsigtige i deres nanoskala. Materialer, der er kemisk stabile i makrotilstand, kan blive brændbare i deres nanoskala, og elektrisk isolerende materialer kan blive ledere. I øjeblikket er følgende blandt de kommercielle produkter, vi kan tilbyde:

 

 

 

CARBON NANOTUBE (CNT) ENHEDER / NANOROER: Vi kan visualisere kulstof nanorør som rørformede former for grafit, hvorfra enheder i nanoskala kan konstrueres. CVD, laserablation af grafit, carbon-bue-udladning kan bruges til at producere carbon nanorør-enheder. Nanorør er kategoriseret som enkeltvæggede nanorør (SWNT'er) og multivæggede nanorør (MWNT'er) og kan dopes med andre elementer. Carbon nanorør (CNT'er) er allotroper af kulstof med en nanostruktur, der kan have et længde-til-diameter-forhold på mere end 10.000.000 og så højt som 40.000.000 og endnu højere. Disse cylindriske kulstofmolekyler har egenskaber, der gør dem potentielt nyttige i applikationer inden for nanoteknologi, elektronik, optik, arkitektur og andre områder inden for materialevidenskab. De udviser ekstraordinær styrke og unikke elektriske egenskaber og er effektive varmeledere. Nanorør og sfæriske buckyballs er medlemmer af fulleren strukturelle familie. Det cylindriske nanorør har normalt mindst en ende, der er dækket af en halvkugle af buckyball-strukturen. Navnet nanorør er afledt af dets størrelse, da diameteren af et nanorør er i størrelsesordenen nogle få nanometer, med længder på mindst flere millimeter. Naturen af bindingen af et nanorør er beskrevet ved orbital hybridisering. Den kemiske binding af nanorør er udelukkende sammensat af sp2-bindinger, svarende til dem af grafit. Denne bindingsstruktur er stærkere end de sp3-bindinger, der findes i diamanter, og giver molekylerne deres unikke styrke. Nanorør retter sig naturligt ind i reb, der holdes sammen af Van der Waals-kræfter. Under højt tryk kan nanorør smelte sammen og bytte nogle sp2-bindinger til sp3-bindinger, hvilket giver mulighed for at producere stærke ledninger med ubegrænset længde gennem højtryks-nanorørforbindelse. Styrken og fleksibiliteten af kulstof nanorør gør dem til potentiel brug til at kontrollere andre nanoskala strukturer. Der er fremstillet enkeltvæggede nanorør med trækstyrker mellem 50 og 200 GPa, og disse værdier er cirka en størrelsesorden større end for kulfibre. Elastikmodulværdier er i størrelsesordenen 1 Tetrapascal (1000 GPa) med brudspændinger mellem ca. 5% og 20%. De enestående mekaniske egenskaber ved carbon nanorørene gør, at vi bruger dem i hårdt tøj og sportsudstyr, kampjakker. Carbon nanorør har en styrke, der kan sammenlignes med diamant, og de er vævet ind i tøj for at skabe stiksikkert og skudsikkert tøj. Ved at tværbinde CNT-molekyler før inkorporering i en polymermatrix kan vi danne et kompositmateriale med super høj styrke. Denne CNT-komposit kan have en trækstyrke i størrelsesordenen 20 millioner psi (138 GPa), hvilket revolutionerer ingeniørdesign, hvor lav vægt og høj styrke er påkrævet. Carbon nanorør afslører også usædvanlige strømledningsmekanismer. Afhængigt af orienteringen af de sekskantede enheder i grafenplanet (dvs. rørvægge) med røraksen, kan kulstofnanorørene opføre sig enten som metaller eller halvledere. Som ledere har kulstofnanorør meget høj elektrisk strømbærende evne. Nogle nanorør kan være i stand til at bære strømtætheder over 1000 gange større end sølv eller kobber. Carbon nanorør indarbejdet i polymerer forbedrer deres statiske elektricitetsafladningsevne. Dette har applikationer i brændstofledninger til biler og fly og produktion af brintlagertanke til brintdrevne køretøjer. Kulstof-nanorør har vist sig at udvise stærke elektron-fonon-resonanser, hvilket indikerer, at under visse jævnstrøms (DC) bias og dopingbetingelser svinger deres strøm og den gennemsnitlige elektronhastighed, såvel som elektronkoncentrationen på røret ved terahertz-frekvenser. Disse resonanser kan bruges til at lave terahertz-kilder eller sensorer. Transistorer og nanorørs integrerede hukommelseskredsløb er blevet demonstreret. Kulstofnanorørene bruges som et kar til at transportere stoffer ind i kroppen. Nanorøret gør det muligt at sænke lægemiddeldoseringen ved at lokalisere dens fordeling. Dette er også økonomisk rentabelt på grund af lavere mængder af lægemidler, der bruges. Lægemidlet kan enten fastgøres til siden af nanorøret eller slæbes bagved, eller stoffet kan faktisk placeres inde i nanorøret. Bulk nanorør er en masse ret uorganiserede fragmenter af nanorør. Bulk nanorørmaterialer når muligvis ikke trækstyrker svarende til individuelle rørs, men sådanne kompositter kan ikke desto mindre give tilstrækkelige styrker til mange anvendelser. Bulk carbon nanorør bliver brugt som kompositfibre i polymerer for at forbedre de mekaniske, termiske og elektriske egenskaber af bulkproduktet. Gennemsigtige, ledende film af kulstofnanorør overvejes at erstatte indiumtinoxid (ITO). Carbon nanorør-film er mekanisk mere robuste end ITO-film, hvilket gør dem ideelle til højpålidelige berøringsskærme og fleksible skærme. Printbar vandbaseret blæk af kulstof nanorør-film ønskes til at erstatte ITO. Nanorør-film viser lovende brug i skærme til computere, mobiltelefoner, pengeautomater….osv. Nanorør er blevet brugt til at forbedre ultrakondensatorer. Det aktive kul, der bruges i konventionelle ultrakondensatorer, har mange små hulrum med en størrelsesfordeling, som tilsammen skaber en stor overflade til at opbevare elektriske ladninger. Men da ladning kvantificeres til elementære ladninger, dvs. elektroner, og hver af disse kræver et minimumsrum, er en stor del af elektrodeoverfladen ikke tilgængelig til opbevaring, fordi de hule rum er for små. Med elektroder lavet af nanorør er rummene planlagt til at blive skræddersyet til størrelsen, hvor kun nogle få er for store eller for små og dermed øges kapaciteten. En solcelle udviklet bruger et kulstof nanorør-kompleks, lavet af kulstof nanorør kombineret med små kulstof buckyballs (også kaldet Fullerenes) til at danne slangelignende strukturer. Buckyballs fanger elektroner, men de kan ikke få elektroner til at flyde. Når sollys exciterer polymererne, griber buckyballs elektronerne. Nanorør, der opfører sig som kobbertråde, vil så være i stand til at få elektronerne eller strømmen til at flyde.

 

 

 

NANOPARTIKLER: Nanopartikler kan betragtes som en bro mellem bulkmaterialer og atomare eller molekylære strukturer. Et bulkmateriale har generelt konstante fysiske egenskaber overalt uanset dets størrelse, men på nanoskala er dette ofte ikke tilfældet. Størrelsesafhængige egenskaber observeres, såsom kvanteindeslutning i halvlederpartikler, overfladeplasmonresonans i nogle metalpartikler og superparamagnetisme i magnetiske materialer. Materialers egenskaber ændres, efterhånden som deres størrelse reduceres til nanoskala, og når procentdelen af atomer ved overfladen bliver betydelig. For bulkmaterialer større end en mikrometer er procentdelen af atomer ved overfladen meget lille sammenlignet med det samlede antal atomer i materialet. Nanopartiklernes forskellige og fremragende egenskaber skyldes til dels, at aspekterne af materialets overflade dominerer egenskaberne i stedet for bulkegenskaberne. For eksempel sker bøjningen af bulk kobber med bevægelse af kobberatomer/klynger på omkring 50 nm skalaen. Kobbernanopartikler mindre end 50 nm betragtes som superhårde materialer, der ikke udviser samme formbarhed og duktilitet som bulkkobber. Ændringen i egenskaber er ikke altid ønskelig. Ferroelektriske materialer mindre end 10 nm kan skifte deres magnetiseringsretning ved hjælp af termisk energi ved stuetemperatur, hvilket gør dem ubrugelige til hukommelseslagring. Suspensioner af nanopartikler er mulige, fordi partikeloverfladens interaktion med opløsningsmidlet er stærk nok til at overvinde forskelle i densitet, hvilket for større partikler normalt resulterer i, at et materiale enten synker eller flyder i en væske. Nanopartikler har uventede synlige egenskaber, fordi de er små nok til at begrænse deres elektroner og producere kvanteeffekter. For eksempel ser guldnanopartikler ud som dybrøde til sorte i opløsning. Det store forhold mellem overfladeareal og volumen reducerer smeltetemperaturerne for nanopartikler. Det meget høje forhold mellem overfladeareal og volumen af nanopartikler er en drivkraft for diffusion. Sintring kan finde sted ved lavere temperaturer på kortere tid end for større partikler. Dette bør ikke påvirke densiteten af det endelige produkt, men flowvanskeligheder og nanopartiklers tendens til at agglomerere kan forårsage problemer. Tilstedeværelsen af titandioxid nanopartikler giver en selvrensende effekt, og størrelsen er nanorange, og partiklerne kan ikke ses. Zinkoxid-nanopartikler har UV-blokerende egenskaber og tilsættes solcreme. Nanopartikler af ler eller kønrøg, når de inkorporeres i polymermatricer, øger forstærkningen og giver os stærkere plastik med højere glasovergangstemperaturer. Disse nanopartikler er hårde og giver polymeren deres egenskaber. Nanopartikler knyttet til tekstilfibre kan skabe smart og funktionelt tøj.

 

 

 

NANOPHASE CERAMICS: Ved at bruge nanoskala partikler i produktionen af keramiske materialer kan vi opnå en samtidig og stor stigning i både styrke og duktilitet. Nanofase-keramik bruges også til katalyse på grund af deres høje overflade-til-areal-forhold. Nanofase keramiske partikler såsom SiC bruges også som forstærkning i metaller såsom aluminiumsmatrix.

 

 

 

Hvis du kan komme i tanke om en applikation til nanofremstilling, der er nyttig for din virksomhed, så lad os det vide og modtag vores input. Vi kan designe, prototype, fremstille, teste og levere disse til dig. Vi lægger stor vægt på beskyttelse af intellektuel ejendom og kan lave særlige arrangementer for dig for at sikre, at dine designs og produkter ikke kopieres. Vores nanoteknologidesignere og nanofremstillingsingeniører er nogle af de bedste i verden, og de er de samme mennesker, som udviklede nogle af verdens mest avancerede og mindste enheder.