ナノスケール製造 / ナノ製造

当社のナノメートル長スケールの部品および製品は、 NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING を使用して製造されています。この分野はまだ始まったばかりですが、将来に大きな期待が寄せられています。分子工学デバイス、医薬品、色素など。が開発されており、私たちはパートナーと協力して競争をリードしています。以下は、当社が現在提供している市販の製品の一部です。

 

 

 

カーボンナノチューブ

 

ナノ粒子

 

ナノフェーズセラミックス

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT ゴムおよびポリマー用

 

NANOCOMPOSITES in テニスボール、野球バット、オートバイ、自転車

 

MAGNETIC NANOPARTICLES データ保存用

 

NANOPARTICLE catalytic コンバーター

 

 

 

ナノマテリアルは、金属、セラミック、ポリマー、複合材料の 4 つのタイプのいずれかです。通常、 NANOSTRUCTURES は 100 ナノメートル未満です。

 

 

 

ナノ製造では、2 つのアプローチのいずれかを取ります。例として、私たちのトップダウン アプローチでは、シリコン ウエハーを使用し、リソグラフィー、ウェットおよびドライ エッチング法を使用して、小さなマイクロプロセッサ、センサー、プローブを構築します。一方、ボトムアップのナノ製造アプローチでは、原子と分子を使用して小さなデバイスを構築します。物質が示す物理的および化学的特性の一部は、粒子サイズが原子の寸法に近づくにつれて極端な変化を経験する可能性があります。巨視的な状態の不透明な材料は、ナノスケールで透明になる場合があります。マクロ状態で化学的に安定している材料は、ナノスケールで可燃性になる可能性があり、電気絶縁材料は導体になる可能性があります。現在、当社が提供できる商用製品は次のとおりです。

 

 

 

カーボン ナノチューブ (CNT) デバイス / ナノチューブ: カーボン ナノチューブは、ナノスケール デバイスを構築できるグラファイトの管状形態として視覚化できます。 CVD、グラファイトのレーザーアブレーション、カーボンアーク放電を使用して、カーボンナノチューブデバイスを製造できます。ナノチューブは、単層ナノチューブ (SWNT) と多層ナノチューブ (MWNT) に分類され、他の元素をドープすることができます。カーボン ナノチューブ (CNT) は、長さと直径の比が 10,000,000 を超え、40,000,000 を超えるナノ構造を持つ炭素の同素体です。これらの円筒状炭素分子は、ナノテクノロジー、エレクトロニクス、光学、建築、その他の材料科学分野での用途に役立つ可能性のある特性を持っています。それらは並外れた強度と独自の電気特性を示し、効率的な熱伝導体です。ナノチューブと球状バッキーボールは、フラーレン構造ファミリーのメンバーです。円筒状ナノチューブは、通常、バッキーボール構造の半球でキャップされた少なくとも1つの末端を有する。ナノチューブの名前は、ナノチューブの直径が数ナノメートルのオーダーで、長さが少なくとも数ミリメートルであるため、そのサイズに由来します。ナノチューブの結合の性質は、軌道混成によって説明されます。ナノチューブの化学結合は、グラファイトと同様に sp2 結合のみで構成されています。この結合構造は、ダイヤモンドに見られる sp3 結合よりも強く、分子に独自の強度を提供します。ナノチューブは自然に整列して、ファン デル ワールス力によって結び付けられたロープになります。高圧下では、ナノチューブが融合し、一部の sp2 結合が sp3 結合と交換されるため、高圧でのナノチューブ結合により、強力で無制限の長さのワイヤを生成できる可能性があります。カーボン ナノチューブの強度と柔軟性により、他のナノスケール構造の制御に使用できる可能性があります。引張強度が 50 ～ 200 GPa の単層ナノチューブが製造されており、これらの値は炭素繊維よりも約 1 桁大きくなっています。弾性率の値は約 1 テトラパスカル (1000 GPa) で、破壊ひずみは約 5% から 20% です。カーボン ナノチューブの優れた機械的特性により、丈夫な衣服やスポーツ ギア、コンバット ジャケットに使用されています。カーボンナノチューブはダイヤモンドに匹敵する強度を持ち、衣服に織り込まれ、刺し傷や防弾の衣服を作ります。ポリマーマトリックスに組み込む前に CNT 分子を架橋することにより、超高強度の複合材料を形成できます。この CNT 複合材料は、2000 万 psi (138 GPa) 程度の引張強度を持つことができ、軽量で高強度が必要なエンジニアリング設計に革命をもたらします。カーボンナノチューブは、異常な電流伝導メカニズムも明らかにします。グラフェン平面 (チューブ壁) の六角形ユニットとチューブ軸の向きに応じて、カーボン ナノチューブは金属または半導体のいずれかとして動作します。導体として、カーボンナノチューブは非常に高い電流伝達能力を持っています。一部のナノチューブは、銀や銅の 1000 倍を超える電流密度を運ぶことができる場合があります。ポリマーに組み込まれたカーボンナノチューブは、静電気放電能力を向上させます。これは、自動車や飛行機の燃料ライン、水素動力車用の水素貯蔵タンクの製造に応用されています。カーボンナノチューブは強い電子-フォノン共鳴を示すことが示されており、これは、特定の直流 (DC) バイアスおよびドーピング条件下で、それらの電流と平均電子速度、およびチューブ上の電子濃度がテラヘルツ周波数で振動することを示しています。これらの共鳴は、テラヘルツ源またはセンサーの作成に使用できます。トランジスタとナノチューブ集積メモリ回路が実証されています。カーボンナノチューブは、薬物を体内に輸送するための容器として使用されます。ナノチューブは、その分布を局所化することにより、薬物投与量を下げることができます。これは、使用される薬物の量が少ないため、経済的にも実行可能です。薬物は、ナノチューブの側面に付着させるか、後ろに引きずり込むことができます。また、薬物を実際にナノチューブの内部に配置することもできます。バルク ナノチューブは、かなり組織化されていないナノチューブの断片の塊です。バルクのナノチューブ材料は、個々のチューブと同様の引張強度に達しない可能性がありますが、それでも、そのような複合材料は、多くの用途に十分な強度をもたらす可能性があります。バルク カーボン ナノチューブは、バルク製品の機械的、熱的、および電気的特性を改善するために、ポリマーの複合繊維として使用されています。カーボンナノチューブの透明な導電性フィルムは、酸化インジウムスズ（ITO）に取って代わると考えられています。カーボン ナノチューブ フィルムは、ITO フィルムよりも機械的に堅牢であるため、信頼性の高いタッチ スクリーンやフレキシブル ディスプレイに最適です。カーボンナノチューブフィルムの印刷可能な水性インクは、ＩＴＯに取って代わることが望まれている。ナノチューブ フィルムは、コンピューター、携帯電話、ATM などのディスプレイでの使用に有望です。ナノチューブは、ウルトラキャパシタを改善するために使用されてきました。従来のウルトラキャパシタに使用されている活性炭には、サイズの分布を持つ多くの小さな空洞があり、電荷を蓄えるための大きな表面を一緒に作成します。しかし、電荷は素電荷、すなわち電子に量子化され、それぞれが最小のスペースを必要とするため、中空スペースが小さすぎるため、電極表面の大部分は保存に利用できません。ナノチューブで作られた電極では、スペースはサイズに合わせて調整されるように計画されており、大きすぎたり小さすぎたりするスペースはごくわずかであり、その結果、容量が増加します。開発された太陽電池は、カーボン ナノチューブ複合体を使用します。カーボン ナノチューブ複合体は、カーボン ナノチューブと小さなカーボン バッキー ボール (フラーレンとも呼ばれます) を組み合わせて、ヘビのような構造を形成します。バッキーボールは電子を閉じ込めますが、電子を流すことはできません。日光がポリマーを励起すると、バッキーボールが電子をつかみます。銅線のように振る舞うナノチューブは、電子や電流を流すことができます。

 

 

 

ナノ粒子: ナノ粒子は、バルク材料と原子構造または分子構造の間の架け橋と見なすことができます。バルク材料は一般に、そのサイズに関係なく一貫した物理的特性を持っていますが、ナノスケールではそうではないことがよくあります。半導体粒子の量子閉じ込め、一部の金属粒子の表面プラズモン共鳴、磁性体の超常磁性など、サイズに依存する特性が観察されます。サイズがナノスケールに縮小され、表面の原子の割合が重要になるにつれて、材料の特性は変化します。マイクロメートルを超えるバルク材料の場合、表面の原子の割合は、材料内の原子の総数と比較して非常に小さくなります。ナノ粒子の異なる優れた特性は、部分的には、バルク特性の代わりに特性を支配する材料の表面の側面によるものです。たとえば、銅のバルクの曲がりは、約 50 nm スケールでの銅の原子/クラスターの移動に伴い発生します。 50 nm 未満の銅ナノ粒子は、バルク銅と同じ可鍛性と延性を示さない超硬質材料と見なされます。プロパティの変更は常に望ましいとは限りません。 10 nm より小さい強誘電体材料は、室温の熱エネルギーを使用して磁化方向を切り替えることができるため、メモリ ストレージには使用できません。粒子表面と溶媒との相互作用は、密度の違いを克服するのに十分なほど強力であるため、ナノ粒子の懸濁が可能です。これにより、通常、粒子が大きくなると、材料が液体に沈んだり浮いたりします。ナノ粒子は、電子を閉じ込めて量子効果を生み出すのに十分なほど小さいため、予期しない目に見える特性を持っています。たとえば、金ナノ粒子は溶液中で濃い赤から黒に見えます。表面積と体積の比率が大きいため、ナノ粒子の融解温度が低下します。ナノ粒子の非常に高い表面積対体積比は、拡散の原動力です。焼結は、大きな粒子よりも低温で、短時間で行うことができます。これは最終製品の密度に影響を与えるべきではありませんが、流れの問題やナノ粒子が凝集する傾向が問題を引き起こす可能性があります。二酸化チタンナノ粒子の存在はセルフクリーニング効果をもたらし、サイズはナノオーダーで、粒子は見えません。酸化亜鉛ナノ粒子には紫外線遮断特性があり、日焼け止めローションに添加されています。粘土ナノ粒子またはカーボン ブラックをポリマー マトリックスに組み込むと、補強が強化され、より高いガラス転移温度を備えたより強力なプラスチックが得られます。これらのナノ粒子は硬く、その特性をポリマーに付与します。織物繊維に付着したナノ粒子は、スマートで機能的な衣類を作成できます。

 

 

 

NANOPHASE CERAMICS: セラミック材料の製造にナノスケール粒子を使用すると、強度と延性の両方を同時に大幅に向上させることができます。ナノ相セラミックスは、表面積と面積の比率が高いため、触媒作用にも利用されます。 SiC などのナノ相セラミック粒子は、アルミニウム マトリックスなどの金属の強化材としても使用されます。

 

 

 

あなたのビジネスに役立つナノマニュファクチャリングのアプリケーションを考えられる場合は、お知らせください。これらを設計、試作、製造、テストし、お客様に提供できます。私たちは知的財産保護に大きな価値を置いており、あなたのデザインや製品がコピーされないように特別な手配をすることができます.当社のナノテクノロジー デザイナーとナノ製造エンジニアは、世界で最も優れた人材であり、世界で最も先進的で最小のデバイスを開発したのと同じ人々です。