Nanoscale Manufacturing / Nanomanufacturing

ჩვენი ნანომეტრის სიგრძის მასშტაბის ნაწილები და პროდუქტები იწარმოება NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING გამოყენებით. ეს ტერიტორია ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა, მაგრამ მომავლისთვის დიდი დაპირებებია. მოლეკულურად შემუშავებული მოწყობილობები, მედიკამენტები, პიგმენტები ... და ა.შ. მუშავდება და ჩვენ ვმუშაობთ ჩვენს პარტნიორებთან კონკურენციაზე წინსვლისთვის. ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე კომერციულად ხელმისაწვდომი პროდუქტი, რომელსაც ამჟამად ვთავაზობთ:

 

 

 

ნახშირბადის ნანომილები

 

ნანონაწილაკები

 

ნანოფაზური კერამიკა

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT რეზინისა და პოლიმერებისთვის

 

NANOCOMPOSITES ჩოგბურთის ბურთებში, ბეისბოლის ჯოხებში, მოტოციკლებსა და ველოსიპედებში

 

MAGNETIC NANOPARTICLES მონაცემების შესანახად

 

NANOPARTICLE კატალიზატორი

 

 

 

ნანომასალები შეიძლება იყოს ოთხი ტიპის რომელიმე, კერძოდ, ლითონები, კერამიკა, პოლიმერები ან კომპოზიტები. ზოგადად, NANOSTRUCTURES არის 100 ნანომეტრზე ნაკლები.

 

 

 

ნანოწარმოებაში ჩვენ ვიყენებთ ორიდან ერთ მიდგომას. მაგალითად, ჩვენს ზემოდან ქვევით მიდგომაში ჩვენ ვიღებთ სილიკონის ვაფლს, ვიყენებთ ლითოგრაფიას, სველ და მშრალ ჭედურ მეთოდებს პატარა მიკროპროცესორების, სენსორების, ზონდების ასაგებად. მეორეს მხრივ, ჩვენი ქვემოდან ზევით ნანოწარმოების მიდგომაში ჩვენ ვიყენებთ ატომებსა და მოლეკულებს პატარა მოწყობილობების შესაქმნელად. მატერიის მიერ გამოვლენილი ზოგიერთი ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებელი შეიძლება განიცდიდეს ექსტრემალურ ცვლილებებს, როდესაც ნაწილაკების ზომა ატომურ ზომებს უახლოვდება. გაუმჭვირვალე მასალები მაკროსკოპულ მდგომარეობაში შეიძლება გახდეს გამჭვირვალე მათი ნანომასშტაბით. მასალები, რომლებიც ქიმიურად მდგრადია მაკროშტატში, შეიძლება გახდეს აალებადი ნანომასშტაბში, ხოლო ელექტრო საიზოლაციო მასალები შეიძლება გახდეს გამტარები. ამჟამად ჩვენ შეგვიძლია შემოგთავაზოთ შემდეგი კომერციული პროდუქტები:

 

 

 

ნახშირბადის ნანომილები (CNT) მოწყობილობები / ნანომილები: ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ ნახშირბადის ნანომილები, როგორც გრაფიტის მილისებური ფორმები, საიდანაც შესაძლებელია ნანომასშტაბიანი მოწყობილობების აგება. CVD, გრაფიტის ლაზერული აბლაცია, ნახშირბადის რკალის გამონადენი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნახშირბადის ნანომილის მოწყობილობების წარმოებისთვის. ნანომილები კლასიფიცირდება როგორც ერთკედლიანი ნანომილები (SWNT) და მრავალკედლიანი ნანომილები (MWNT) და შეიძლება სხვა ელემენტებით დოპინგი. ნახშირბადის ნანომილები (CNTs) არის ნახშირბადის ალოტროპები ნანოსტრუქტურით, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს სიგრძისა და დიამეტრის თანაფარდობა 10,000,000-ზე მეტი და 40,000,000 და კიდევ უფრო მაღალი. ამ ცილინდრული ნახშირბადის მოლეკულებს აქვთ თვისებები, რაც მათ პოტენციურად გამოსადეგს ხდის ნანოტექნოლოგიაში, ელექტრონიკაში, ოპტიკაში, არქიტექტურასა და მასალების მეცნიერების სხვა დარგებში. ისინი ავლენენ არაჩვეულებრივ ძალას და უნიკალურ ელექტრულ თვისებებს და არიან სითბოს ეფექტური გამტარები. ნანომილები და სფერული ბუკიბოლები ფულერენის სტრუქტურული ოჯახის წევრები არიან. ცილინდრულ ნანომილს, როგორც წესი, აქვს მინიმუმ ერთი ბოლო, რომელიც დაფარულია ბაკიბოლის სტრუქტურის ნახევარსფეროთი. სახელწოდება ნანომილაკი მომდინარეობს მისი ზომიდან, ვინაიდან ნანომილის დიამეტრი რამდენიმე ნანომეტრის რიგია, სიგრძე სულ მცირე რამდენიმე მილიმეტრით. ნანომილის შეკავშირების ბუნება აღწერილია ორბიტალური ჰიბრიდიზაციით. ნანომილების ქიმიური კავშირი მთლიანად შედგება sp2 ბმებისგან, გრაფიტის მსგავსი. ეს შემაკავშირებელი სტრუქტურა უფრო ძლიერია ვიდრე sp3 ობლიგაციები, რომლებიც გვხვდება ბრილიანტებში და უზრუნველყოფს მოლეკულებს მათ უნიკალურ სიძლიერეს. ნანომილები ბუნებრივად სწორდებიან ვან დერ ვაალის ძალების მიერ შეკავებულ თოკებში. მაღალი წნევის პირობებში, ნანომილები შეიძლება გაერთიანდეს ერთად, გადაანაცვლონ sp2 ობლიგაციები sp3 ობლიგაციებით, რაც იძლევა ძლიერი, შეუზღუდავი სიგრძის მავთულის წარმოების შესაძლებლობას ნანომილების მაღალი წნევის მეშვეობით. ნახშირბადის ნანომილების სიძლიერე და მოქნილობა მათ პოტენციურ გამოყენებას აქცევს სხვა ნანომასშტაბიანი სტრუქტურების სამართავად. წარმოებულია ერთკედლიანი ნანომილები დაჭიმვის სიძლიერით 50-დან 200 GPa-მდე და ეს მნიშვნელობები დაახლოებით მასშტაბის რიგით მეტია, ვიდრე ნახშირბადის ბოჭკოებისთვის. ელასტიური მოდულის მნიშვნელობები არის 1 ტეტრაპასკალის (1000 GPa) რიგის მოტეხილობის შტამებით დაახლოებით 5%-დან 20%-მდე. ნახშირბადის ნანომილების გამორჩეული მექანიკური თვისებები გვაიძულებს მათ გამოვიყენოთ მკაცრი ტანსაცმელი და სპორტული აღჭურვილობა, საბრძოლო ქურთუკები. ნახშირბადის ნანომილებს ალმასის მსგავსი სიძლიერე აქვთ და ისინი ტანსაცმელშია ჩაქსოვილი, რათა შექმნან ტყვიაგამძლე და ტყვიაგაუმტარი ტანსაცმელი. CNT მოლეკულების ჯვარედინი დაკავშირებით პოლიმერულ მატრიცაში ჩართვამდე ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ სუპერ მაღალი სიმტკიცის კომპოზიტური მასალა. ამ CNT კომპოზიტს შეიძლება ჰქონდეს დაჭიმვის სიმტკიცე 20 მილიონი psi (138 GPa), რაც რევოლუციას მოაქვს საინჟინრო დიზაინში, სადაც საჭიროა დაბალი წონა და მაღალი სიმტკიცე. ნახშირბადის ნანომილები ავლენენ ასევე უჩვეულო დენის გამტარობის მექანიზმებს. გრაფენის სიბრტყეში (ანუ მილის კედლები) მილის ღერძთან ექვსკუთხა ერთეულების ორიენტაციის მიხედვით, ნახშირბადის ნანომილები შეიძლება მოიქცნენ როგორც ლითონები ან ნახევარგამტარები. როგორც გამტარები, ნახშირბადის ნანომილებს აქვთ ელექტრული დენის გადატანის ძალიან მაღალი უნარი. ზოგიერთ ნანომილს შეუძლია ვერცხლის ან სპილენძის დენის სიმკვრივის გადატანა 1000-ჯერ მეტი. პოლიმერებში ჩართული ნახშირბადის ნანომილები აუმჯობესებს მათ სტატიკური ელექტროენერგიის განმუხტვის შესაძლებლობას. მას აქვს აპლიკაციები საავტომობილო და თვითმფრინავების საწვავის ხაზებში და წყალბადის შესანახი ავზების წარმოებაში წყალბადით მომუშავე მანქანებისთვის. ნახშირბადის ნანომილები აჩვენებენ ძლიერ ელექტრონ-ფონონურ რეზონანსებს, რაც მიუთითებს, რომ გარკვეული პირდაპირი დენის (DC) მიკერძოებისა და დოპინგის პირობებში მათი დენი და ელექტრონის საშუალო სიჩქარე, ისევე როგორც ელექტრონის კონცენტრაცია მილზე, ირხევა ტერაჰერცის სიხშირეზე. ეს რეზონანსები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტერაჰერცის წყაროების ან სენსორების შესაქმნელად. ნაჩვენებია ტრანზისტორები და ნანომილაკების ინტეგრირებული მეხსიერების სქემები. ნახშირბადის ნანომილები გამოიყენება როგორც ჭურჭელი ნარკოტიკების ორგანიზმში გადასატანად. ნანომილაკი იძლევა წამლის დოზის შემცირების საშუალებას მისი განაწილების ლოკალიზაციით. ეს ასევე ეკონომიკურად მომგებიანია გამოყენებული წამლების ნაკლები რაოდენობით გამო. წამალი შეიძლება იყოს მიმაგრებული ნანომილის გვერდით ან უკან, ან წამალი რეალურად მოთავსდეს ნანომილაკში. ნაყარი ნანომილები არის ნანომილების საკმაოდ არაორგანიზებული ფრაგმენტების მასა. ნანომილის ნაყარმა მასალებმა შეიძლება არ მიაღწიოს ცალკეული მილების მსგავს გამძლეობას, მაგრამ ასეთმა კომპოზიტებმა შეიძლება მაინც გამოიღოს სიძლიერე, რომელიც საკმარისია მრავალი გამოყენებისთვის. ნახშირბადის ნანომილები გამოიყენება როგორც კომპოზიტური ბოჭკოები პოლიმერებში ნაყარი პროდუქტის მექანიკური, თერმული და ელექტრული თვისებების გასაუმჯობესებლად. განიხილება ნახშირბადის ნანომილების გამჭვირვალე, გამტარი ფილმები ინდიუმის კალის ოქსიდის (ITO) შემცვლელად. ნახშირბადის ნანომილის ფირები მექანიკურად უფრო გამძლეა, ვიდრე ITO ფილმები, რაც მათ იდეალურს ხდის მაღალი საიმედოობის სენსორული ეკრანებისთვის და მოქნილი დისპლეებისთვის. ITO-ს ჩანაცვლებისთვის სასურველია ნახშირბადის ნანომილის ფირის წყალზე დაფუძნებული დასაბეჭდი მელანი. Nanotube ფილმები აჩვენებს დაპირებას კომპიუტერების, მობილური ტელეფონების, ბანკომატების დისპლეებში... და ა.შ. ნანომილები გამოიყენებოდა ულტრაკონდენსატორების გასაუმჯობესებლად. გააქტიურებულ ნახშირს, რომელიც გამოიყენება ჩვეულებრივ ულტრაკონდენსატორებში, აქვს მრავალი პატარა ღრუ სივრცე ზომების განაწილებით, რომლებიც ერთად ქმნიან დიდ ზედაპირს ელექტრული მუხტების შესანახად. თუმცა, რადგან მუხტი კვანტიზებულია ელემენტარულ მუხტებად, ანუ ელექტრონებად, და თითოეულ მათგანს სჭირდება მინიმალური სივრცე, ელექტროდის ზედაპირის დიდი ნაწილი არ არის ხელმისაწვდომი შესანახად, რადგან ღრუ სივრცეები ძალიან მცირეა. ნანომილებისაგან დამზადებულ ელექტროდებთან ერთად, სივრცეები დაგეგმილია ზომით მორგებული, მხოლოდ რამდენიმე იქნება ძალიან დიდი ან ძალიან მცირე და, შესაბამისად, ტევადობა უნდა გაიზარდოს. შემუშავებული მზის ბატარეა იყენებს ნახშირბადის ნანომილების კომპლექსს, რომელიც შედგება ნახშირბადის ნანომილებისაგან, რომლებიც შერწყმულია ნახშირბადის პატარა ბუკეტებთან (ასევე უწოდებენ ფულერენებს) გველის მსგავსი სტრუქტურების შესაქმნელად. Buckyballs იჭერს ელექტრონებს, მაგრამ მათ არ შეუძლიათ ელექტრონების მოძრაობა. როდესაც მზის სინათლე აღაგზნებს პოლიმერებს, ბაკიბოლები იჭერენ ელექტრონებს. ნანომილები, რომლებიც იქცევიან სპილენძის მავთულებივით, შეძლებენ ელექტრონების ან დენის გადინებას.

 

 

 

ნანონაწილაკები: ნანონაწილაკები შეიძლება ჩაითვალოს ხიდად ნაყარ მასალებსა და ატომურ ან მოლეკულურ სტრუქტურებს შორის. ნაყარ მასალას ზოგადად აქვს მუდმივი ფიზიკური თვისებები მისი ზომის მიუხედავად, მაგრამ ნანომასშტაბში ეს ხშირად ასე არ არის. შეინიშნება ზომაზე დამოკიდებული თვისებები, როგორიცაა კვანტური შეზღუდვა ნახევარგამტარულ ნაწილაკებში, ზედაპირული პლაზმონის რეზონანსი ზოგიერთ ლითონის ნაწილაკში და სუპერპარამაგნეტიზმი მაგნიტურ მასალებში. მასალების თვისებები იცვლება, რადგან მათი ზომა მცირდება ნანომასშტაბამდე და ატომების პროცენტი ზედაპირზე მნიშვნელოვანი ხდება. მიკრომეტრზე დიდი მასალებისთვის, ზედაპირზე ატომების პროცენტი ძალიან მცირეა მასალაში ატომების საერთო რაოდენობასთან შედარებით. ნანონაწილაკების განსხვავებული და გამორჩეული თვისებები ნაწილობრივ განპირობებულია მასალის ზედაპირის ასპექტებით, რომლებიც დომინირებენ თვისებებზე, ნაყარი თვისებების ნაცვლად. მაგალითად, ნაყარი სპილენძის მოხრა ხდება სპილენძის ატომების/კლასტერების მოძრაობით დაახლოებით 50 ნმ მასშტაბით. 50 ნმ-ზე ნაკლები სპილენძის ნანონაწილაკები ითვლება სუპერ მძიმე მასალად, რომლებიც არ ავლენენ იგივე ელასტიურობას და ელასტიურობას, როგორც ნაყარი სპილენძი. თვისებების ცვლილება ყოველთვის არ არის სასურველი. 10 ნმ-ზე მცირე ფეროელექტრო მასალებს შეუძლიათ შეცვალონ მათი მაგნიტიზაციის მიმართულება ოთახის ტემპერატურის თერმული ენერგიის გამოყენებით, რაც მათ მეხსიერების შესანახად უსარგებლო გახდის. ნანონაწილაკების სუსპენზია შესაძლებელია, რადგან ნაწილაკების ზედაპირის ურთიერთქმედება გამხსნელთან საკმარისად ძლიერია სიმკვრივის განსხვავებების დასაძლევად, რაც უფრო დიდი ნაწილაკებისთვის ჩვეულებრივ იწვევს მასალის ჩაძირვას ან სითხეში ცურვას. ნანონაწილაკებს აქვთ მოულოდნელი ხილული თვისებები, რადგან ისინი საკმარისად მცირეა იმისთვის, რომ შეზღუდონ თავიანთი ელექტრონები და წარმოქმნან კვანტური ეფექტები. მაგალითად, ოქროს ნანონაწილაკები ხსნარში ღრმა წითელიდან შავამდე ჩანს. დიდი ზედაპირის ფართობის თანაფარდობა მოცულობასთან ამცირებს ნანონაწილაკების დნობის ტემპერატურას. ნანონაწილაკების ძალიან მაღალი ზედაპირის ფართობისა და მოცულობის თანაფარდობა არის დიფუზიის მამოძრავებელი ძალა. შედუღება შეიძლება მოხდეს დაბალ ტემპერატურაზე, ნაკლებ დროში, ვიდრე უფრო დიდი ნაწილაკებისთვის. ეს არ უნდა იმოქმედოს საბოლოო პროდუქტის სიმკვრივეზე, თუმცა დინების სირთულეებმა და ნანონაწილაკების აგლომერაციის ტენდენციამ შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები. ტიტანის დიოქსიდის ნანონაწილაკების არსებობა იძლევა თვითწმენდის ეფექტს და ნანონარინჯისფერი ზომისაა, ნაწილაკები არ ჩანს. თუთიის ოქსიდის ნანონაწილაკებს აქვთ UV ბლოკირების თვისებები და ემატება მზისგან დამცავ ლოსიონებს. თიხის ნანონაწილაკები ან ნახშირბადის შავი პოლიმერულ მატრიცებში ჩართვისას ზრდის გამაგრებას, გვთავაზობს უფრო ძლიერ პლასტმასს, უფრო მაღალი მინის გარდამავალი ტემპერატურით. ეს ნანონაწილაკები მყარია და თავის თვისებებს ანიჭებენ პოლიმერს. ტექსტილის ბოჭკოებზე მიმაგრებულ ნანონაწილაკებს შეუძლიათ შექმნან ჭკვიანი და ფუნქციონალური ტანსაცმელი.

 

 

 

ნანოფაზური კერამიკა: ნანომასშტაბიანი ნაწილაკების გამოყენებით კერამიკული მასალების წარმოებაში შეიძლება გვქონდეს ერთდროული და მნიშვნელოვანი მატება როგორც სიმტკიცეში, ასევე ელასტიურობაში. ნანოფაზური კერამიკა ასევე გამოიყენება კატალიზისთვის მათი ზედაპირის ფართობის მაღალი თანაფარდობის გამო. ნანოფაზის კერამიკული ნაწილაკები, როგორიცაა SiC, ასევე გამოიყენება როგორც გამაგრება მეტალებში, როგორიცაა ალუმინის მატრიცა.

 

 

 

თუ შეგიძლიათ მოიფიქროთ თქვენი ბიზნესისთვის გამოსადეგი ნანოწარმოების აპლიკაცია, შეგვატყობინეთ და მიიღეთ ჩვენი ინფორმაცია. ჩვენ შეგვიძლია დავაპროექტოთ, შევქმნათ პროტოტიპი, დავამზადოთ, შევამოწმოთ და მოგაწოდოთ ისინი. ჩვენ დიდ მნიშვნელობას ვანიჭებთ ინტელექტუალური საკუთრების დაცვას და შეგვიძლია თქვენთვის სპეციალური ღონისძიებების გატარება, რათა უზრუნველყოთ თქვენი დიზაინისა და პროდუქციის კოპირება. ჩვენი ნანოტექნოლოგიის დიზაინერები და ნანოწარმოების ინჟინრები ერთ-ერთი საუკეთესოა მსოფლიოში და ისინი იგივე ადამიანები არიან, რომლებმაც შექმნეს მსოფლიოს ყველაზე მოწინავე და პატარა მოწყობილობები.