Nanoskala Manufacturing / Nanomanufacturing

Delene og produktene våre i nanometerlengde er produsert ved hjelp av NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Dette området er fortsatt i startfasen, men har store løfter for fremtiden. Molekylært konstruerte enheter, medisiner, pigmenter osv. utvikles og vi samarbeider med våre partnere for å ligge i forkant av konkurrentene. Følgende er noen av de kommersielt tilgjengelige produktene vi tilbyr for øyeblikket:

 

 

 

KARBONNANORØR

 

NANOPARTIKLER

 

NANOFASE KERAMIKK

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT for gummi og polymerer

 

NANOCOMPOSITES in tennisballer, baseballballtre, motorsykler og sykler

 

MAGNETIC NANOPARTICLES for datalagring

 

NANOPARTICLE katalytiske omformere

 

 

 

Nanomaterialer kan være en av de fire typene, nemlig metaller, keramikk, polymerer eller kompositter. Vanligvis er NANOSTRUCTURES  mindre enn 100 nanometer.

 

 

 

I nanoproduksjon tar vi en av to tilnærminger. Som et eksempel, i vår ovenfra-ned-tilnærming tar vi en silisiumplate, bruker litografi, våt og tørr etsingsmetoder for å konstruere bittesmå mikroprosessorer, sensorer, sonder. På den annen side, i vår bottom-up nanoproduksjonsmetode bruker vi atomer og molekyler til å bygge små enheter. Noen av de fysiske og kjemiske egenskapene som materien viser kan oppleve ekstreme endringer når partikkelstørrelsen nærmer seg atomdimensjoner. Ugjennomsiktige materialer i deres makroskopiske tilstand kan bli gjennomsiktige i deres nanoskala. Materialer som er kjemisk stabile i makrotilstand kan bli brennbare i nanoskala og elektrisk isolerende materialer kan bli ledere. For øyeblikket er følgende blant de kommersielle produktene vi kan tilby:

 

 

 

CARBON NANOTUBE (CNT) ENHETER / NANORØR: Vi kan visualisere karbon-nanorør som rørformede former for grafitt som enheter i nanoskala kan konstrueres av. CVD, laserablasjon av grafitt, karbon-bue-utladning kan brukes til å produsere karbon nanorør-enheter. Nanorør er kategorisert som enkeltveggede nanorør (SWNTs) og multi-walled nanorør (MWNTs) og kan dopes med andre elementer. Karbonnanorør (CNT) er allotroper av karbon med en nanostruktur som kan ha et lengde-til-diameter-forhold større enn 10 000 000 og så høyt som 40 000 000 og enda høyere. Disse sylindriske karbonmolekylene har egenskaper som gjør dem potensielt nyttige i applikasjoner innen nanoteknologi, elektronikk, optikk, arkitektur og andre felt innen materialvitenskap. De viser ekstraordinær styrke og unike elektriske egenskaper, og er effektive varmeledere. Nanorør og sfæriske buckyballs er medlemmer av fulleren-strukturfamilien. Det sylindriske nanorøret har vanligvis minst en ende dekket med en halvkule av buckyball-strukturen. Navnet nanorør er avledet fra størrelsen, siden diameteren til et nanorør er i størrelsesorden noen få nanometer, med lengder på minst flere millimeter. Naturen til bindingen til et nanorør er beskrevet ved orbital hybridisering. Den kjemiske bindingen til nanorør består utelukkende av sp2-bindinger, som ligner på grafitt. Denne bindingsstrukturen er sterkere enn sp3-bindingene som finnes i diamanter, og gir molekylene deres unike styrke. Nanorør retter seg naturlig inn i tau som holdes sammen av Van der Waals-styrker. Under høyt trykk kan nanorør smelte sammen, og bytte noen sp2-bindinger for sp3-bindinger, noe som gir muligheten til å produsere sterke ledninger med ubegrenset lengde gjennom høytrykks nanorørkobling. Styrken og fleksibiliteten til nanorør i karbon gjør dem til potensiell bruk for å kontrollere andre nanoskalastrukturer. Det er produsert enkeltveggede nanorør med strekkstyrker mellom 50 og 200 GPa, og disse verdiene er omtrent en størrelsesorden større enn for karbonfibre. Elastisk modulverdier er i størrelsesorden 1 Tetrapascal (1000 GPa) med bruddbelastninger mellom ca. 5 % til 20 %. De enestående mekaniske egenskapene til karbon-nanorørene gjør at vi bruker dem i tøffe klær og sportsutstyr, kampjakker. Karbonnanorør har en styrke som kan sammenlignes med diamant, og de er vevd inn i klær for å lage stikksikre og skuddsikre klær. Ved å kryssbinde CNT-molekyler før inkorporering i en polymermatrise kan vi danne et komposittmateriale med super høy styrke. Denne CNT-kompositten kan ha en strekkstyrke i størrelsesorden 20 millioner psi (138 GPa), som revolusjonerer ingeniørdesign der lav vekt og høy styrke kreves. Karbon nanorør avslører også uvanlige strømledningsmekanismer. Avhengig av orienteringen til de sekskantede enhetene i grafenplanet (dvs. rørvegger) med røraksen, kan karbonnanorørene oppføre seg enten som metaller eller halvledere. Som ledere har nanorør av karbon svært høy elektrisk strømføringsevne. Noen nanorør kan være i stand til å bære strømtettheter over 1000 ganger større enn sølv eller kobber. Karbonnanorør innlemmet i polymerer forbedrer deres utladningsevne for statisk elektrisitet. Dette har applikasjoner i drivstofflinjer for biler og fly og produksjon av hydrogenlagringstanker for hydrogendrevne kjøretøy. Karbonnanorør har vist seg å vise sterke elektron-fonon-resonanser, noe som indikerer at under visse likestrøms (DC) skjevhet og dopingforhold svinger deres strøm og den gjennomsnittlige elektronhastigheten, samt elektronkonsentrasjonen på røret ved terahertz-frekvenser. Disse resonansene kan brukes til å lage terahertz-kilder eller sensorer. Transistorer og integrerte minnekretser for nanorør har blitt demonstrert. Karbonnanorørene brukes som et kar for å transportere medikamenter inn i kroppen. Nanorøret gjør det mulig å redusere medikamentdosen ved å lokalisere distribusjonen. Dette er også økonomisk lønnsomt på grunn av lavere mengder medikamenter som brukes. Legemidlet kan enten festes på siden av nanorøret eller trekkes bak, eller stoffet kan faktisk plasseres inne i nanorøret. Bulk nanorør er en masse ganske uorganiserte fragmenter av nanorør. Bulk nanorørmaterialer kan ikke nå strekkstyrker som ligner på individuelle rør, men slike kompositter kan likevel gi styrker tilstrekkelig for mange bruksområder. Bulk karbon nanorør blir brukt som komposittfibre i polymerer for å forbedre de mekaniske, termiske og elektriske egenskapene til bulkproduktet. Gjennomsiktige, ledende filmer av karbon nanorør vurderes å erstatte indium tinnoksid (ITO). Karbon nanorørfilmer er mekanisk mer robuste enn ITO-filmer, noe som gjør dem ideelle for høypålitelige berøringsskjermer og fleksible skjermer. Utskrivbart vannbasert blekk av nanorørfilmer av karbon er ønskelig for å erstatte ITO. Nanorør-filmer viser lovende bruk i skjermer for datamaskiner, mobiltelefoner, minibanker...osv. Nanorør har blitt brukt til å forbedre ultrakondensatorer. Det aktive kullet som brukes i konvensjonelle ultrakondensatorer har mange små hulrom med en fordeling av størrelser, som sammen skaper en stor overflate for å lagre elektriske ladninger. Men ettersom ladning kvantiseres til elementære ladninger, dvs. elektroner, og hver av disse trenger et minimumsrom, er en stor del av elektrodeoverflaten ikke tilgjengelig for lagring fordi hulrommene er for små. Med elektroder laget av nanorør planlegges rommene skreddersydd, med bare noen få som er for store eller for små og følgelig kapasiteten skal økes. En solcelle utviklet bruker et karbon nanorør-kompleks, laget av karbon nanorør kombinert med bittesmå karbon buckyballs (også kalt Fullerenes) for å danne slangelignende strukturer. Buckyballs fanger elektroner, men de kan ikke få elektronene til å strømme. Når sollys begeistrer polymerene, griper buckyballene elektronene. Nanorør, som oppfører seg som kobbertråder, vil da kunne få elektronene eller strømmen til å flyte.

 

 

 

NANOPARTIKLER: Nanopartikler kan betraktes som en bro mellom bulkmaterialer og atomære eller molekylære strukturer. Et bulkmateriale har generelt konstante fysiske egenskaper gjennom hele uavhengig av størrelsen, men på nanoskala er dette ofte ikke tilfelle. Størrelsesavhengige egenskaper er observert som kvantebegrensning i halvlederpartikler, overflateplasmonresonans i noen metallpartikler og superparamagnetisme i magnetiske materialer. Egenskaper til materialer endres ettersom størrelsen reduseres til nanoskala og når prosentandelen av atomer på overflaten blir betydelig. For bulkmaterialer større enn en mikrometer er prosentandelen av atomer på overflaten svært liten sammenlignet med det totale antallet atomer i materialet. De forskjellige og fremragende egenskapene til nanopartikler skyldes delvis at aspektene ved overflaten til materialet dominerer egenskapene i stedet for bulkegenskapene. For eksempel skjer bøyningen av bulk kobber med bevegelse av kobberatomer/klynger på omtrent 50 nm skala. Kobbernanopartikler mindre enn 50 nm regnes som superharde materialer som ikke viser samme formbarhet og duktilitet som bulkkobber. Endringen i eiendommene er ikke alltid ønskelig. Ferroelektriske materialer mindre enn 10 nm kan bytte magnetiseringsretning ved hjelp av romtemperatur termisk energi, noe som gjør dem ubrukelige for minnelagring. Suspensjoner av nanopartikler er mulig fordi interaksjonen mellom partikkeloverflaten og løsningsmidlet er sterk nok til å overvinne forskjeller i tetthet, som for større partikler vanligvis resulterer i at et materiale enten synker eller flyter i en væske. Nanopartikler har uventede synlige egenskaper fordi de er små nok til å begrense elektronene deres og produsere kvanteeffekter. For eksempel ser gullnanopartikler ut som dyprøde til svarte i løsning. Det store forholdet mellom overflateareal og volum reduserer smeltetemperaturene til nanopartikler. Det svært høye forholdet mellom overflateareal og volum av nanopartikler er en drivkraft for diffusjon. Sintring kan skje ved lavere temperaturer, på kortere tid enn for større partikler. Dette bør ikke påvirke tettheten til sluttproduktet, men flytvansker og tendensen til nanopartikler til å agglomerere kan forårsake problemer. Tilstedeværelsen av titandioksid nanopartikler gir en selvrensende effekt, og størrelsen er nanorange, og partiklene kan ikke sees. Sinkoksid-nanopartikler har UV-blokkerende egenskaper og tilsettes solkremer. Nanopartikler av leire eller kjønrøk når de er innlemmet i polymermatriser øker forsterkning, og gir oss sterkere plast, med høyere glassovergangstemperaturer. Disse nanopartikler er harde, og gir egenskapene til polymeren. Nanopartikler festet til tekstilfibre kan skape smarte og funksjonelle klær.

 

 

 

NANOFASE KERAMIKK: Ved å bruke nanoskala partikler i produksjonen av keramiske materialer kan vi få samtidig og stor økning i både styrke og duktilitet. Nanofase-keramikk brukes også til katalyse på grunn av deres høye overflate-til-areal-forhold. Nanofase keramiske partikler som SiC brukes også som forsterkning i metaller som aluminiummatrise.

 

 

 

Hvis du kan tenke deg en applikasjon for nanoproduksjon som er nyttig for virksomheten din, gi oss beskjed og motta våre innspill. Vi kan designe, prototype, produsere, teste og levere disse til deg. Vi legger stor vekt på beskyttelse av immaterielle rettigheter og kan lage spesielle ordninger for deg for å sikre at designene og produktene dine ikke blir kopiert. Våre nanoteknologidesignere og nanoproduksjonsingeniører er noen av de beste i verden, og de er de samme menneskene som utviklet noen av verdens mest avanserte og minste enheter.