Produkcja w nanoskali / nanoprodukcja

Nasze części i produkty w skali nanometrowej są produkowane przy użyciu NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Obszar ten jest jeszcze w powijakach, ale ma wielkie nadzieje na przyszłość. Urządzenia inżynierii molekularnej, leki, pigmenty…itp. są rozwijane i współpracujemy z naszymi partnerami, aby wyprzedzić konkurencję. Oto niektóre z dostępnych na rynku produktów, które obecnie oferujemy:

 

 

 

NANORURKI WĘGLOWE

 

NANOCZĄSTKI

 

CERAMIKA NANOFAZA

 

WZMOCNIENIE WĘGLOWE CZARNE do gumy i polimerów

 

NANOCOMPOSITES in piłki tenisowe, kije baseballowe, motocykle i rowery

 

NANOCZĄSTKI MAGNETYCZNE do przechowywania danych

 

NANOPARTICLE katalizatory

 

 

 

Nanomateriały mogą być jednym z czterech typów, a mianowicie metalami, ceramiką, polimerami lub kompozytami. Ogólnie rzecz biorąc,  NANOSTRUCTURES  są mniejsze niż 100 nanometrów.

 

 

 

W nanoprodukcji stosujemy jedno z dwóch podejść. Jako przykład w naszym podejściu odgórnym bierzemy płytkę krzemową, litografię, mokre i suche metody trawienia do budowy maleńkich mikroprocesorów, czujników, sond. Z drugiej strony, w naszym oddolnym podejściu do nanoprodukcji używamy atomów i molekuł do budowy małych urządzeń. Niektóre fizyczne i chemiczne cechy materii mogą ulegać ekstremalnym zmianom, gdy wielkość cząstek zbliża się do wymiarów atomowych. Materiały nieprzezroczyste w stanie makroskopowym mogą stać się przezroczyste w swojej nanoskali. Materiały, które są stabilne chemicznie w makrostanie, mogą stać się palne w swojej nanoskali, a materiały elektroizolacyjne mogą stać się przewodnikami. Obecnie wśród produktów handlowych, które jesteśmy w stanie zaoferować, znajdują się:

 

 

 

URZĄDZENIA Z NANOTUB WĘGLOWYCH (CNT) / NANOTUB: Możemy wizualizować nanorurki węglowe jako cylindryczne formy grafitu, z których można zbudować urządzenia w nanoskali. CVD, laserowa ablacja grafitu, wyładowanie łukiem węglowym mogą być wykorzystywane do produkcji urządzeń z nanorurek węglowych. Nanorurki są klasyfikowane jako nanorurki jednościenne (SWNT) i wielościenne (MWNT) i mogą być domieszkowane innymi pierwiastkami. Nanorurki węglowe (CNT) to alotropy węgla o nanostrukturze, która może mieć stosunek długości do średnicy większy niż 10 000 000 i nawet 40 000 000, a nawet więcej. Te cylindryczne cząsteczki węgla mają właściwości, które czynią je potencjalnie użytecznymi w zastosowaniach w nanotechnologii, elektronice, optyce, architekturze i innych dziedzinach materiałoznawstwa. Wykazują niezwykłą wytrzymałość i unikalne właściwości elektryczne oraz są wydajnymi przewodnikami ciepła. Nanorurki i kuliste buckyballe należą do strukturalnej rodziny fulerenów. Cylindryczna nanorurka ma zwykle co najmniej jeden koniec zakończony półkulą o strukturze buckyballa. Nazwa nanorurka wywodzi się od jej rozmiaru, ponieważ średnica nanorurki jest rzędu kilku nanometrów, przy długości co najmniej kilku milimetrów. Charakter wiązania nanorurki opisuje hybrydyzacja orbitalna. Wiązanie chemiczne nanorurek składa się wyłącznie z wiązań sp2, podobnych do wiązań grafitu. Ta struktura wiążąca jest silniejsza niż wiązania sp3 występujące w diamentach i zapewnia cząsteczkom ich wyjątkową siłę. Nanorurki naturalnie układają się w liny utrzymywane razem przez siły Van der Waalsa. Pod wysokim ciśnieniem nanorurki mogą się łączyć, wymieniając niektóre wiązania sp2 na wiązania sp3, co daje możliwość wytwarzania silnych drutów o nieograniczonej długości poprzez wysokociśnieniowe łączenie nanorurek. Wytrzymałość i elastyczność nanorurek węglowych czyni je potencjalnymi zastosowaniami w kontrolowaniu innych struktur w nanoskali. Wyprodukowano jednościenne nanorurki o wytrzymałości na rozciąganie od 50 do 200 GPa, a wartości te są w przybliżeniu o rząd wielkości większe niż w przypadku włókien węglowych. Wartości modułu sprężystości są rzędu 1 tetrapaskala (1000 GPa) przy odkształceniach pękających od około 5% do 20%. Wyjątkowe właściwości mechaniczne nanorurek węglowych sprawiają, że stosujemy je w wytrzymałych ubraniach i sprzęcie sportowym, kurtkach bojowych. Nanorurki węglowe mają wytrzymałość porównywalną do diamentu i są wplatane w ubrania, aby stworzyć odzież odporną na przekłucia i kuloodporną. Poprzez usieciowanie cząsteczek CNT przed wprowadzeniem ich do matrycy polimerowej możemy utworzyć materiał kompozytowy o bardzo wysokiej wytrzymałości. Ten kompozyt CNT może mieć wytrzymałość na rozciąganie rzędu 20 milionów psi (138 GPa), rewolucjonizując projektowanie techniczne, w których wymagana jest niska waga i wysoka wytrzymałość. Nanorurki węglowe ujawniają również niezwykłe mechanizmy przewodzenia prądu. W zależności od orientacji jednostek heksagonalnych w płaszczyźnie grafenu (tj. ścian rurek) z osią rurki, nanorurki węglowe mogą zachowywać się jak metale lub półprzewodniki. Jako przewodniki nanorurki węglowe mają bardzo wysoką zdolność przenoszenia prądu elektrycznego. Niektóre nanorurki mogą przenosić gęstość prądu ponad 1000 razy większą niż srebro lub miedź. Nanorurki węglowe wbudowane w polimery poprawiają ich zdolność do rozładowywania elektryczności statycznej. Ma to zastosowanie w samochodowych i samolotowych przewodach paliwowych oraz produkcji zbiorników do przechowywania wodoru do pojazdów napędzanych wodorem. Wykazano, że nanorurki węglowe wykazują silne rezonanse elektronowo-fononowe, co wskazuje, że w określonych warunkach polaryzacji i domieszkowania prądu stałego (DC) ich prąd i średnia prędkość elektronów, a także stężenie elektronów na rurze oscylują z częstotliwościami terahercowymi. Te rezonanse można wykorzystać do wytwarzania źródeł lub czujników terahercowych. Zademonstrowano tranzystory i układy pamięci zintegrowanej z nanorurek. Nanorurki węglowe służą jako naczynie do transportu leków do organizmu. Nanorurka pozwala na obniżenie dawki leku poprzez lokalizację jego dystrybucji. Jest to również ekonomicznie opłacalne ze względu na mniejsze ilości stosowanych leków. Lek może być przymocowany do boku nanorurki lub wleczony z tyłu, albo lek może być faktycznie umieszczony wewnątrz nanorurki. Masowe nanorurki to masa raczej niezorganizowanych fragmentów nanorurek. Masowe materiały nanorurek mogą nie osiągać wytrzymałości na rozciąganie podobnej do wytrzymałości pojedynczych rur, ale takie kompozyty mogą mimo to uzyskiwać wytrzymałości wystarczające do wielu zastosowań. Masowe nanorurki węglowe są wykorzystywane jako włókna kompozytowe w polimerach w celu poprawy mechanicznych, termicznych i elektrycznych właściwości produktu masowego. Uważa się, że przezroczyste, przewodzące warstwy nanorurek węglowych zastąpią tlenek indowo-cynowy (ITO). Folie z nanorurek węglowych są mechanicznie bardziej wytrzymałe niż folie ITO, dzięki czemu idealnie nadają się do ekranów dotykowych o wysokiej niezawodności i elastycznych wyświetlaczy. Farby wodne do nadruku na foliach z nanorurek węglowych mają zastąpić ITO. Filmy z nanorurek dają nadzieję na zastosowanie w wyświetlaczach do komputerów, telefonów komórkowych, bankomatów… itd. Nanorurki zostały wykorzystane do ulepszenia ultrakondensatorów. Węgiel aktywowany stosowany w konwencjonalnych ultrakondensatorach ma wiele małych pustych przestrzeni o rozkładzie rozmiarów, które razem tworzą dużą powierzchnię do przechowywania ładunków elektrycznych. Ponieważ jednak ładunek jest kwantowany na ładunki elementarne, tj. elektrony, a każdy z nich wymaga minimalnej przestrzeni, duża część powierzchni elektrody nie jest dostępna do przechowywania, ponieważ puste przestrzenie są zbyt małe. W przypadku elektrod wykonanych z nanorurek planowane jest dostosowywanie przestrzeni do rozmiaru, przy czym tylko kilka z nich jest za dużych lub za małych, co w konsekwencji prowadzi do zwiększenia pojemności. Opracowane ogniwo słoneczne wykorzystuje kompleks nanorurek węglowych, składający się z nanorurek węglowych połączonych z maleńkimi węglowymi kuleczkami (zwanymi również fulerenami), aby utworzyć struktury wężopodobne. Kule Buckyballa chwytają elektrony, ale nie mogą sprawić, by elektrony płynęły. Kiedy światło słoneczne pobudza polimery, buckyballs chwytają elektrony. Nanorurki, zachowując się jak druty miedziane, będą wtedy w stanie spowodować przepływ elektronów lub prądu.

 

 

 

NANOCZĄSTKI: Nanocząsteczki można uznać za pomost między materiałami masowymi a strukturami atomowymi lub molekularnymi. Materiał sypki na ogół ma stałe właściwości fizyczne, niezależnie od jego wielkości, ale w nanoskali często tak nie jest. Obserwowane są właściwości zależne od wielkości, takie jak uwięzienie kwantowe w cząstkach półprzewodnikowych, powierzchniowy rezonans plazmonowy w niektórych cząstkach metali oraz superparamagnetyzm w materiałach magnetycznych. Właściwości materiałów zmieniają się wraz ze zmniejszaniem ich rozmiaru do nanoskali i gdy procent atomów na powierzchni staje się znaczący. W przypadku materiałów sypkich większych niż mikrometr procent atomów na powierzchni jest bardzo mały w porównaniu z całkowitą liczbą atomów w materiale. Różne i wyjątkowe właściwości nanocząstek są częściowo spowodowane aspektami powierzchni materiału dominującymi właściwościami zamiast właściwości w masie. Na przykład, zginanie miedzi w masie występuje z ruchem atomów/klastrów miedzi w skali około 50 nm. Nanocząstki miedzi mniejsze niż 50 nm są uważane za super twarde materiały, które nie wykazują takiej samej ciągliwości i ciągliwości jak miedź w masie. Zmiana właściwości nie zawsze jest pożądana. Materiały ferroelektryczne mniejsze niż 10 nm mogą zmieniać kierunek namagnesowania za pomocą energii cieplnej w temperaturze pokojowej, co czyni je bezużytecznymi do przechowywania w pamięci. Zawiesiny nanocząstek są możliwe, ponieważ oddziaływanie powierzchni cząstek z rozpuszczalnikiem jest wystarczająco silne, aby przezwyciężyć różnice w gęstości, co w przypadku większych cząstek zwykle powoduje tonięcie lub unoszenie się materiału w cieczy. Nanocząstki mają nieoczekiwane widoczne właściwości, ponieważ są wystarczająco małe, aby ograniczyć ich elektrony i wywołać efekty kwantowe. Na przykład nanocząsteczki złota mają w roztworze kolor od głębokiej czerwieni do czerni. Duży stosunek powierzchni do objętości obniża temperatury topnienia nanocząstek. Bardzo wysoki stosunek powierzchni do objętości nanocząstek jest siłą napędową dyfuzji. Spiekanie może odbywać się w niższych temperaturach, w krótszym czasie niż w przypadku większych cząstek. Nie powinno to wpływać na gęstość produktu końcowego, jednak trudności w przepływie i tendencja nanocząstek do aglomeracji mogą powodować problemy. Obecność nanocząstek dwutlenku tytanu nadaje efekt samooczyszczania, a rozmiar w zakresie nanometrów sprawia, że cząstki nie są widoczne. Nanocząsteczki tlenku cynku mają właściwości blokujące promieniowanie UV i są dodawane do balsamów przeciwsłonecznych. Nanocząstki gliny lub sadza po włączeniu do matryc polimerowych zwiększają wzmocnienie, oferując nam mocniejsze tworzywa sztuczne o wyższych temperaturach zeszklenia. Te nanocząstki są twarde i nadają polimerowi swoje właściwości. Nanocząsteczki przyczepione do włókien tekstylnych mogą tworzyć inteligentną i funkcjonalną odzież.

 

 

 

CERAMIKA NANOFAZOWA: Używając nanocząstek w produkcji materiałów ceramicznych, możemy uzyskać jednoczesny i znaczny wzrost zarówno wytrzymałości, jak i plastyczności. Ceramika nanofazowa jest również wykorzystywana do katalizy ze względu na wysoki stosunek powierzchni do powierzchni. Nanofazowe cząstki ceramiczne, takie jak SiC, są również stosowane jako wzmocnienie w metalach, takich jak osnowa aluminiowa.

 

 

 

Jeśli możesz wymyślić aplikację do nanoprodukcji przydatną dla Twojej firmy, daj nam znać i otrzymaj nasz wkład. Możemy je zaprojektować, prototypować, wyprodukować, przetestować i dostarczyć. Przywiązujemy dużą wagę do ochrony własności intelektualnej i możemy dokonać specjalnych ustaleń, aby zapewnić, że Twoje projekty i produkty nie zostaną skopiowane. Nasi projektanci nanotechnologii i inżynierowie zajmujący się nanoprodukcją są jednymi z najlepszych na świecie i są to ci sami ludzie, którzy opracowali jedne z najbardziej zaawansowanych i najmniejszych urządzeń na świecie.