Prodhimi në shkallë nano / Nanomanufacturing

Pjesët dhe produktet tona të shkallës me gjatësi nanometrike prodhohen duke përdorur NANOSCAL MANUFACTURING / NANOMANFACTURING. Kjo zonë është ende në fillimet e saj, por ka premtime të mëdha për të ardhmen. Pajisjet, ilaçet, pigmentet e krijuara në mënyrë molekulare, etj. janë duke u zhvilluar dhe ne po punojmë me partnerët tanë për të qëndruar përpara konkurrencës. Më poshtë janë disa nga produktet komerciale të disponueshme që ne ofrojmë aktualisht:

 

 

 

NANOTUBAT E KARBONIT

 

NANOGRIMTARE

 

QERAMIKA NANOFAZE

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT për gome dhe polimere

 

NANOCOMPOSITES in topa tenisi, shkopinj bejsbolli, motoçikleta dhe biçikleta

 

NANOPARTICLES MAGNETIC për ruajtjen e të dhënave

 

NANOPARTICLE konvertuesit katalitikë

 

 

 

Nanomaterialet mund të jenë cilido prej katër llojeve, përkatësisht metale, qeramika, polimere ose kompozita. Në përgjithësi, NANOSTRUCTURES janë më pak se 100 nanometra.

 

 

 

Në nanoprodhimin ne marrim një nga dy qasjet. Si shembull, në qasjen tonë nga lart-poshtë ne marrim një vaferë silikoni, përdorim litografi, metoda të gdhendjes së lagësht dhe të thatë për të ndërtuar mikroprocesorë të vegjël, sensorë, sonda. Nga ana tjetër, në qasjen tonë të nanoprodhimit nga poshtë-lart ne përdorim atome dhe molekula për të ndërtuar pajisje të vogla. Disa nga karakteristikat fizike dhe kimike të shfaqura nga materia mund të pësojnë ndryshime ekstreme ndërsa madhësia e grimcave i afrohet dimensioneve atomike. Materialet opake në gjendjen e tyre makroskopike mund të bëhen transparente në shkallën e tyre nano. Materialet që janë kimikisht të qëndrueshme në makrostate mund të bëhen të djegshme në nanoshkallën e tyre dhe materialet izoluese elektrike mund të bëhen përçues. Aktualisht këto janë ndër produktet komerciale që ne jemi në gjendje të ofrojmë:

 

 

 

PAJISJET / NANOTUBAT E KARBONIT (CNT): Ne mund t'i përfytyrojmë nanotubat e karbonit si forma tubulare të grafitit nga të cilat mund të ndërtohen pajisje në shkallë nano. CVD, heqja me lazer e grafitit, shkarkimi me hark karboni mund të përdoret për të prodhuar pajisje me nanotuba karboni. Nanotubat kategorizohen si nanotuba me një mur (SWNTs) dhe nanotuba me shumë mure (MWNTs) dhe mund të dopohen me elementë të tjerë. Nanotubat e karbonit (CNTs) janë alotrope të karbonit me një nanostrukturë që mund të ketë një raport gjatësi-diametër më të madh se 10,000,000 dhe deri në 40,000,000 dhe madje edhe më të lartë. Këto molekula cilindrike të karbonit kanë veti që i bëjnë ato potencialisht të dobishme në aplikime në nanoteknologji, elektronikë, optikë, arkitekturë dhe fusha të tjera të shkencës së materialeve. Ata shfaqin forcë të jashtëzakonshme dhe veti unike elektrike, dhe janë përcjellës efikas të nxehtësisë. Nanotubat dhe bukiballët sferikë janë anëtarë të familjes strukturore të fullerenit. Nanotubi cilindrik zakonisht ka të paktën një skaj të mbuluar me një hemisferë të strukturës së buckyball. Emri nanotube rrjedh nga madhësia e tij, pasi diametri i një nanotubi është në rendin e disa nanometrave, me gjatësi të paktën disa milimetra. Natyra e lidhjes së një nanotubi përshkruhet nga hibridizimi orbital. Lidhja kimike e nanotubave përbëhet tërësisht nga lidhje sp2, të ngjashme me ato të grafitit. Kjo strukturë lidhëse, është më e fortë se lidhjet sp3 që gjenden në diamante dhe u siguron molekulave forcën e tyre unike. Nanotubat natyrshëm rreshtohen në litarë të mbajtur së bashku nga forcat Van der Waals. Nën presionin e lartë, nanotubat mund të bashkohen së bashku, duke shkëmbyer disa lidhje sp2 për lidhje sp3, duke dhënë mundësinë e prodhimit të telave të fortë dhe me gjatësi të pakufizuar përmes lidhjes së nanotubave me presion të lartë. Forca dhe fleksibiliteti i nanotubave të karbonit i bën ato të përdoren potencialisht në kontrollin e strukturave të tjera në shkallë nano. Janë prodhuar nanotuba me një mur me rezistencë në tërheqje midis 50 dhe 200 GPa, dhe këto vlera janë afërsisht një renditje madhësie më e madhe se për fibrat e karbonit. Vlerat e modulit të elasticitetit janë të rendit të 1 Tetrapaskal (1000 GPa) me sforcime të thyerjes midis rreth 5% deri në 20%. Vetitë e jashtëzakonshme mekanike të nanotubave të karbonit na bëjnë t'i përdorim ato në rroba të forta dhe veshje sportive, xhaketa luftarake. Nanotubat e karbonit kanë forcë të krahasueshme me diamantin, dhe ato janë thurur në rroba për të krijuar veshje të papërshkueshme nga thika dhe plumba. Duke ndërlidhur molekulat CNT përpara përfshirjes në një matricë polimer, ne mund të formojmë një material kompozit me forcë super të lartë. Ky përbërje CNT mund të ketë një rezistencë në tërheqje të rendit prej 20 milion psi (138 GPa), duke revolucionarizuar dizajnin inxhinierik ku kërkohet peshë e ulët dhe forcë e lartë. Nanotubat e karbonit zbulojnë gjithashtu mekanizma të pazakontë të përcjelljes së rrymës. Në varësi të orientimit të njësive gjashtëkëndore në rrafshin e grafenit (dmth. muret e tubit) me boshtin e tubit, nanotubat e karbonit mund të sillen ose si metale ose gjysmëpërçues. Si përçues, nanotubat e karbonit kanë aftësi shumë të larta për mbajtjen e rrymës elektrike. Disa nanotuba mund të jenë në gjendje të mbajnë dendësi të rrymës mbi 1000 herë më shumë se argjendi ose bakri. Nanotubat e karbonit të inkorporuar në polimere përmirësojnë aftësinë e tyre të shkarkimit të elektricitetit statik. Kjo ka aplikime në linjat e karburantit të automobilave dhe avionëve dhe prodhimin e rezervuarëve të depozitimit të hidrogjenit për automjetet me energji hidrogjeni. Nanotubat e karbonit kanë treguar se shfaqin rezonanca të forta elektron-fononi, të cilat tregojnë se në kushte të caktuara të paragjykimit dhe dopingut të rrymës direkte (DC) rryma e tyre dhe shpejtësia mesatare e elektroneve, si dhe përqendrimi i elektroneve në tub luhaten në frekuenca terahertz. Këto rezonanca mund të përdoren për të krijuar burime ose sensorë terahertz. Janë demonstruar tranzistorë dhe qarqe me memorie të integruar me nanotuba. Nanotubat e karbonit përdoren si një enë për transportimin e drogës në trup. Nanotubi lejon që doza e barit të ulet duke lokalizuar shpërndarjen e tij. Kjo është gjithashtu ekonomikisht e qëndrueshme për shkak të sasive më të ulëta të barnave që përdoren. Ilaçi mund të ngjitet ose në anën e nanotubit ose të zvarritet pas, ose ilaçi mund të vendoset në fakt brenda nanotubit. Nanotubat me shumicë janë një masë e fragmenteve mjaft të paorganizuara të nanotubave. Materialet e nanotubave në masë mund të mos arrijnë rezistencë në tërheqje të ngjashme me atë të tubave individualë, por përbërës të tillë megjithatë mund të japin forcë të mjaftueshme për shumë aplikime. Nanotubat e karbonit me shumicë po përdoren si fibra të përbëra në polimere për të përmirësuar vetitë mekanike, termike dhe elektrike të produktit me shumicë. Filmat transparentë dhe përçues të nanotubave të karbonit po konsiderohen të zëvendësojnë oksidin e kallajit të indiumit (ITO). Filmat me nanotuba karboni janë mekanikisht më të fortë se filmat ITO, duke i bërë ato ideale për ekrane me prekje me besueshmëri të lartë dhe ekrane fleksibël. Bojërat e printueshme me bazë uji të filmave me nanotuba karboni dëshirohen për të zëvendësuar ITO. Filmat me nanotube tregojnë premtime për përdorim në ekrane për kompjuterë, telefona celularë, ATM… etj. Nanotubat janë përdorur për të përmirësuar ultrakondensatorët. Qymyri i aktivizuar i përdorur në ultrakondensatorët konvencionalë ka shumë hapësira të vogla të zbrazëta me një shpërndarje madhësish, të cilat krijojnë së bashku një sipërfaqe të madhe për të ruajtur ngarkesat elektrike. Megjithatë, duke qenë se ngarkesa kuantizohet në ngarkesa elementare, dmth në elektrone, dhe secila prej tyre ka nevojë për një hapësirë minimale, një pjesë e madhe e sipërfaqes së elektrodës nuk është e disponueshme për ruajtje, sepse hapësirat e zbrazëta janë shumë të vogla. Me elektroda të bëra nga nanotuba, hapësirat planifikohen të përshtaten sipas madhësisë, ku vetëm disa janë shumë të mëdha ose shumë të vogla dhe rrjedhimisht kapaciteti për t'u rritur. Një qelizë diellore e zhvilluar përdor një kompleks nanotuba karboni, i bërë nga nanotuba karboni të kombinuara me topa të vegjël karboni (të quajtura edhe Fullerenes) për të formuar struktura të ngjashme me gjarpërin. Buckyballs bllokojnë elektronet, por ato nuk mund të bëjnë elektronet të rrjedhin. Kur rrezet e diellit eksitojnë polimeret, topat e kokës kapin elektronet. Nanotubat, që sillen si tela bakri, më pas do të jenë në gjendje të bëjnë që elektronet ose rryma të rrjedhin.

 

 

 

NANOGRIÇJA: Nanogrimcat mund të konsiderohen si një urë lidhëse midis materialeve me shumicë dhe strukturave atomike ose molekulare. Një material me shumicë në përgjithësi ka veti fizike konstante pavarësisht nga madhësia e tij, por në shkallë nano shpesh nuk është kështu. Vërehen veti të varura nga madhësia si kufizimi kuantik në grimcat gjysmëpërçuese, rezonanca e plazmonit sipërfaqësor në disa grimca metalike dhe superparamagnetizmi në materialet magnetike. Vetitë e materialeve ndryshojnë pasi madhësia e tyre zvogëlohet në nanoshkallë dhe kur përqindja e atomeve në sipërfaqe bëhet e rëndësishme. Për materialet me shumicë më të mëdha se një mikrometër përqindja e atomeve në sipërfaqe është shumë e vogël në krahasim me numrin total të atomeve në material. Vetitë e ndryshme dhe të jashtëzakonshme të nanogrimcave janë pjesërisht për shkak të aspekteve të sipërfaqes së materialit që dominojnë vetitë në vend të vetive të masës. Për shembull, përkulja e bakrit me shumicë ndodh me lëvizjen e atomeve/grumbullimeve të bakrit në shkallën rreth 50 nm. Nanogrimcat e bakrit më të vogla se 50 nm konsiderohen materiale super të forta që nuk shfaqin të njëjtën lakueshmëri dhe duktilitet si bakri në masë. Ndryshimi në pronat nuk është gjithmonë i dëshirueshëm. Materialet feroelektrike më të vogla se 10 nm mund të ndryshojnë drejtimin e tyre të magnetizimit duke përdorur energjinë termike të temperaturës së dhomës, duke i bërë ato të padobishme për ruajtjen e memories. Pezullimet e nanogrimcave janë të mundshme sepse ndërveprimi i sipërfaqes së grimcave me tretësin është mjaft i fortë për të kapërcyer ndryshimet në densitet, gjë që për grimcat më të mëdha zakonisht rezulton në një material ose fundosje ose notim në një lëng. Nanogrimcat kanë veti të dukshme të papritura, sepse ato janë mjaft të vogla për të kufizuar elektronet e tyre dhe për të prodhuar efekte kuantike. Për shembull, nanogrimcat e arit duken në tretësirë nga e kuqe e thellë në të zezë. Raporti i madh i sipërfaqes ndaj vëllimit redukton temperaturat e shkrirjes së nanogrimcave. Raporti shumë i lartë i sipërfaqes ndaj vëllimit të nanogrimcave është një forcë shtytëse për difuzion. Sinterizimi mund të bëhet në temperatura më të ulëta, në më pak kohë se sa për grimcat më të mëdha. Kjo nuk duhet të ndikojë në densitetin e produktit përfundimtar, megjithatë vështirësitë e rrjedhjes dhe tendenca e nanogrimcave për t'u grumbulluar mund të shkaktojnë probleme. Prania e nanogrimcave të Dioksidit të Titaniumit jep një efekt vetë-pastrues, dhe madhësia duke qenë nan portokalli, grimcat nuk mund të shihen. Nanogrimcat e oksidit të zinkut kanë veti bllokuese të UV-së dhe shtohen në kremrat e kremrave kundër diellit. Nanogrimcat e argjilës ose karboni i zi kur futen në matricat polimere rrisin përforcimin, duke na ofruar plastikë më të fortë, me temperatura më të larta të tranzicionit të qelqit. Këto nanogrimca janë të forta dhe i japin vetitë e tyre polimerit. Nanogrimcat e lidhura me fibrat e tekstilit mund të krijojnë veshje të zgjuara dhe funksionale.

 

 

 

QERAMIKA NANOFAZË: Duke përdorur grimcat nanoshkallëse në prodhimin e materialeve qeramike mund të kemi rritje të njëkohshme dhe të madhe si në forcë ashtu edhe në duktilitet. Qeramikat nanofazore përdoren gjithashtu për katalizim për shkak të raporteve të tyre të larta sipërfaqe-sipërfaqe. Grimcat qeramike nanofaze si SiC përdoren gjithashtu si përforcim në metale të tilla si matrica e aluminit.

 

 

 

Nëse mund të mendoni për një aplikacion për nanoprodhim të dobishëm për biznesin tuaj, na tregoni dhe merrni të dhënat tona. Ne mund t'i projektojmë, prototipojmë, prodhojmë, testojmë dhe t'jua ofrojmë këto. Ne i kushtojmë shumë rëndësi mbrojtjes së pronësisë intelektuale dhe mund të bëjmë marrëveshje të veçanta për ju për të siguruar që modelet dhe produktet tuaja të mos kopjohen. Dizajnerët tanë të nanoteknologjisë dhe inxhinierët e nanoprodhimit janë disa nga më të mirët në botë dhe janë të njëjtët njerëz që zhvilluan disa nga pajisjet më të avancuara dhe më të vogla në botë.