Nanoscale Manufacturing / Nanomanufacturing

Våra delar och produkter i nanometerlängd tillverkas med NANOSCALE MANUFACTURING / NANOMANUFACTURING. Detta område är fortfarande i sin linda, men har stora löften för framtiden. Molekylärt konstruerade enheter, mediciner, pigment...etc. håller på att utvecklas och vi arbetar med våra partners för att ligga före konkurrenterna. Följande är några av de kommersiellt tillgängliga produkter som vi för närvarande erbjuder:

 

 

 

KOLNANORÖR

 

NANOPARTIKLAR

 

NANOFASKERAMIK

 

CARBON BLACK REINFORCEMENT för gummi och polymerer

 

NANOCOMPOSITES in tennisbollar, basebollträn, motorcyklar och cyklar

 

MAGNETISKA NANOPARTICLES för datalagring

 

NANOPARTICLE katalytiska omvandlare

 

 

 

Nanomaterial kan vara vilken som helst av de fyra typerna, nämligen metaller, keramik, polymerer eller kompositer. Generellt är NANOSTRUCTURES  mindre än 100 nanometer.

 

 

 

Inom nanotillverkning tar vi ett av två tillvägagångssätt. Som ett exempel, i vår uppifrån-och-ned-strategi tar vi en kiselskiva, använder litografi, våta och torra etsningsmetoder för att konstruera små mikroprocessorer, sensorer, sonder. Å andra sidan, i vår bottom-up-nanotillverkningsmetod använder vi atomer och molekyler för att bygga små enheter. Vissa av de fysikaliska och kemiska egenskaper som materien uppvisar kan uppleva extrema förändringar när partikelstorleken närmar sig atomära dimensioner. Ogenomskinliga material i sitt makroskopiska tillstånd kan bli transparenta i sin nanoskala. Material som är kemiskt stabila i makrotillstånd kan bli brännbara i sin nanoskala och elektriskt isolerande material kan bli ledare. För närvarande är följande bland de kommersiella produkter vi kan erbjuda:

 

 

 

KOLNANORÖR (CNT) ENHETER/NANORÖR: Vi kan visualisera kolnanorör som rörformade former av grafit från vilka enheter i nanoskala kan konstrueras. CVD, laserablation av grafit, kolbågeurladdning kan användas för att producera kolnanorörsenheter. Nanorör kategoriseras som enkelväggiga nanorör (SWNT) och multiväggiga nanorör (MWNT) och kan dopas med andra element. Kolnanorör (CNT) är allotroper av kol med en nanostruktur som kan ha ett längd-till-diameterförhållande som är större än 10 000 000 och så högt som 40 000 000 och ännu högre. Dessa cylindriska kolmolekyler har egenskaper som gör dem potentiellt användbara i applikationer inom nanoteknik, elektronik, optik, arkitektur och andra materialvetenskapliga områden. De uppvisar extraordinär styrka och unika elektriska egenskaper och är effektiva värmeledare. Nanorör och sfäriska buckyballs är medlemmar av fullerenstrukturen. Det cylindriska nanoröret har vanligtvis åtminstone en ände täckt med en halvklot av buckyball-strukturen. Namnet nanorör kommer från dess storlek, eftersom diametern på ett nanorör är i storleksordningen några nanometer, med längder på minst flera millimeter. Naturen av bindningen av ett nanorör beskrivs genom orbital hybridisering. Den kemiska bindningen av nanorör består helt av sp2-bindningar, liknande de för grafit. Denna bindningsstruktur är starkare än de sp3-bindningar som finns i diamanter och ger molekylerna sin unika styrka. Nanorör anpassar sig naturligt till rep som hålls samman av Van der Waals krafter. Under högt tryck kan nanorör smälta samman och byta ut vissa sp2-bindningar mot sp3-bindningar, vilket ger möjligheten att producera starka trådar med obegränsad längd genom högtrycksnanorörlänkning. Styrkan och flexibiliteten hos kolnanorör gör dem till potentiell användning för att kontrollera andra strukturer i nanoskala. Enkelväggiga nanorör med draghållfastheter mellan 50 och 200 GPa har producerats och dessa värden är ungefär en storleksordning större än för kolfibrer. Elasticitetsmodulvärdena är i storleksordningen 1 tetrapascal (1000 GPa) med frakturpåkänningar mellan cirka 5 % till 20 %. Kolnanorörens enastående mekaniska egenskaper gör att vi använder dem i tuffa kläder och sportkläder, stridsjackor. Kolnanorör har en styrka som är jämförbar med diamant, och de vävs in i kläder för att skapa sticksäkra och skottsäkra kläder. Genom att tvärbinda CNT-molekyler innan de införlivas i en polymermatris kan vi bilda ett superhöghållfast kompositmaterial. Denna CNT-komposit kan ha en draghållfasthet i storleksordningen 20 miljoner psi (138 GPa), revolutionerande ingenjörsdesign där låg vikt och hög hållfasthet krävs. Kolnanorör avslöjar också ovanliga strömledningsmekanismer. Beroende på orienteringen av de hexagonala enheterna i grafenplanet (dvs. rörväggar) med röraxeln, kan kolnanorören bete sig antingen som metaller eller halvledare. Som ledare har kolnanorör mycket hög elektrisk strömförande förmåga. Vissa nanorör kan bära strömtätheter som är över 1000 gånger större än silver eller koppar. Kolnanorör inkorporerade i polymerer förbättrar deras urladdningsförmåga för statisk elektricitet. Detta har tillämpningar i bränsleledningar för bilar och flygplan och produktion av vätgaslagringstankar för vätgasdrivna fordon. Kolnanorör har visat sig uppvisa starka elektron-fononresonanser, vilket indikerar att under vissa likströmsförspänningar och dopningsförhållanden svänger deras ström och den genomsnittliga elektronhastigheten, såväl som elektronkoncentrationen på röret vid terahertzfrekvenser. Dessa resonanser kan användas för att göra terahertzkällor eller sensorer. Transistorer och integrerade minneskretsar för nanorör har visats. Kolnanorören används som ett kärl för att transportera droger in i kroppen. Nanoröret gör det möjligt att sänka läkemedelsdosen genom att lokalisera dess distribution. Detta är också ekonomiskt lönsamt på grund av lägre mängder läkemedel som används. Läkemedlet kan antingen fästas på sidan av nanoröret eller släpas efter, eller så kan läkemedlet faktiskt placeras inuti nanoröret. Bulk nanorör är en massa ganska oorganiserade fragment av nanorör. Bulk nanorörsmaterial kanske inte når draghållfastheter som liknar den hos enskilda rör, men sådana kompositer kan ändå ge tillräckliga hållfastheter för många tillämpningar. Kolnanorör i bulk används som kompositfibrer i polymerer för att förbättra de mekaniska, termiska och elektriska egenskaperna hos bulkprodukten. Transparenta, ledande filmer av kolnanorör anses ersätta indiumtennoxid (ITO). Kolnanorörsfilmer är mekaniskt mer robusta än ITO-filmer, vilket gör dem idealiska för högtillförlitliga pekskärmar och flexibla skärmar. Utskrivbara vattenbaserade bläck av kolnanorörsfilmer önskas för att ersätta ITO. Nanorörsfilmer visar lovande användning i skärmar för datorer, mobiltelefoner, bankomater...etc. Nanorör har använts för att förbättra ultrakondensatorer. Det aktiverade kolet som används i konventionella ultrakondensatorer har många små ihåliga utrymmen med en storleksfördelning, som tillsammans skapar en stor yta för att lagra elektriska laddningar. Men eftersom laddning kvantiseras till elementära laddningar, dvs elektroner, och var och en av dessa behöver ett minimalt utrymme, är en stor del av elektrodytan inte tillgänglig för lagring eftersom de ihåliga utrymmena är för små. Med elektroder gjorda av nanorör planeras utrymmena anpassas efter storlek, där endast ett fåtal är för stora eller för små och följaktligen kapaciteten att öka. En utvecklad solcell använder ett kolnanorörskomplex, gjort av kolnanorör kombinerat med små kolbuckybollar (även kallade Fullerenes) för att bilda ormliknande strukturer. Buckyballs fångar elektroner, men de kan inte få elektroner att flöda. När solljus exciterar polymererna, griper buckyballs elektronerna. Nanorör, som beter sig som koppartrådar, kommer då att kunna få elektronerna eller strömmen att flyta.

 

 

 

NANOPARTIKLAR: Nanopartiklar kan betraktas som en bro mellan bulkmaterial och atomära eller molekylära strukturer. Ett bulkmaterial har i allmänhet konstanta fysikaliska egenskaper genomgående oavsett dess storlek, men på nanoskala är detta ofta inte fallet. Storleksberoende egenskaper observeras såsom kvantinneslutning i halvledarpartiklar, ytplasmonresonans i vissa metallpartiklar och superparamagnetism i magnetiska material. Materialens egenskaper förändras när deras storlek reduceras till nanoskala och när andelen atomer på ytan blir betydande. För bulkmaterial större än en mikrometer är andelen atomer vid ytan mycket liten jämfört med det totala antalet atomer i materialet. De olika och enastående egenskaperna hos nanopartiklar beror delvis på att aspekterna av materialets yta dominerar egenskaperna istället för bulkegenskaperna. Till exempel sker böjningen av bulkkoppar med rörelse av kopparatomer/kluster på ungefär 50 nm-skalan. Kopparnanopartiklar mindre än 50 nm anses vara superhårda material som inte uppvisar samma formbarhet och duktilitet som bulkkoppar. Ändringen av fastigheter är inte alltid önskvärd. Ferroelektriska material som är mindre än 10 nm kan byta magnetiseringsriktning med hjälp av termisk energi vid rumstemperatur, vilket gör dem oanvändbara för minneslagring. Suspensioner av nanopartiklar är möjliga eftersom interaktionen mellan partikelytan och lösningsmedlet är tillräckligt stark för att övervinna skillnader i densitet, vilket för större partiklar vanligtvis resulterar i att ett material antingen sjunker eller flyter i en vätska. Nanopartiklar har oväntade synliga egenskaper eftersom de är tillräckligt små för att begränsa sina elektroner och producera kvanteffekter. Till exempel guld nanopartiklar verkar djupt röda till svarta i lösning. Det stora förhållandet mellan yta och volym minskar smälttemperaturen för nanopartiklar. Det mycket höga förhållandet mellan ytarea och volym av nanopartiklar är en drivkraft för diffusion. Sintring kan ske vid lägre temperaturer, på kortare tid än för större partiklar. Detta bör inte påverka slutproduktens densitet, men flödessvårigheter och nanopartiklars tendens att agglomerera kan orsaka problem. Närvaron av titandioxid nanopartiklar ger en självrengörande effekt, och storleken är nanorange, partiklarna kan inte ses. Zinkoxidnanopartiklar har UV-blockerande egenskaper och läggs till solkrämer. Nanopartiklar av lera eller kimrök när de införlivas i polymermatriser ökar förstärkningen, vilket ger oss starkare plaster med högre glastemperaturer. Dessa nanopartiklar är hårda och ger polymeren sina egenskaper. Nanopartiklar fästa på textilfibrer kan skapa smarta och funktionella kläder.

 

 

 

NANOPHASE CERAMICS: Genom att använda partiklar i nanoskala i produktionen av keramiska material kan vi få en samtidig och stor ökning av både styrka och duktilitet. Nanofas-keramik används också för katalys på grund av deras höga yta-till-area-förhållanden. Nanofas keramiska partiklar som SiC används också som förstärkning i metaller som aluminiummatris.

 

 

 

Om du kan tänka dig en applikation för nanotillverkning som är användbar för ditt företag, låt oss veta och ta emot vår input. Vi kan designa, prototypa, tillverka, testa och leverera dessa till dig. Vi lägger stort värde på skydd av immateriella rättigheter och kan göra särskilda arrangemang för dig för att säkerställa att dina mönster och produkter inte kopieras. Våra nanoteknikdesigners och nanotillverkningsingenjörer är några av de bästa i världen och de är samma människor som utvecklade några av världens mest avancerade och minsta enheter.