Nano Ölçekli İmalat / Nano İmalat

Nanometre boy ölçekli parça ve ürünlerimiz NANOSCALE İMALATI / NANOMANUFACTURING kullanılarak üretilmektedir. Bu alan henüz emekleme aşamasındadır, ancak gelecek için büyük vaatler barındırmaktadır. Moleküler olarak tasarlanmış cihazlar, ilaçlar, pigmentler…vs. geliştiriliyor ve rekabette bir adım önde olmak için ortaklarımızla birlikte çalışıyoruz. Şu anda sunduğumuz ticari olarak satılan ürünlerden bazıları şunlardır:

 

 

 

KARBON NANOTUBLAR

 

NANOPARTİKLER

 

NANOFAZ SERAMİKLERİ

 

KARBON SİYAH TAKVİYESİ kauçuk ve polimerler için

 

NANOCOMPOSITES in tenis topları, beyzbol sopaları, motosikletler ve bisikletler

 

MANYETİK NANOPARTICLES veri depolama için

 

NANOPARTICLE katalitik dönüştürücüler

 

 

 

Nanomalzemeler, metaller, seramikler, polimerler veya kompozitler olmak üzere dört türden herhangi biri olabilir. Genellikle,  NANOSTRUCTURES 100 nanometreden küçüktür.

 

 

 

Nano imalatta iki yaklaşımdan birini kullanıyoruz. Örnek olarak, yukarıdan aşağıya yaklaşımımızda bir silikon gofret alıyoruz, küçük mikroişlemciler, sensörler, sondalar oluşturmak için litografi, ıslak ve kuru aşındırma yöntemleri kullanıyoruz. Öte yandan, aşağıdan yukarıya nano üretim yaklaşımımızda, küçük cihazlar oluşturmak için atomları ve molekülleri kullanırız. Parçacık boyutu atomik boyutlara yaklaştıkça maddenin sergilediği fiziksel ve kimyasal özelliklerden bazıları aşırı değişiklikler yaşayabilir. Makroskopik durumdaki opak malzemeler nano ölçekte şeffaf hale gelebilir. Makro durumda kimyasal olarak kararlı olan malzemeler nano ölçekte yanıcı hale gelebilir ve elektriksel olarak yalıtkan malzemeler iletken olabilir. Şu anda sunabileceğimiz ticari ürünler arasında şunlar yer almaktadır:

 

 

 

KARBON NANOTÜP (CNT) CİHAZLARI / NANOTUPLAR: Karbon nanotüpleri, nano ölçekli cihazların yapılabileceği boru şeklindeki grafit formları olarak görselleştirebiliriz. CVD, grafitin lazerle ablasyonu, karbon ark deşarjı, karbon nanotüp cihazları üretmek için kullanılabilir. Nanotüpler, tek duvarlı nanotüpler (SWNT'ler) ve çok duvarlı nanotüpler (MWNT'ler) olarak sınıflandırılır ve diğer elementlerle katkılanabilir. Karbon nanotüpler (CNT'ler), uzunluk-çap oranı 10.000.000'dan büyük ve 40.000.000'a kadar ve hatta daha yüksek olabilen bir nano yapıya sahip karbon allotroplarıdır. Bu silindirik karbon molekülleri, nanoteknoloji, elektronik, optik, mimari ve diğer malzeme bilimi alanlarındaki uygulamalarda potansiyel olarak faydalı olmalarını sağlayan özelliklere sahiptir. Olağanüstü güç ve benzersiz elektriksel özellikler sergilerler ve verimli ısı iletkenleridir. Nanotüpler ve küresel buckyball'lar, fulleren yapısal ailesinin üyeleridir. Silindirik nanotüp genellikle buckyball yapısının bir yarım küresi ile kapatılmış en az bir uca sahiptir. Nanotüp adı, boyutundan türetilmiştir, çünkü bir nanotüpün çapı birkaç nanometre mertebesindedir ve uzunlukları en az birkaç milimetredir. Bir nanotüpün bağlanmasının doğası orbital hibridizasyon ile tanımlanır. Nanotüplerin kimyasal bağları, grafite benzer şekilde tamamen sp2 bağlarından oluşur. Bu bağ yapısı, elmaslarda bulunan sp3 bağlarından daha güçlüdür ve moleküllere benzersiz bir güç kazandırır. Nanotüpler doğal olarak Van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulan halatlar halinde hizalanırlar. Yüksek basınç altında, nanotüpler birleşebilir, bazı sp2 bağlarını sp3 bağları ile takas edebilir, bu da yüksek basınçlı nanotüp bağlantısı yoluyla güçlü, sınırsız uzunlukta teller üretme imkanı verir. Karbon nanotüplerin gücü ve esnekliği, onları diğer nano ölçekli yapıların kontrolünde potansiyel kullanım haline getirir. 50 ila 200 GPa arasında çekme mukavemetine sahip tek duvarlı nanotüpler üretilmiştir ve bu değerler yaklaşık olarak karbon fiberlerden daha büyüktür. Elastik modül değerleri, yaklaşık %5 ila %20 arasında kırılma gerilmeleri ile 1 Tetrapaskal (1000 GPa) mertebesindedir. Karbon nanotüplerin olağanüstü mekanik özellikleri, onları sert giysilerde ve spor kıyafetlerinde, savaş ceketlerinde kullanmamızı sağlıyor. Karbon nanotüpler elmasla karşılaştırılabilir bir güce sahiptir ve delinmeye ve kurşun geçirmez giysiler oluşturmak için giysilere dokunurlar. Bir polimer matrisine dahil edilmeden önce CNT moleküllerini çapraz bağlayarak süper yüksek mukavemetli bir kompozit malzeme oluşturabiliriz. Bu CNT kompoziti, 20 milyon psi (138 GPa) civarında bir gerilme mukavemetine sahip olabilir ve bu, düşük ağırlık ve yüksek mukavemetin gerekli olduğu mühendislik tasarımında devrim yaratır. Karbon nanotüpler ayrıca olağandışı akım iletim mekanizmalarını da ortaya çıkarır. Grafen düzlemindeki (yani tüp duvarları) altıgen birimlerin tüp ekseni ile oryantasyonuna bağlı olarak, karbon nanotüpler metal veya yarı iletken gibi davranabilir. İletken olarak karbon nanotüpler çok yüksek elektrik akımı taşıma kapasitesine sahiptir. Bazı nanotüpler, gümüş veya bakırın 1000 katından fazla akım yoğunluğu taşıyabilir. Polimerlere dahil edilen karbon nanotüpler, statik elektrik deşarj kapasitesini artırır. Bunun otomobil ve uçak yakıt hatlarında ve hidrojenle çalışan araçlar için hidrojen depolama tanklarının üretiminde uygulamaları vardır. Karbon nanotüplerin, belirli doğru akım (DC) yanlılığı ve doping koşulları altında akımlarının ve ortalama elektron hızının yanı sıra tüp üzerindeki elektron konsantrasyonunun terahertz frekanslarında salındığını gösteren güçlü elektron-fonon rezonansları sergilediklerini göstermiştir. Bu rezonanslar terahertz kaynakları veya sensörler yapmak için kullanılabilir. Transistörler ve nanotüp entegre bellek devreleri gösterilmiştir. Karbon nanotüpler, ilaçların vücuda taşınması için bir kap olarak kullanılır. Nanotüp, dağılımını lokalize ederek ilaç dozajının düşürülmesine izin verir. Bu, aynı zamanda, daha az miktarda ilaç kullanıldığı için ekonomik olarak da uygundur. İlaç, nanotüpün yanına takılabilir veya arkasından çekilebilir veya ilaç aslında nanotüpün içine yerleştirilebilir. Toplu nanotüpler, oldukça organize olmayan nanotüp parçalarından oluşan bir kütledir. Toplu nanotüp malzemeleri, tek tek tüplerinkine benzer çekme mukavemetlerine ulaşmayabilir, ancak bu tür kompozitler yine de birçok uygulama için yeterli mukavemet sağlayabilir. Dökme karbon nanotüpler, dökme ürünün mekanik, termal ve elektriksel özelliklerini geliştirmek için polimerlerde kompozit lifler olarak kullanılmaktadır. Şeffaf, iletken karbon nanotüp filmlerinin indiyum kalay oksitin (ITO) yerini aldığı düşünülmektedir. Karbon nanotüp filmler, ITO filmlerinden mekanik olarak daha sağlamdır ve bu da onları yüksek güvenilirliğe sahip dokunmatik ekranlar ve esnek ekranlar için ideal hale getirir. Karbon nanotüp filmlerin yazdırılabilir su bazlı mürekkeplerinin ITO'nun yerini alması istenmektedir. Nanotüp filmler bilgisayarlar, cep telefonları, ATM'ler vb. için ekranlarda kullanım için umut vaat ediyor. Nanotüpler, ultrakapasitörleri geliştirmek için kullanılmıştır. Konvansiyonel ultrakapasitörlerde kullanılan aktif kömür, elektrik yüklerini depolamak için birlikte geniş bir yüzey oluşturan, boyut dağılımına sahip birçok küçük oyuk alana sahiptir. Bununla birlikte, yük temel yüklere, yani elektronlara kuantize edildiğinden ve bunların her biri minimum bir alana ihtiyaç duyduğundan, elektrot yüzeyinin büyük bir kısmı, içi boş alanlar çok küçük olduğu için depolama için uygun değildir. Nanotüplerden yapılan elektrotlarla, boşlukların boyuta uygun hale getirilmesi, yalnızca birkaçının çok büyük veya çok küçük olması ve dolayısıyla kapasitenin artırılması planlanıyor. Geliştirilen bir güneş pili, yılan benzeri yapılar oluşturmak için küçük karbon buckyball'lar (Fulerenler olarak da adlandırılır) ile birleştirilmiş karbon nanotüplerden oluşan bir karbon nanotüp kompleksi kullanır. Bucky topları elektronları yakalar, ancak elektronların akışını sağlayamazlar. Güneş ışığı polimerleri uyardığında, bucky topları elektronları yakalar. Bakır teller gibi davranan nanotüpler daha sonra elektronları veya akım akışını yapabilecektir.

 

 

 

NANOPARTİKLER: Nanopartiküller, dökme malzemeler ile atomik veya moleküler yapılar arasında bir köprü olarak düşünülebilir. Dökme bir malzeme, boyutundan bağımsız olarak genellikle sabit fiziksel özelliklere sahiptir, ancak nano ölçekte bu genellikle böyle değildir. Yarı iletken parçacıklarda kuantum hapsi, bazı metal parçacıklarda yüzey plazmon rezonansı ve manyetik malzemelerde süperparamanyetizma gibi boyuta bağlı özellikler gözlenir. Malzemelerin özellikleri, boyutları nano ölçeğe küçüldükçe ve yüzeydeki atom yüzdesi önemli hale geldikçe değişir. Bir mikrometreden daha büyük hacimli malzemeler için, yüzeydeki atomların yüzdesi, malzemedeki toplam atom sayısına kıyasla çok küçüktür. Nanopartiküllerin farklı ve olağanüstü özellikleri, kısmen, yığın özellikleri yerine özelliklere hakim olan malzeme yüzeyinin yönlerinden kaynaklanmaktadır. Örneğin, dökme bakırın bükülmesi, bakır atomlarının/kümelerinin yaklaşık 50 nm ölçeğinde hareketiyle meydana gelir. 50 nm'den küçük bakır nanopartiküller, dökme bakır ile aynı dövülebilirliği ve sünekliği sergilemeyen süper sert malzemeler olarak kabul edilir. Özelliklerdeki değişiklik her zaman istenmez. 10 nm'den küçük ferroelektrik malzemeler, oda sıcaklığındaki termal enerjiyi kullanarak mıknatıslanma yönlerini değiştirebilir, bu da onları bellek depolaması için işe yaramaz hale getirir. Nanopartiküllerin süspansiyonları mümkündür, çünkü partikül yüzeyinin solvent ile etkileşimi, yoğunluktaki farklılıkların üstesinden gelmek için yeterince güçlüdür; bu, daha büyük partiküller için genellikle bir malzemenin bir sıvı içinde batmasına veya yüzmesine neden olur. Nanopartiküller, elektronlarını sınırlayacak ve kuantum etkileri üretecek kadar küçük oldukları için beklenmedik görünür özelliklere sahiptir. Örneğin, altın nanoparçacıklar çözelti içinde koyu kırmızıdan siyaha kadar görünür. Geniş yüzey alanı/hacim oranı, nanoparçacıkların erime sıcaklıklarını azaltır. Nanoparçacıkların çok yüksek yüzey alanı/hacim oranı, difüzyon için bir itici güçtür. Sinterleme, daha büyük partiküllere göre daha düşük sıcaklıklarda, daha kısa sürede gerçekleşebilir. Bu, nihai ürünün yoğunluğunu etkilememelidir, ancak akış zorlukları ve nanopartiküllerin topaklanma eğilimi sorunlara neden olabilir. Titanyum Dioksit nanoparçacıklarının varlığı kendi kendini temizleme etkisi verir ve boyut nano-aralık olduğundan parçacıklar görülemez. Çinko Oksit nanoparçacıkları UV engelleme özelliklerine sahiptir ve güneş koruyucu losyonlara eklenir. Polimer matrislere dahil edildiğinde kil nanoparçacıkları veya karbon siyahı, takviyeyi arttırır ve bize daha yüksek cam geçiş sıcaklıkları ile daha güçlü plastikler sunar. Bu nanoparçacıklar serttir ve özelliklerini polimere verir. Tekstil liflerine eklenen nanopartiküller, akıllı ve fonksiyonel giysiler yaratabilir.

 

 

 

NANOFAZ SERAMİKLERİ: Seramik malzemelerin üretiminde nano ölçekli parçacıkları kullanarak hem mukavemet hem de süneklikte eşzamanlı ve büyük bir artış sağlayabiliriz. Nanofaz seramikler, yüksek yüzey-alan oranları nedeniyle kataliz için de kullanılmaktadır. SiC gibi nanofaz seramik parçacıklar da alüminyum matris gibi metallerde takviye olarak kullanılmaktadır.

 

 

 

İşiniz için yararlı bir nano-imalat uygulaması düşünebiliyorsanız, bize bildirin ve katkımızı alın. Bunları tasarlayabilir, prototipleyebilir, üretebilir, test edebilir ve size teslim edebiliriz. Fikri mülkiyet korumasına büyük değer veriyoruz ve tasarımlarınızın ve ürünlerinizin kopyalanmamasını sağlamak için sizin için özel düzenlemeler yapabiliriz. Nanoteknoloji tasarımcılarımız ve nanoüretim mühendislerimiz dünyanın en iyilerinden bazılarıdır ve dünyanın en gelişmiş ve en küçük cihazlarından bazılarını geliştiren kişilerdir.