חיבור נקודות (ננו): ביג - חשיבה התמונה יכולה לקדם ייצור nanoparticle

Anonim

ייצור Nanoparticle, הייצור של יחידות חומר פחות מ 100 ננומטר בגודל (100, 000 פעמים קטן יותר מאשר שיש), מוכיחה את האמרה כי "דברים טובים באים חבילות קטנות." החלקיקים המהונדסים של היום הם מרכיבים אינטגרליים של כל דבר, החל בננו-קריסטל של הנקודה הקוונטית, המציגים את הצגים המבריקים של טלוויזיות המדינה- of the-art על פיסות זעירות של כסף המסייעות לתחבושות המגנות מפני זיהום. עם זאת, מיזמים מסחריים המבקשים להרוויח אלה אבני בניין זעירים להתמודד עם בעיות בקרת איכות, כי אם unaddressed, יכול להפחית את היעילות, להגדיל את עלויות הייצור להגביל את ההשפעה המסחרית של המוצרים המשלבים אותם.

כדי לסייע להתגבר על המכשולים הללו, המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) והמרכז להערכת טכנולוגיה עולמית (WTEC) ממליצים לחוקרי nanoparticle, יצרנים ומנהלים "לחבר את הנקודות" על ידי התחשבות באתגרים המשותפים שלהם, והתמודדות איתם באופן קולקטיבי מאשר בנפרד. זה כולל העברת ידע בין תחומי, תיאום פעולות בין ארגונים ומשתף משאבים כדי להקל על פתרונות.

ההמלצות מוצגות במאמר חדש בכתב העת ACS Applied Nano Materials.

"הסתכלנו על התמונה הגדולה של ייצור nanoparticle לזהות בעיות נפוצות עבור חומרים שונים, תהליכים ויישומים", אמר NIST המדען הפיזי סמואל סטביס, המחבר הראשי של העיתון. "פתרון בעיות אלה יכול לקדם את המפעל כולו."

המסמך החדש מספק מסגרת להבנה טובה יותר של נושאים אלה. זהו שיאו של מחקר שיזם סדנא שאורגנה על ידי NIST, שהתמקדה באתגר הבסיסי של צמצום או הטרוגניות ההטרוגניות, שינויים לא מכוונים בגודל ננו-חלקיקים, צורה ומאפיינים אחרים המתרחשים במהלך הייצור שלהם.

"הטרוגניות יכולה להיות השלכות משמעותיות בייצור nanoparticle", אמר מהנדס כימי NIST ומחבר שותף ג 'פרי Fagan.

במאמרם, המחברים ציינו כי החידושים הרווחיים ביותר בייצור ננו-חלקיקים מפחיתים את ההטרוגניות בשלבים המוקדמים של הניתוח, מה שמקטין את הצורך בעיבוד עתידי. זה מפחית פסולת, מפשט אפיון ומשפר את האינטגרציה של חלקיקים לתוך מוצרים, כל אשר לחסוך כסף.

המחברים אייר את הנקודה על ידי השוואת הייצור של חלקיקי זהב צינורות פחמן. עבור זהב, הם ציינו, עלויות סינתזה הראשונית יכולה להיות גבוהה, אבל את הדמיון של חלקיקים המיוצר דורש טיהור פחות אפיון. לכן, הם יכולים להפוך מגוון רחב של מוצרים, כגון חיישנים, בעלויות נמוכות יחסית.

לעומת זאת, צינורות פחמן הטרוגניות יותר זול פחות לסנתז אבל דורשים עיבוד נוסף כדי להניב אלה עם המאפיינים הרצויים. עלויות נוספות במהלך הייצור כיום להפוך צינורות רק מעשית עבור יישומים בעלי ערך גבוה כגון התקני לוגיקה דיגיטלית.

"למרות אלה חלקיקים ומוצרי הקצה שלהם הם שונים מאוד, בעלי העניין בייצור שלהם יכולים ללמוד הרבה מן השיטות המומלצות של זה", אמר NIST חומרים המדען ושותף מחבר ג 'אלכסנדר Liddle. "על ידי שיתוף ידע, הם עשויים להיות מסוגלים לשפר הן פעולות שונות לכאורה."

מציאת דרכים כמו זה כדי לחבר את הנקודות, המחברים אמר, הוא בעל חשיבות מכרעת עבור מיזמים חדשים המבקשים להעביר טכנולוגיות nanoparticle מעבדה לשוק.

"ייצור Nanoparticle יכול להיות כל כך יקר כי המימון פג לפני המוצר הסופי יכול להיות מסחור", אמר WTEC ננוטכנולוגיה יועץ ושיתוף המחבר מיכאל סטופה. "במאמר שלנו, אנו מתאר כמה הזדמנויות לשיפור הסיכויים כי מיזמים חדשים ישרדו את המסעות שלהם באמצעות העברת הטכנולוגיה" עמק המוות ".

לבסוף, המחברים בדקו כיצד אתגרים הייצור וחידושים משפיעים על מספר הולך וגדל של יישומים עבור חלקיקים, כולל אלה בתחומי האלקטרוניקה, האנרגיה, הבריאות והחומרים.

menu
menu