(Nano) taškų prijungimas: didelio paveikslo mąstymas gali paskatinti nanodalelių gamybą

Mikroskopas (Birželis 2019).

Anonim

Nanoparticle gamyba, medžiagos vienetų, kurių storis mažesnis nei 100 nanometrų (100 000 kartų mažesnis nei marmuras) gamyba, įrodo, kad "geri dalykai yra mažuose paketuose". Šiandienos inžinierinės nanodalelės yra neatskiriama visko komponentų, tokių kaip kvantinio taško nanokristalai, spalvos, išsiskiriančios šiuolaikinių televizorių ekranais ir mažais kiekiais sidabro, kurie padeda apsaugoti tvarsčius nuo infekcijos. Vis dėlto komercinės įmonės, siekiančios pasinaudoti šiais nedideliais elementais, susiduria su kokybės kontrolės problemomis, kurios, jei jos neišsprendžiamos, gali sumažinti našumą, didinti gamybos sąnaudas ir apriboti jų komercinį poveikį.

Siekdamas įveikti šias kliūtis, Nacionalinis standartų ir technologijų institutas (NIST) ir ne pelno siekianti Pasaulio technologijų vertinimo centras (WTEC) pasisako už tai, kad nanodalelių tyrėjai, gamintojai ir administratoriai "sujungtų taškus", apskritai svarstydami jų bendrus iššūkius ir kolektyviai jas sprenddami, o ne nei atskirai. Tai apima žinių perkėlimą įvairiose disciplinose, veiklos koordinavimą tarp organizacijų ir dalijimąsi ištekliais, kad būtų lengviau rasti sprendimus.

Rekomendacijos pateikiamos naujajame žurnale ACS Applied Nano Materials.

"Mes pažvelgė į didžiulį nanodalelių gamybos vaizdą, kad nustatytume įvairioms medžiagoms, procesams ir programoms būdingas problemas", - teigė NIST fizikas mokslininkas Samuelis Stavisas, pagrindinis šio straipsnio autorius. "Šių problemų sprendimas gali paskatinti visą įmonę."

Naujame dokumente pateikiama sistema, padedanti geriau suprasti šiuos klausimus. Tai yra tyrimo, kurį inicijavo NIST surengtas seminaras, kulminacija, kurioje daugiausia dėmesio buvo skiriama pagrindiniam iššūkiui - įvairovės mažinimui ar sušvelninimui, netyčiniams nanodalelių dydžio, formos ir kitų savybių, kurios atsiranda jų gamybos metu, pokyčiams.

"Netoksiškumas gali turėti reikšmingų pasekmių nanodalelių gamybai, " sakė NIST chemijos inžinierius ir bendraautorius Jeffrey Fagan.

Savo darbe autoriai pažymėjo, kad pelningiausios nanodalelių gamybos naujovės sumažina nevienalytiškumą ankstyvose operacijos stadijose, todėl sumažėja tolesnio apdorojimo poreikis. Tai sumažina atliekų kiekį, supaprastina apibūdinimą ir gerina nanodalelių integravimą į produktus, iš kurių visi sutaupomi.

Autoriai iliustruoja šį klausimą lygindami aukso nanodalelių ir anglies nanovamzdelių gamybą. Dėl aukso jie teigė, kad pradinės sintezės sąnaudos gali būti didelės, tačiau dėl susidariusių nanodalelių panašumo reikia mažiau valymo ir apibūdinimo. Todėl jie gali būti pagaminti į įvairius produktus, pvz., Jutiklius, esant palyginti mažoms išlaidoms.

Priešingai, labiau heterogeniški anglies nanovamzdeliai yra pigesni sintetinant, tačiau reikalauja daugiau apdorojimo, kad būtų pasiekta norimų savybių turinti medžiaga. Šiuo metu gamybos metu papildomos sąnaudos padaro nanotubus tik praktiška didelės vertės programoms, pvz., Skaitmeniniams loginiams įrenginiams.

"Nors šios nanodalelės ir jų galutiniai produktai yra labai skirtingi, jų gamintojai gali daug sužinoti apie geriausios praktikos pavyzdžius", - teigė NIST medžiagų mokslininkas ir jo autorius J. Alexander Liddle. "Dalijantis žiniomis, jie gali pagerinti atrodo skirtingas operacijas".

Pasak autorių, ieškant tokių būdų, kaip prijungti taškus, yra labai svarbu naujoms įmonėms, siekiančioms perduoti nanodalelių technologijas iš laboratorijos į rinką.

"Nanoparticle gamyba gali tapti tokia brangi, kad galutinis finansavimas baigiasi, kol galutinis produktas gali būti parduodamas", - sakė "WTEC" nanotechnologijų konsultantas ir bendraautorius Michaelas Stopa. "Mūsų dokumente mes išdėstėme keletą galimybių, kaip pagerinti tikimybę, kad naujos įmonės išgyvens savo keliones per šį technologijų perdavimą" slėnyje mirties "."

Galiausiai autoriai laikėsi nuomonės, kad gamybos iššūkiai ir naujovės turi įtakos vis didėjančiam nanodalelių, įskaitant elektronikos, energijos, sveikatos priežiūros ir medžiagų, skaičių.

menu
menu