(Nano) noktaların birleştirilmesi: Büyük resim düşüncesi, nanopartikül üretimini artırabilir

Anonim

Nanoparçacık üretimi, 100 nanometre büyüklüğünde (bir mermerinden 100.000 kat daha küçük) malzeme birimlerinin üretimi, "iyi şeylerin küçük paketlerde geldiği" iddiasını kanıtlıyor. Günümüzün mühendislik ürünü nanopartikülleri, kuantum nokta nanokristallerden, son teknoloji televizyonların parlak ekranlarını, sargı bezlerinin enfeksiyona karşı korunmasına yardımcı olan minik gümüş parçalarına boyayan her şeyin ayrılmaz parçalarıdır. Ancak, bu küçük bina bloklarından kar elde etmek isteyen ticari girişimler, eğer kontrol edilmezse verimliliği düşürecek, üretim maliyetlerini artırabilecek ve bunları içeren ürünlerin ticari etkilerini sınırlayabilecek kalite kontrol sorunları ile karşı karşıyadır.

Bu engellerin aşılmasına yardımcı olmak için Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) ve kar amacı gütmeyen Dünya Teknoloji Değerlendirme Merkezi (WTEC), nanoparçacık araştırmacıların, üreticilerin ve yöneticilerin ortaklaşa karşılaştıkları zorlukları genel olarak ele alarak ve topluca ele aldıklarını "noktalara bağladıklarını" savunurlar. ayrı ayrı. Bu, disiplinler arasında bilginin aktarılmasını, organizasyonlar arasındaki eylemleri koordine etmeyi ve çözümleri kolaylaştırmak için kaynakları paylaşmayı içerir.

Öneriler, ACS Applied Nano Materials dergisinde yeni bir makalede sunulmuştur.

NIST fizik bilimcisi Samuel Stavis, makalenin başyazarı olduğunu belirterek, "Farklı malzemeler, süreçler ve uygulamalar için ortak olan sorunları tanımlamak için nanopartikül üretiminin büyük resmine baktık, " dedi. "Bu sorunları çözmek tüm işletmeyi ilerletebilir."

Yeni çalışma, bu konuları daha iyi anlamak için bir çerçeve sunmaktadır. NIST'in düzenlediği bir çalışmanın, heterojenliği azaltma veya hafifletme, nanoparçacık boyutu, şekilleri ve üretimleri sırasında ortaya çıkan diğer özelliklerdeki istenmeyen değişimlere odaklanan bir çalışmanın neticesi.

NIST kimya mühendisi ve ortak yazarı Jeffrey Fagan, “Heterojenitenin nanopartikül üretiminde önemli sonuçları olabilir” dedi.

Yazarlar makalelerinde, nanoparçacık üretimindeki en karlı inovasyonların, işlemin ilk aşamalarında heterojenliği en aza indirdiğini ve sonraki işlem ihtiyacını azalttığını belirtmiştir. Bu, atıkları azaltır, karakterizasyonu kolaylaştırır ve nanopartiküllerin ürünlere entegrasyonunu iyileştirir, hepsi de paradan tasarruf eder.

Yazarlar altın nanopartiküllerin ve karbon nanotüplerin üretimini karşılaştırarak noktayı gösterdi. Altın için, ilk sentez maliyetlerinin yüksek olabileceğini, ancak üretilen nanopartiküllerin benzerliğinin daha az arınma ve karakterizasyon gerektirdiğini belirttiler. Bu nedenle, algılayıcılar gibi çeşitli ürünlere nispeten düşük maliyetlerde yapılabilir.

Tersine, daha heterojen karbon nanotüplerin sentezlenmesi daha az pahalıdır, ancak istenen özelliklere sahip olanları elde etmek için daha fazla işlem gerektirmektedir. Üretim sırasında eklenen maliyetler şu anda nanotüpleri sadece dijital mantık cihazları gibi yüksek değerli uygulamalar için pratik yapmaktadır.

NIST materyalist bilim adamı ve yardımcı yazar J. Alexander Liddle, “Bu nanopartiküller ve son ürünleri çok farklı olsa da, üretimde paydaşlar birbirlerinin en iyi uygulamalarından çok şey öğrenebilirler” dedi. "Bilgiyi paylaşarak, görünüşte birbirinden bağımsız operasyonları geliştirebilirler."

Yazarların, bu noktaları birleştirmenin yollarını bulmak, nanoparçacık teknolojilerini laboratuvardan pazara aktarmak isteyen yeni girişimler için kritik öneme sahip.

WTEC nanoteknoloji danışmanı ve ortak yazar Michael Stopa, "Nanoparçacık üretimi, son ürünün ticarileştirilmesinden önce finansmanın sona ermesi için çok maliyetli olabilir, " dedi. "Makalemizde, yeni teknoloji girişimlerinin bu teknoloji transferiyle" ölüm vadisi "üzerinden yaşayabileceği ihtimalleri iyileştirmek için çeşitli fırsatlar belirledik."

Son olarak, yazarlar, üretim zorluklarının ve yeniliklerinin elektronik, enerji, sağlık hizmetleri ve materyaller dahil olmak üzere nanopartiküller için giderek artan sayıda uygulamayı nasıl etkilediğini değerlendirdi.

menu
menu