Povezivanje (nano) točaka: Razmišljanje velikih slika može unaprijediti proizvodnju nanočestica

Why in The World Are They Spraying [Full Documentary HD] (Srpanj 2019).

Anonim

Proizvodnja nanočestica, proizvodnja materijalnih jedinica manjih od 100 nanometara (100.000 puta manja od mramora), dokazuje da je "dobre stvari dolaze u malim paketima". Današnje inženjerske nanočestice sastavni su dio svega iz nanokristala s kvantnim nanosima koji bojaju briljantne prikaze najsuvremenijih televizora do miniscule bitova srebrnih pomagala koje štite od zaraze. Ipak, komercijalni pothvati koji žele profitirati od tih sitnih građevnih blokova suočavaju se s problemima kontrole kvalitete koji, ako nisu navedeni, mogu smanjiti učinkovitost, povećati troškove proizvodnje i ograničavati komercijalni utjecaj proizvoda koji ih inkorporiraju.

Da bi se prevladali ove prepreke, Nacionalni institut za standarde i tehnologiju (NIST) i neprofitni Centar za procjenu svjetske tehnologije (WTEC) zagovaraju da istraživači, proizvođači i administratori nanočestica "povezuju točke", imajući u vidu njihove zajedničke izazove široko i rješavati ih kolektivno nego pojedinačno. To uključuje prijenos znanja u različitim disciplinama, koordinaciju aktivnosti između organizacija i dijeljenje resursa za olakšavanje rješenja.

Preporuke su predstavljene u novom članku u časopisu ACS Applied Nano Materials.

"Pogledali smo veliku sliku proizvodnje nanočestica kako bismo identificirali probleme koji su zajednički za različite materijale, procese i aplikacije", izjavio je fizički znanstvenik NIST Samuel Stavis, glavni autor ovog rada. "Rješavanje ovih problema moglo bi unaprijediti cijelo poduzeće."

Novi rad pruža okvir za bolje razumijevanje ovih pitanja. To je kulminacija studije koju je pokrenula radionica koju je organizirala NIST, koja se usredotočila na temeljni izazov smanjenja ili ublažavanja heterogenosti, nehotične varijacije u veličini, obliku i ostalim karakteristikama nanočestica koje se javljaju tijekom njihove proizvodnje.

"Heterogenost može imati značajne posljedice u proizvodnji nanočestica", rekao je NIST kemijski inženjer i koautor Jeffrey Fagan.

U svom su radu autori istakli da najinovativnija inovacija u proizvodnji nanočestica minimizira heterogenost tijekom ranih faza operacije, čime se smanjuje potreba za naknadnom obradom. To smanjuje otpad, pojednostavljuje karakterizaciju i poboljšava integraciju nanočestica u proizvode, a sve to štedi novac.

Autori su ilustrirali točku uspoređujući proizvodnju nanočestica zlata i ugljikovih nanocjevčica. Za zlato su naveli da početni troškovi sinteze mogu biti visoki, ali sličnost proizvedenih nanočestica zahtijeva manje pročišćavanja i karakterizacije. Stoga se mogu napraviti u različitim proizvodima, kao što su senzori, pri relativno niskim troškovima.

Nasuprot tome, heterogenije ugljične nanocijevi su manje skupo za sintezu, ali zahtijevaju više obrade kako bi se dobilo one sa željenim svojstvima. Dodatni troškovi tijekom proizvodnje trenutno čine nanocijevi jedino praktičnim za aplikacije visoke vrijednosti kao što su digitalni logički uređaji.

"Iako su ove nanočestice i njihovi krajnji proizvodi vrlo različiti, dionici u njihovoj proizvodnji mogu naučiti mnogo od najboljih praksi jedni od drugih", rekao je znanstveni novinar NIST-a i koautor J. Alexander Liddle. "Podijelivši znanje, oni bi mogli poboljšati i naizgled različita operacija".

Pronalaženje takvih načina povezivanja točaka, kažu autori, bitno je za nove pothvate koji nastoje prenijeti tehnologije nanočestica od laboratorija do tržišta.

"Proizvodnja nanočestica može postati tako skupo da sredstva istječu prije nego što se krajnji proizvod može komercijalizirati", izjavio je WTEC savjetnik za nanotehnologiju i koautor Michael Stopa. "U našem smo radu iznijeli nekoliko mogućnosti za poboljšanje vjerojatnosti da će novi pothvati preživjeti svoje putovanje kroz ovu tehnologiju" dolina smrti ".

Konačno, autori su razmotrili kako proizvodni izazovi i inovacije utječu na sve veći broj aplikacija za nanočestice, uključujući one u području elektronike, energije, zdravstvene zaštite i materijala.

menu
menu