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Demandes de Recherches, de Développement et de Marché de Nanomaterials et de Nanotubes de Carbone

Sujets Couverts

Mouvement Propre

Emballage Intelligent de `' pour la Nourriture

Catalyseurs pour l'Essence et les Matériaux

Progrès de Nanotechnologie Mesuré par Augmentation de Publier de R&D

Pays Qui Aboutissent la Voie

Le Marché pour les Matériaux Nouveaux (Nanomaterials de `')

L'Importance des Nanotubes

Les Nanotubes Ont-ils Pu Commencer une Révolution Industrielle Neuve ?

Quel est l'Ascenseur de l'Espace ?

L'Espace et les Industries Aéronautiques Seront Premier Pour Utiliser des Nanotubes

L'Unité De Feuillets Magnétiques Mondiale Pour Fabriquer des Nanotubes

Mouvement Propre

L'absence d'une définition stricte universellement reçue de nanotechnologie a permis à l'accent de recherches d'élargir, entourant beaucoup de domaines qui traditionnellement désigné sous le nom de la chimie ou de la biologie. Ainsi, la première caractéristique principale de l'activité groupée sous cette partie est que la R&D contemporaine coupe en travers d'un large éventail de secteurs industriels.

Emballage Intelligent de `' pour la Nourriture

Dans certains cas, les marchés importants sont assez bien définis. L'industrie alimentaire sert de bon exemple ici, où il y a les gestionnaires significatifs au travail. Pour illustrer, emballages intelligents de ` les' pour l'industrie alimentaire (qui indiquent la vivacité ou autrement) sont proches du marché. D'ici 2006, l'emballage de bière est anticipé par industrie pour utiliser le grammage le plus élevé de matériau nano-renforcé, à 3 millions de livres., suivi des viandes et des boissons non alcoolisées carbonatées. D'ici 2011, en attendant, tout le chiffre pourrait atteindre presque 100 millions de livres.

Catalyseurs pour l'Essence et les Matériaux

Dans d'autres cas, des applications importantes sont recensées mais il est plus difficile prévoir les incidences éventuelles du marché. Par exemple, la nanotechnologie est anticipée pour fournir des améliorations significatif en technologie de catalyseur. Si ces applications possibles sont réalisées qu'alors l'incidence sur la société sera excessive, comme catalyseurs, discutablement la technologie la plus importante dans notre société moderne, activez la production d'un large éventail de matériaux et d'essences.

Progrès de Nanotechnologie Mesuré par Augmentation de Publier de R&D

Une deuxième caractéristique de travail actuel dans cette zone est que les genres de matériaux et de procédés étant développés sont forcément technologie de ` poussée' : recommandé en circuit par les incidences potentielles de la nanotechnologie, la communauté de R&D réalise des avances rapides dans la science fondamentale et la technologie. Ce niveau d'intérêt scientifique est mesuré par Compano et Hullman qui examinent le nombre mondial de publications en nanotechnologie dans la base de données d'Index des Citations (SCI) de la Science. Ils concluent cela pour la période entre 1989 et 1998 le taux de croissance annuel moyen dans le nombre de publications est un `' 27% impressionnant.

Pays Qui Aboutissent la Voie

Cette augmentation dans l'intérêt n'est pas logée à un nombre restreint de dépôts centraux, cependant. Au Lieu De Cela, la recherche est écartée en travers de plus de 30 pays qui ont développé des activités et des régimes de nanotechnologie. De cette façon, Compano et Hullman examinent également la distribution de cet intérêt. Basé sur leurs découvertes, le plus actif est les USA, avec approximativement un quart de toutes les publications, suivi du Japon, de la Chine, de la France, du R-U et de la Russie. Ces seuls pays représentent 70% des articles scientifiques du monde sur la nanotechnologie. En particulier, parce que la Chine et la Russie les parts sont en suspens en comparaison de leur présence générale dans la base de données de SCI et affichent la signification du nanoscience dans leurs systèmes de recherches.

Le Marché pour les Matériaux Nouveaux (Nanomaterials de `')

La troisième caractéristique principale de l'activité groupée sous des préoccupations de cette partie ce fait que la nanotechnologie est principalement au sujet d'effectuer des choses. Pour Cette Raison, la majeure partie du centre existant de la R&D porte sur des nanomaterials de `' : matériaux nouveaux dont la structure moléculaire a été conçue à l'échelle de nanomètre. En Effet, Saxl déclare que la science et technologie matérielle de ` est principale à une majorité des applications de la nanotechnologie.' Ainsi, plusieurs des matériaux qui suivent (le Tableau 1) concernent l'un ou l'autre de production en vrac des composés conventionnels qui sont des nanomaterials beaucoup plus petits (et par conséquent présentez les différentes propriétés) ou neufs, tels que des fullerenes et des nanotubes. Le domaine du marché des nanomaterials sont considérable. En Effet, on l'a estimé que, facilité par nanotechnologie, des matériaux et les procédés nouveaux peuvent être prévus pour avoir une incidence du marché d'US$340 milliard fini dans une décennie.

Résumé du Tableau 1. des nanomaterials principaux actuel dans la recherche et développement et leurs applications possibles.

   Matériau

Propriétés

Applications

  D'echelle De Temps (au lancement du marché)

Batteries des atomes

Puits de Quantum

Couches Ultra-minces - habituellement quelques nanomètres profondément - de matériau de semi-conducteur (le puits) développé entre le matériau de barrage par des technologies modernes de cristallogénèse. Les matériaux de barrage enferment des électrons dans les couches ultra-minces, de ce fait produisant un certain nombre de propriétés utiles. Ces propriétés ont mené, par exemple, au développement des dispositifs très efficaces de laser.

Les lecteurs CD se sont servis des lasers de puits de tranche de temps pendant plusieurs années. Plus de développements récents promettent de rendre ces nanodevices courants dans la télécommunication bonne marchée et le bloc optique.

Actuel - 5 ans

Points de Quantum

Nanoparticles Fluorescents qui sont invisibles jusqu'à ce que le ` se soit allumé' par le rayonnement ultraviolet. Ils peuvent être effectués pour montrer un domaine de couleurs, selon leur composition.

Télécommunication, bloc optique.

7-8 ans.

Polymères

matériaux Organique-Basés qui émettent la lumière quand un courant électrique est appliqué à eux et vice versa.

Calculant, conversion d'énergie.

?

Textures qui sont moins que 100nm dans la taille

Nanocapsules

Buckminsterfuller-enes sont l'exemple le plus réputé. Découvertes en 1985, ces particules C60 sont 1nm dans la largeur.

Beaucoup d'applications envisagées, par exemple lubrifiant sec de nanoparticulate pour concevoir.

Actuel - 2 ans.

Nanoparticles Catalytiques

De l'ordre de 1-10 nanomètre, de tels matériaux étaient en existence longtemps avant qu'on l'ait réalisé qu'ils ont appartenu aux royaumes de la nanotechnologie.  Cependant, les développements récents permettent à une masse donnée de catalyseur de présenter plus de surface pour la réaction, par conséquent améliorant sa performance. Après ceci, de tels nanoparticles catalytiques peuvent souvent être régénérés pour davantage d'usage.

Large éventail d'applications, y compris les matériaux, l'essence et la production alimentaire, la santé et l'agriculture.

Actuel - ?

Fibres qui sont moins que 100nm de diamètre

Nanotubes de Carbone

Deux types de nanotube existent : les nanotubes à mur unique de carbone, le soi-disant ` Buckytubes', et nanotubes multicouche de carbone. Les Deux se composent du carbone graphitique et ont type un diamètre interne de 5 nanomètre et un diamètre externe de 10 nanomètre. Décrit comme ` la plupart de matériau important en nanotechnologie aujourd'hui', on l'a prévu que le matériau nanotube-basé a le potentiel de devenir 50-100 fois plus intense que l'acier à un sixième du grammage.

Beaucoup d'applications sont envisagées : fabrication de l'espace et d'aéronefs, automobiles et construction. Les nanotubes Multicouche de carbone sont déjà disponibles en quantité commerciale pratique. Buckytubes une certaine voie hors de production commerciale à grande échelle

Actuel - 5 ans.

Films qui sont moins que 100nm dans l'épaisseur

couches unitaires Auto-Assemblantes (SAMs)

Les substances Organiques ou minérales forment spontanément une molécule de la couche une profondément sur une surface. Des couches Supplémentaires peuvent être ajoutées, menant aux stratifiés où chaque couche est juste une molécule en profondeur.

Un large éventail d'applications, basées sur des propriétés s'échelonnant d'être chimiquement actif à être résistant à l'usure.

2-5 ans.

couches Nano-Particulaires.

La technologie de Couche est maintenant fortement influencée par nanotechnologie. Par Exemple des couches métalliques d'acier inoxydable pulvérisées utilisant des poudres de nanocrystalline ont été affichées pour posséder la dureté accrue en comparaison avec les couches conventionnelles.

Senseurs, bâtis de réaction, fabrication de cristal liquide, fils moléculaires, graissage et couches protectrices, couteaux de couches, plus durs et plus durs anti-corrosifs.

5-15 ans.

Matériaux de Nanostructured

Nano-Composés

Les Composés sont des combinaisons des métaux, de la céramique, des polymères et des matériaux biologiques qui permettent le comportement multifonction. Quand on introduit des matériaux qui existent au nanolevel, des nanocomposites sont formés, et les propriétés de matériau - par exemple dureté, transparence, porosité - sont modifiées.

Un certain nombre d'applications, en particulier où les caractéristiques de pureté et de conductivité électrique sont importantes, comme dans la microélectronique. L'exploitation Commerciale de ces matériaux est actuel petite, le plus omniprésent de ces derniers qui sont un noir de carbone, qui trouve l'application industrielle répandue, en particulier en pneus de véhicule.

Actuel - 2 ans.

Textiles

Constitution des nanoparticles et des gélules dans le vêtement menant à la légèreté et à la résistance accrues, et tissus intelligents de `' (cette modification leurs propriétés physiques selon le vêtement du porteur).

Militaires, mode de vie.

3-5 ans.

L'Importance des Nanotubes

Les Nanotubes fournissent un bon exemple de la façon dont la R&D de base peut décoller dans l'application complète du marché dans une zone particulière. Décrit comme ` le matériau le plus important en nanotechnologie aujourd'hui', les nanotubes sont un matériau neuf avec la résistance à la traction remarquable. En Effet, prenant en considération les entraves techniques actuelles, du matériau nanotube-basé est anticipé pour devenir 50-100 fois plus intense que l'acier à un sixième du grammage. Ce développement rapetisserait les améliorations que les fibres de carbone ont portées aux composés.

Les Nanotubes Ont-ils Pu Commencer une Révolution Industrielle Neuve ?

Harry Kroto, qui a été attribué le Prix Nobel pour la découverte de C60 Buckminsterfullerene, déclare que de telles avances prendront à ` un long, bon moment' de réaliser, les premières applications des nanotubes étant dans le développement composé. Cependant, si de telles technologies obtiennent éventuellement, les résultats seront impressionnants : ils ` seront équivalents à l'invention de James Watt du réfrigérant', un développement qui a démarré la Révolution Industrielle.

Quel est l'Ascenseur de l'Espace ?

Le concept de l'ascenseur de l'espace sert de bonne illustration du genre de visionnaire pensant que le développement récent de nanotube a inspiré. L'idée d'un ascenseur de ` aux étoiles' n'est pas elle-même particulièrement neuve : un ingénieur Russe, Yuri Artutanov, a parqué l'idée d'un ascenseur - peut-être actionné par un laser qui pourrait tranquillement transporter des charges et des gens à une plate-forme d'espace - dès 1960. Cependant, de telles idées ont été toujours entravées par le manque de force matérielle nécessaire pour effectuer la fixation de câble. Le nanotube peut être la clé à surmonter cet obstacle de longue date, effectuant à l'ascenseur de l'espace une réalité en juste 15 ans. Ce développement, bien que, se fondera sur la constitution réussie des nanotubes dans des fibres ou des bandes et éviter avec succès des dangers atmosphériques variés, tels que des grèves surprise, des micrometeors, et des saletés d'espace humain-effectuées.

L'Espace et les Industries Aéronautiques Seront Premier Pour Utiliser des Nanotubes

L'impulsion du marché derrière de tels développements, alors, est claire : l'industrie d'espace conventionnelle est anticipée comme la première abonnée principale, suivie des avionneurs. Cependant, comme les coûts de production chutent (actuel on s'attend à ce qu'US$20-1200/g), nanotubes trouve l'application répandue dans de grandes industries telles que les automobiles et la construction. En fait, il est possible de concevoir d'un marché de n'importe quelle zone d'industrie qui tirera bénéfice des matériaux plus légers et plus intenses.

L'Unité De Feuillets Magnétiques Mondiale Pour Fabriquer des Nanotubes

C'est des attentes de ce type qui alimentent actuel l'unité de feuillets magnétiques pour développer des techniques de production en série de nanotube en quantité économique. Le Groupe ETC. déclare qu'il y a actuel au moins 55 compagnies concernées dans la fabrication de nanotube et que les niveaux de production atteindront bientôt 1 kg/day à quelques compagnies. Par exemple, Mitsui du Japon et Cie. ont établi une installation en avril 2003 avec une capacité de production annuelle de 120 tonnes de nanotubes de carbone. La compagnie planification pour lancer le produit aux constructeurs d'automobiles, aux générateurs de résine et aux générateurs de batterie. En fait, l'industrie s'est développée tellement rapidement que Holister croit que le nombre de fournisseurs de nanotube déjà en existence ne sont pas susceptibles d'être supportés par des applications disponibles dans les années à venir. Frit également supporte ce conflit, déclarant que la zone de nanotube de carbone de ` est déjà sursaturée'.

Note : Une liste complète de références peut être trouvée en se rapportant au texte initial.

Auteur Primaire : Alexandre Huw Arnall.

Source : État de Greenpeace, Technologies d'Avenir de `, Nanotechnologie D'aujourd'hui de Choix, Artificial Intelligence et Robotique ; Un plan technique, politique et institutionnel des technologies émergentes, Juillet 2003.

Pour plus d'informations sur cette source rendez visite s'il vous plaît à Greenpeace.

Date Added: Dec 14, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 22:55

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