Nanomaterials およびカーボン Nanotubes のための研究、開発および市場アプリケーション

ナノテクノロジーのユニバーサル受け入れられた厳密な定義の不在は研究の重点が広がるようにしま化学か生物学と従来言われた作業の多くの地域を取囲みます。 従って、このセクションの下でグループ化される作業の最初の主要な特性は現代的な R & D が産業部門の広い範囲を渡って切れることです。

場合によっては、主要な市場は比較的によく定義されます。 食品工業はよい例として重要なドライバーが作業にあるところで、ここに役立ちます。 説明するため、 (新鮮さをまたは別の方法で明記する) ` のスマートな」のための wrappings は食品工業市場に近い。 2006 年までに 3,000,000 の lbs で nano 増強された材料の高いウェイトを、使用するために、ビール包装は企業によって。、肉および炭酸塩化された清涼飲料によって続かれて予想されます。 その間 2011 年までに合計図はほぼ 100,000,000 の lbs に達するかもしれません。

それ以外の場合、重要なアプリケーションは識別されますが、終局の市場の影響はより予測しにくいです。 触媒の技術の重要な前進をもたらすために例えば、ナノテクノロジーは予想されます。 社会の影響は、触媒として、劇的恐らく間違いなく私達の現代社会の最も重要な技術であることをこれらの潜在的なアプリケーションがそれから実現されたら、材料および燃料の広い範囲の生産を可能にして下さい。

この領域の現在の働きの第 2 特性は成長する材料およびプロセスの種類が必ずしも」押される ` の技術であることです: ナノテクノロジーの潜在的影響によってせき立てられて、 R & D のコミュニティは基本的な科学技術の急速な前進を達成しています。 科学的な興味のこのレベルは科学の引用索引のデータベースのナノテクノロジーの出版物の世界的な番号を検査する Hullman および Compano によって (SCI)正確に測られます。 彼らは 1989 年間のピリオドの間それを結論を出し、 1998 は出版物の番号の平均年間成長率 ` 印象的な」 27% です。

しかし興味のこの上昇は少数の中央リポジトリに、制限されません。 その代り、研究はナノテクノロジーの作業および計画を開発した 30 ヶ国以上を渡って広がります。 このように、 Compano および Hullman はまたこの興味の分布を検査します。 調査結果に基づいて、実行中はすべての出版物の大体 4 分の 1 の米国、日本、中国、フランス、イギリスおよびロシアによって続かれてです。 単独でこれらの国はナノテクノロジーの世界の学術論文の 70% を占めます。 特に、なぜなら中国そしてロシア分け前は SCI のデータベースの汎用存在と比べて顕著で、研究システムで nanoscience の重大さを示します。

このセクション心配の下でグループ化される作業の第 3 主要な特性ナノテクノロジーが事の作成について本質的にあるというその事実。 従って、 R & D の既存の焦点のほとんどは ` の nanomaterials に」集中します: 分子構造がナノメーターのスケールで設計された新しい材料。 実際に、 Saxl は ` の物質的な科学技術がナノテクノロジーのアプリケーションの大半に基本的」。であることを示します 従って、続くフラーレンおよび nanotubes のような材料の多数 (表 1) は大いにより小さく、 (それ故に異なった特性を) 表わせば新しい nanomaterials である慣習的な混合物のどちらかのバルク生産を含みます。 市場の nanomaterials の範囲はかなりです。 、実際にナノテクノロジーによって助けられて、新しい材料およびプロセスはディケイド以内の終わる US$340 十億の市場の影響があると期待することができると、推定されていました。

研究開発および潜在的なアプリケーションの現在主要な nanomaterials の表 1. の概要。

Nanotubes は基本的な R & D が 1 つの特定地域のフル・スケールの市場のアプリケーションにどのようにの出発できるかよい例を提供します。 最も重要な材料を」ナノテクノロジーで ` として今日記述されていて、 nanotubes は驚くべき引張強さの新しい材料です。 実際に、現在の技術上の障害を注意して取って、 nanotube ベースの材料は重量の 6 分の 1 で鋼鉄より強く 50-100 倍なるために予想されます。 この開発はカーボンファイバーが合成物に持って来た改善を小さくします。

そのような前進が達成する ` に長い、長い時間を」取ることを C60 Buckminsterfullerene の発見のためのノーベル賞を与えられたハリー Kroto は合成の開発でいる nanotubes の最初のアプリケーション示します。 ただし、そのような技術が結局着けば、結果は驚くばかりです: それらは ` ジェームズ・ワットのコンデンサーの発明と同等」、産業革命を蹴り開始した開発です。

スペースエレベーターの概念は幻の種類のよい実例として最近の nanotube の開発が促したと考えます役立ちま。 星への ` の上昇の考え」自体は特に新しくないです: ユリ Artutanov、ロシアエンジニアは - 1960 年には早くも…エレベーターの考えを - スペースプラットホームに静かにペイロードおよび人々を運ぶことができるレーザーによって多分動力を与えられてペンで書きました。 ただし、そのような考えはずっとケーブル接続機構を作るのに必要な物質的な強さの欠乏によって常に妨げられています。 nanotube はスペースエレベーターにちょうど 15 年間のうちに現実をするこの長年の障害の克服へキーであるかもしれません。 この開発は、けれども、ファイバーかリボンおよび正常に落雷、 micrometeors および人造のスペースデブリのようなさまざまな大気危険を、避けることに nanotubes の正常な結合に頼ります。

そのような開発の後ろの市場の原動力は、従って、明確です: 慣習的な宇宙開発産業はように航空機製造会社に先行している最初の主要な顧客予想されます。 ただし、生産費が落ちるように (現在 US$20-1200/g) の nanotubes は自動車および構築のような大きい企業の広まったアプリケーションを見つけると期待されます。 実際は、より軽く、より強い材料から寄与する企業のあらゆる領域の市場の想像することは可能です。

それは経済的な量の nanotube の大量生産の技術を開発するために現在競争に燃料を供給しているこれらのような予想です。 等のグループは現在 nanotube の製造にかかわる少なくとも 55 の会社があること、そして生産のレベルがやがてある会社の 1 kg/day に達することを示します。 例えば、日本の Mitsui および Co. はカーボン nanotubes の 120 トンの年間生産量の 2003 年 4 月に機能を構築しました。 会社は自動車製造業者、樹脂メーカーおよび電池メーカーに製品を販売することを計画します。 実際は、企業は存在の nanotube の製造者の番号が既に本当らしくない使用できるアプリケーションによって今後サポートされるためにことを Holister が信じるほどにすぐに育ちました。 また揚げられている ` カーボン nanotube フィールドが既に過飽和している」ことを示すこのコンテンションをサポートします。

注: 参照の完全なリストは原本の参照によって見つけることができます。