Nanomaterials와 탄소 Nanotubes를 위한 연구, 발달 및 시장 응용

커버되는 토픽

배경

` 지능적인' 음식을 위해 포장

연료와 물자를 위한 촉매

연구 및 개발 간행에 있는 증가에 의해 측정되는 나노 과학 진도

쪽을 지도하고 있는 국가

비발한 물자 (` Nanomaterials')를 위한 시장

Nanotubes의 중요성

Nanotubes는 새로운 산업 혁명을 시작할 수 있었습니까?

공간 엘리베이터는 무엇입니까?

공간과 항공기 산업은 Nanotubes를 사용하는 첫번째 일 것입니다

Nanotubes를 제조하는 세계적인 인종

배경

나노 과학의 보편적으로 받아들여진 엄격한 정의 결핍은 연구 강조를 확장하는 것이 허용해, 화학 또는 생물학으로 전통적으로 불린 일의 많은 지역을 포위하. 따라서, 이 단면도의 밑에 분류된 활동의 첫번째 중요한 특성은 현대 연구 및 개발이 산업 전투지역의 광범위를 통해 자르다 입니다.

` 지능적인' 음식을 위해 포장

어떤 경우에, 중요한 시장은 상당히 잘 정의됩니다. 식품 산업은 좋은 본보기로 일에 중요한 운전사가 있는 곳에, 여기에서 봉사합니다. 설명하기 위하여, ` 지능적인' (청신함을 또는 다르게 표시하는)를 위한 wrappings는 식품 산업 시장에 가깝. 2006년까지, 맥주 포장은 기업에 의해., 고기와 탄화된 청량 음료에 의해 따라 3백만개 lbs에 nano 강화된 물자의 높은 가중치를, 이용하기 위하여 예기됩니다. 2011년까지, 그 사이에, 합계 숫자는 약 100백만개 lbs를 도달할지도 모릅니다.

연료와 물자를 위한 촉매

다른 경우에는, 중요한 응용은 확인됩니다 그러나 최후 시장 충격은 예상하기 어렵습니다. 예를 들면, 나노 과학은 촉매 기술에 있는 중요한 어드밴스를 열매를 산출하기 위하여 예기됩니다. 사회에 대한 충격은, 촉매로, 극적 거의 틀림없이 우리의 현대 사회에 있는 가장 중요한 기술일 것이라는 점을 이 잠재적인 응용이 그 때 실현되는 경우에, 물자와 연료의 광범위의 생산을 가능하게 하십시오.

연구 및 개발 간행에 있는 증가에 의해 측정되는 나노 과학 진도

이 지역에 있는 현재 일의 두번째 특성은 발전되는 물자와 프로세스의 종류가 반드시' 밀린 ` 기술이다 입니다: 나노 과학의 잠재적 충격에 의해 위에 촉구해, 연구 및 개발 지역 사회는 기초 과학 및 기술에 있는 급속한 어드밴스를 달성하고 있습니다. 과학적인 관심사의 이 수준은 과학 표창장 색인 데이타베이스에 있는 나노 과학에 있는 간행물의 세계적인 수를 검토하는 Hullman와 Compano에 의해 (SCI) 측정됩니다. 그(것)들은 1989년 사이 기간 동안 그것을 결론짓고 1998는 간행물의 수에 있는 평균 연간 성장율 ` 감동하는' 27%입니다.

쪽을 지도하고 있는 국가

관심사에 있는 이 상승은 소수 중앙 창고에, 그러나 수감되지 않습니다. 대신, 연구는 나노 과학 활동과 계획을 개발한 매우 30개의 국가를 통해 퍼집니다. 이런 식으로, Compano와 Hullman는 또한 이 관심사의 배급을 검토합니다. 그들의 사실 인정에 기지를 두어, 가장 액티브한 것 모든 간행물의 사분의 일 대략과 더불어 미국, 일본, 중국, 프랑스, UK 및 러시아에 의해 따라입니다. 혼자 이 국가는 나노 과학에 세계의 과학 논문의 70%의 비율입니다. 특히, 왜냐하면 중국 그리고 러시아 몫은 SCI 데이타베이스에 있는 그들의 일반적인 존재와 비교하여 걸출하 그들의 연구 시스템에 있는 nanoscience의 중요성을 보여줍니다.

비발한 물자 (` Nanomaterials')를 위한 시장

이 단면도 관심사의 밑에 분류되는 활동의 제 3 의 중요한 특성 나노 과학이 것을 만들기에 관하여 1 차적으로 이다 는 그 사실. 이런 이유로, 연구 및 개발의 기존 초점의 대부분은 ` nanomaterials에' 중심에 둡니다: 그의 분자 구조가 나노미터 가늠자에 설계된 비발한 물자. 실제로, Saxl는 ` 재료 과학 및 기술이 나노 과학의 응용의 대다수에게 기본적.'이다는 것을 주장합니다 따라서, 따르는 fullerenes와 nanotubes와 같은 물자의 많은 것 (도표 1)는 매우 더 작고 (그러므로 다른 속성을) 전시하거든 새로운 nanomaterials인 전통적인 화합물의 어느 것이든 대량 생산을 관련시킵니다. 시장의 nanomaterials의 범위는 상당합니다. , 나노 과학에 의해 원조해, 십년간 이내에 전면 US$340 10억의 시장 충격이 있고 비발한 물자 및 프로세스에는 예상될 수 있다는 것을 고 실제로, 추정되었습니다.

연구와 개발과 그들의 잠재적인 응용에서 지금 중요한 nanomaterials의 도표 1. 개요.

   물자

속성

응용

  시간 가늠자 (시장 발사에)

원자의 다발

Quantum 우물

매우 얇은 층 - 두껍게 일반적으로 약간 nanometres - 현대 결정 성장 기술에 의해 장애 물자 사이에서 증가되는 반도체 물자 (우물)의 -. 장애 물자는 매우 얇은 층에 있는 전자를 덫을 놓아, 따라서 다수 유용한 속성을 일으키. 이 속성은 매우 능률적인 레이저 장치의 발달로, 예를 들면, 이끌어 냈습니다.

CD 플레이어는 수년을 위한 양 우물 레이저를 사용했습니다. 신 개발은 이 nanodevices를 값이 싼 원거리 통신 및 광학에서 평범한 만들고 약속합니다.

현재 - 5 년

Quantum 점

`가 자외선에 의하여' 불이 켜질 때까지 보이지 않는 형광성 nanoparticles. 그(것)들은 그들의 구성에 따라서 군기의 범위를, 전시하기 위하여 할 수 있습니다.

원거리 통신, 광학.

7-8 년.

중합체

전류가 그(것)들에 그리고 그 반대도 마찬가지로 적용될 경우의 빛을 방출하는 유기 기지를 둔 물자.

계산, 에너지 전환.

?

100nm 보다는 크기로 더 적은인 곡물

Nanocapsules

Buckminsterfuller-enes는 가장 유명한 보기입니다. 1985년에 발견해, 이 C60 입자는 폭에 있는 1nm입니다.

상상되는 많은 응용, 설계를 위한 예를들면 nanoparticulate 건조한 윤활유.

현재 - 2 년.

촉매 nanoparticles

1-10 nm의 범위 안에, 그 같은 물자는 실존에 나노 과학의 영역에 속했다는 것은 실현되기 훨씬 전에 있었습니다.  그러나, 신 개발은 촉매의 주어진 질량을 반응을 위한 추가 표면을 제출하는 가능하게 해, 그러므로 그것의 성과를 향상하. 이것 다음, 그 같은 촉매 nanoparticles는 추가 사용을 위해 수시로 회생될 수 있습니다.

넓은 채용 범위, 물자를 포함하여, 연료와 식량 생산, 건강 및 농업.

현재 -?

직경에 있는 100nm 보다는 더 적은인 섬유

탄소 nanotubes

nanotube의 2가지의 모형은 존재합니다: 단 하나 벽 탄소 nanotubes, 소위 ` Buckytubes', 및 다중층 탄소 nanotubes. 둘 다 석묵 탄소로 이루어져 있고 전형적으로 5 nm의 내부 직경 및 10 nm의 외부 직경이 있습니다. nanotube 기지를 둔 물자가 무게의 1/6에 강철 보다는 더 강하게 50-100 시간 되는 가능성으로 가지고있ㄴ다는 것을 최대 중요한 물자를' 나노 과학에 있는 `로 오늘 기술해, 산출되었습니다.

많은 응용은 상상됩니다: 공간과 항공기 제조, 자동차 및 건축. 다층 탄소 nanotubes는 이미 실제적인 상업 양에서 유효합니다. Buckytubes 대규모 상업 생산 떨어져 어떤 쪽

현재 - 5 년.

간격에 있는 100nm 보다는 더 적은인 필름

각자 소집 단층 (SAMs)

유기 무기 물질은 표면에 자발적으로 층 하나 분자를 두껍게 형성합니다. 추가 층은 추가될 수 있어, 각 층이 충분히 다만 1개의 분자인 합판 제품에 지도하.

저항하는 착용 -인에 화학적으로 액티브한에서 구역 수색하는 속성에 근거하여 넓은 채용 범위.

2-5 년.

Nano 미립자 코팅.

코팅 기술은 지금 나노 과학에 의해 강하게 좌우되고 있습니다. nanocrystalline 분말을 사용하여 살포된 예를들면 금속 스테인리스 코팅은 전통적인 코팅과 비교할 때 증가한 경도를 소유하기 위하여 보였습니다.

센서, 반응 침대, 액정 제조, 분자 철사, 윤활 및 방어적인 층, 반대로 부식 코팅, 더 거칠고 및 더 단단한 절단 도구.

5-15 년.

Nanostructured 물자

Nano 합성물

합성물은 다기능 행동을 허용하는 금속, 세라믹스, 중합체 및 생물학 물자의 조합입니다. nanolevel에 존재하는 물자가 소개될 때, nanocomposites는 형성되고, 물자의 속성 - 예를들면 경도, 투명도, 유공성 -는 바꾸입니다.

특히 순수성과 전기 전도도 특성이 중요한 지 곳에 마이크로 전자공학에서와 같은 다수 응용. 이 물자의 상업 개발은 지금 작습니다, 대폭적인 산업 응용을 찾아내는, 차량 타이어에서 탄소 검정 특히인 이들의 편재하는 것.

현재 - 2 년.

직물

증가된 가벼움 및 내구성으로 이끌어 내는 의류로 nanoparticles 그리고 캡슐의 합동, 및 ` 지능적인' 직물 (그 변경 착용자의 의류에 따라 그들의 유형 자산).

군, 생활양식.

3-5 년.

Nanotubes의 중요성

Nanotubes는 기본적인 연구 및 개발이 1개의 특정 지역에 있는 실물대 시장 응용으로 어떻게의 제거할 수 있는지 좋은 본보기를 제공합니다. 가장 중요한 물자를' 나노 과학에 있는 `오늘 기술해, nanotubes는 현저한 장력 강도를 가진 새로운 물자입니다. 실제로, 현재 기술 장벽을 고려해서, nanotube 기지를 둔 물자는 무게의 1/6에 강철 보다는 더 강하게 50-100 시간 되기 위하여 예기됩니다. 이 발달은 탄소 섬유가 합성물에 가져온 개선을 작게할 것입니다.

Nanotubes는 새로운 산업 혁명을 시작할 수 있었습니까?

그 같은 어드밴스는 달성하는 `에게 긴, 장시간이' 걸릴 것이라는 점을 C60 Buckminsterfullerene의 발견을 위한 노벨상을 수여된, 해리 Kroto는, 합성 발달에 있는 nanotubes의 첫번째 응용 주장합니다. 그러나, 그 같은 기술이 결국 도착하는 경우에, 결과는 최고 일 것입니다: 그(것)들은 ` James Watt의 콘덴서의 발명품과 동등할 것입니다', 산업 혁명을 걷어차기 시작한 발달.

공간 엘리베이터는 무엇입니까?

공간 엘리베이터의 개념은 공상의 종류의 좋은 삽화로 최근 nanotube 발달이 고무시켰다고 생각하 봉사해. 별에 ` 상승의 아이디어' 자체는 특히 새롭지 않습니다: 유리 Artutanov, 러시아 엔지니어는 - 1960년 이미 - 엘리베이터의 아이디어를 - 공간 플래트홈에 조용히 탑재량과 사람들을 수송할 수 있던 레이저에 의해 아마 강화해 썼습니다. 그러나, 그 같은 아이디어는 계속 케이블 부착을 하게 필요한 물자 병력의 부족에 의해 항상 방해됩니다. nanotube는 공간 엘리베이터에게 년대 다만 15에 있는 현실을 하는 이 오래 계속되는 장애 극복에 키일지도 모릅니다. 이 발달은, 섬유 또는 리본 및 성공적으로 전격 파업 micrometeors 및 인조 공간 파편과 같은 각종 대기 위험 피하기로 nanotubes의 성공적인 합동을 의지할 것입니다.

공간과 항공기 산업은 Nanotubes를 사용하는 첫번째 일 것입니다

그 같은 발달의 뒤에 시장 기세는, 그 때, 명확합니다: 전통적인 우주개발 산업은 항공기 제조업체에 선행된 첫번째 중요한 고객 예기됩니다. 그러나, 생산비가 투하한 대로 (지금 US$20-1200/g) 의 nanotubes는 자동차와 건축과 같은 큰 기업에 있는 대폭적인 응용을 찾아낼 것으로 예상됩니다. 실제로, 더 가볍고 더 강한 물자로부터 혜택을 받을 기업의 어떤 지역에 있는 시장의 생각하는 것이 가능합니다.

Nanotubes를 제조하는 세계적인 인종

경제 양에 있는 nanotube 대량 생산의 기술을 개발하기 위하여 지금 인종에 연료를 공급하고 있는 이들과 같은 기대입니다. ETC. 단은 지금 nanotube 제작에서 관련시킨 적어도 55의 회사가 있다는 것을, 그리고 생산 수준이 곧 몇몇 회사에 있는 1 kg/day를 도달할 것이라는 점을 주장합니다. 예를 들면, 일본의 Mitsui와 Co.는 탄소 nanotubes의 120 톤의 연간 생산 능력을 가진 2003년 4월에 있는 시설을 건설했습니다. 회사는 자동차 제조업자, 수지 제작자 및 건전지 제작자에 제품을 시장에 내놓는 것을 계획합니다. 실제로, 기업은 실존에서 nanotube 공급자의 수가 이미 확률이 높지 않다고 유효한 응용에 의해 장래 몇년안에 지원되기 위하여 Holister가 믿다 때문에에 이렇게 빨리 증가했습니다. 또한 튀기는 ` 탄소 nanotube 필드가 이미' 에 포화된다는 것을 주장하는 이 주장을 지지합니다.

주: 참고의 완전 목록은 원본을 참조해서 찾아낼 수 있습니다.

1 차적인 저자: 알렉산더 Huw Arnall.

근원: Greenpeace 보고, ` 미래 기술, 오늘 선택 나노 과학, 인공 지능 및 로봇 공학; 나오는 기술의 기술, 정치 및 제도 지도', 2003년 7월.

이 근원에 추가 정보를 위해 Greenpeace를 방문하십시오.

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

Last Update: 12. June 2013 23:05

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit