Nanomaterials - 잠재 공간 응용 프로그램의 개요

: : AZoNanotechnology 기사

다루는 주제

배경

어떻게 Nanopowders 전력 시스템을 개선하고 환경을 도울 수

우주 응용 프로그램에서 사용 Aerogels

하드와 소프트 마그네틱 Nanomaterials에 대한 잠재적인 산업 응용

자기 Nanocomposites 사용의 이점

속성을 감지 해 '지능'Nanomaterials

Biomimetic 자기 조직을 달성하기 분자 나노기술을 사용하여 재료, 자기 치유와 자기 복제

생물학 영감을 재료 연구소 Nanomaterials에 NASA의 연구

배경

가능한 응용 프로그램의 여러 공간에서 nanomaterials을 위해있다. 응집을 방지하기 위해 얇은 폴리머 필름 (두께 20 ~ 300 nm의)으로 입혀져 있습니다 예를 들면, 알루미늄이나 붕소 산화물 nanopowders을 위해, 로켓 엔진에 탄탄한 propellants으로 사용할 수 있습니다. 그들의 증가 표면적으로 인해 nanopowders는 고체 추진제 로켓보다 추진력을 만듭니다. 입자의 응집은 폴리머 코팅 또한 자료의 처리를 향상 안정제의 또한 방지할 수 있습니다.

어떻게 Nanopowders 전력 시스템을 개선하고 환경을 도울 수

또한, 액체 추진제 로켓을 위해, 증가 전력 밀도는 탄화 수소 연료에 nanopowders를 추가로 얻을 수있다. 유기 용제에 중지 nanopowders 또한 BI - 추진제 시스템 (예 : 에탄올 / 히드 라진 / N 2 O 4보다 더 환경 친화적인 솔루션을 나타냅니다 훈제 연어) 사용할 수 있습니다. 이러한 nanopowders는 다른 나노기술 회사 (DWA 알루미늄 복합 재료, Argonide, 시그마 기술 등)와 항공 회사와 협력에 NASA의 SBIR 프로그램의 프레임에서 개발하고 있습니다.

우주 응용 프로그램에서 사용 Aerogels

nanoparticles의 높은 다공성 3D - 네트워크로 구성되어 Aerogels은 높은 내부 표면뿐만 아니라 작은 밀도의 장점을 제공하므로 애플 리케이션을위한 좋은 옵션, 향상된 콘덴서와 배터리에 대한 전극 재료로 예, 또는 열로 절연 재료. Aerogels은 다른 물질, 예를 들어 규산염이나 탄소 만들 수 있습니다. 우주에 aerogels는 이미 열 탐험자 임무의 화성 로버의 절연 재료뿐만 아니라 NASA 스타 더스트 작전에서 입자 수집기로 사용되었습니다. 기존 aerogels의 단점은 자신의 취성 및 소형 기계 안정성입니다. 최근 개발은 aerogels의 기계적 특성을 실질적으로 무기 및 유기 물질의 조합 (예 : 규산염 / 폴리 우레탄)를 사용하여 상당히 향상시킬 수있다, 그러나 보여줍니다. 따라서, 미래에 aerogels는 고강도, 공간에서 초경량 구조 재료로 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다.

하드와 소프트 마그네틱 Nanomaterials에 대한 잠재적인 산업 응용

마그네틱 nanocomposites는 비정질 또는 결정 매트릭스 (예 : 폴리머 또는 규산염)의 nanoscale 자기 crystallites로 이루어져 있습니다. 자기 소프트와 하드 모두 (낮은 resp. 높은 강제력) nanomaterials을 얻을 수 있습니다. 열심히 자기 자료 에너지 저장, 데이터 기억과 센서 기술의 응용 잠재력을 보유하고 반면에 부드러운 마그네틱 자료는 변압기와 전자 부품의 인덕터에 적합합니다. nanostructured 재료와 같은 강제력 등 물리적인 매개 변수는 새로운 애플 리케이션을 열고있는, 선택적으로 조정할 수 있습니다. 자기 nanocomposites에 대한 예제는 젖은 화학 절차를 통해 경제적으로 생산할 수 폴리머 또는 그런가이 코팅 코발트 nanoparticles입니다. 이러한 nanocomposites은 이웃 nanoparticles 사이의 양자 커플링 효과로 인해 기존의 페라이트 재료보다 높은 투자율, 퀴리 온도와 전기 저항을 가지고. 또 다른 예제는 polyimide - 코팅 nanoscale 철 분말의 압축 성형에 의해 제조 polyimide 수 철의 nanoparticles, 그리고 보유 TMR (터널링 매그 니 토 저항) 특성이다.

자기 Nanocomposites 사용의 이점

논문의 복합의 장점은 자기장의 변화와 공간 애플 리케이션을위한 소형 및 에너지 절약 마이크 로파 안테나, 인덕터, 센서 또는 데이터 메모리의 개발 활용 될 수 높은 작동 온도 범위를 감지하는 증가 감도 있습니다. NASA의 (중소 기업 기술 혁신 연구) SBIR 프로그램의 프레임에 존재, 다양한 연구 프로젝트 또한 BMBF의 공동 프로젝트에서이 맥락에서 존재합니다.   

속성을 감지 해 '지능'Nanomaterials

현재 분자 나노기술 아직도 오히려 비전 응용 프로그램은 고유 감지 속성, 프로그램, 광학 열 및 기계적 특성이나 심지어 자기 치유 특성을 가진 '인텔리 전트'물질의 생산이다. 이 방향으로 첫 번째 방법은 실현 nanocomposites의 형태로 예를 들면, 기계, 화학 또는 열 스트레스에 대하여 색상을 변경하는 nanostructured 규산염 매트릭스에 복합 폴리머로 이루어진했다. 건축 자재, 기계 또는 부식 손상뿐만 아니라 온도의 중요한 변경 사항을 코팅으로 적용이 신속하고 경제적으로 감지 수 있습니다.  

Biomimetic 자기 조직을 달성하기 분자 나노기술을 사용하여 재료, 자기 치유와 자기 복제

장기 비전 및 nanotechnological 개념 그러나, 지금까지 이런 첫 번째 접근 방법 넘어. 이것은 분자 나노기술을 통해 자기 조직 능력, 자기 치유와 자기 복제와 biomimetic 재료의 개발에 특히 적용됩니다. 여기에 하나의 목적은 합성과 생물 학적 자료, 아키텍쳐 및 시스템, 각각 기술 애플 리케이션을위한 생물 학적 프로세스의 모방의 조합을 말합니다. nanobiotechnology의이 분야는 아직 기초 연구의 상태에 현재이지만, 미래에 가장 유망한 연구 분야의 하나로 손꼽히고 있습니다.

생물학 영감을 재료 연구소 Nanomaterials에 NASA의 연구

우주 기술 postulated 높은 혁신 잠재력으로 인해 NASA는 기초 연구의 분야에 자사의 나노기술 예산의 상당한 부분을 투자를하고 있습니다. 예를 들어, 현재 NASA는 다른 대학 연구 기관, 예와 생물학적으로 영감을 재료 연구소 설립 프린스턴 대학 참가자로. 이 연구소는 매년 3,000,000달러 10 년 기간 동안 투자, 그 주요 임무는 껍질이나 뼈 같은 일부 생물 학적 물질의 그 같은 특별한 기계 및 자기 치유 특성을 가진 재료의 개발에 기본적인 발명을 전송하는 것입니다.

차 작성자 : 박사 볼프강 루터 (편집기).

출처 : 월 2003 : VDI의 미래 기술 부문 (Verein Deutscher Ingenieure)은 '기술 분석 우주 개발 및 시스템에 나노기술의 응용'자격이보고합니다.

이 원본에 대한 자세한 내용은 참조하시기 바랍니다 http://www.zt-consulting.de을 .

Date Added: Apr 8, 2005

Last Update: 5. October 2011 05:45

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