Ipari technológiák
Dr. Német Béla (2013)
Pécsi Tudományegyetem
Tartalom
http://hu.wikipedia.org/wiki/Nanotechnológia
A nanotechnológia gyűjtőnév az alkalmazott tudomány és technika széles területeit fedi le, olyan technológiák gyűjtőfogalma, amelyek végtermékének jellemző méretei az 1-100 nanométeres tartományban vannak. A nano görög eredetű szó, jelentése: törpe. E multidiszciplináris területen olyan tudományágak működnek együtt, mint a kolloid-kémia, a félvezető-fizika, vagy a szupramolekuláris-kémia. Az elmúlt 50 évben a számítógépek méretének csökkenése az utolsó húsz évben kifejlesztett és iparilag alkalmazott mikro-, majd nanotechnológiának köszönhető.
A nanotechnológia teljesen új felhasználási területeket tesz elérhetővé. A szerves és szervetlen mikrorészecskék kombinálásával, új tulajdonságokkal rendelkező anyagokat, gépeket és rendszereket lehet előállítani. Ilyen tulajdonságok többek között az átlátszóság, a karcolás- és kopásállóság, az elektromos vezetés, a korrózió elleni védelem. Az egyes jellemzők tetszés szerint kombinálhatók is egymással.
http://www.nanoscience.hu/kezdo.htm; http://nano.lap.hu/
1. Táblázat. A nanotechnológia kialakulásának meghatározó eseményei
|
Év |
Esemény a nanotechnológiában |
|
1974 |
Norio Taniguchi (Tokyo-i Tudományegyetem) először használta a nanotechnológia szót. |
|
1981 |
Gerd K. Binning és Heinrich Rohrer feltalálta az alagútmikroszkópot. Ez „láthatóvá teszi” az atomokat és manipulációjukra ad lehetőséget. A mikroszkópot 1982-ben szabadalmaztatták. Binning és Rohrer 1986-ban fizikai Nobel-díjban részesült. |
|
1983 |
Erich Drexler, a molekuláris nanotechnológiáról az első cikket publikálta a „Proceedings of the National Academy of Sciences”-ben. |
|
1985 |
Robert F. Curl Jr., Harold W. Kroto és Richard E. Smalley felfedezte a Buckminsterfulleren-t (kb. 1 nm méretű). |
|
1989 |
Fizikusok atomokat manipuláltak – betűket írtak le 35 xenon atommal. |
|
1991 |
Sumio Lijima, fizikus, a NEC kutatólaboratóriumban, Japánban felfedezte a többfalú szénnanocsövet. |
|
1996 |
Curl, Kroto és Smalley kémiai Nobel-díjban részesültek a fullerének felfedezéséért. |
|
1998 |
A Delft Műszaki Egyetem kutatói a szénnanocsőből előállították az első tranzisztort. |
|
2000 |
A Lucent és a Bell laboratóriumok, az Oxfordi Egyetemmel együtt létrehozták az első DNA motort, amely a biotechnológia és a nanotechnológia konvergenciájából ered. |
|
2001 |
Szénnanocsövekből nm-es logikai áramköröket fejlesztettek ki számítógépek építéséhez. Mitsu & Co., Japan közzétette a szénnanocsövek tömegtermelésének a tervét. |
|
2002 |
Félvezető elektronikai rendszerben megoldották az 1 trillió bit/inch2 adattárolási sűrűséget. Ez 100 Gbyte hard-drive (meghajtó)-nak felel meg. IBM kifejlesztett egy új elektronmikroszkópot, amely felbontóképessége kisebb, mint egy hidrogénatom sugara. |
http://www.nanostart.de/index.php/de/geschaeftsbericht-2011/nanostart-ag
Nanotechnológia a természetben: A lótuszvirág már évezredek óta a tökéletes tisztaság jelképe. Bármilyen szennyezett a víz, a felületén a növények makulátlanul tiszták. A növény levele lepergeti az esővizet, és ezzel együtt minden szennyeződést. Még a sűrű folyású anyagok, mint a méz, az olaj, a ragasztó sem tapad meg rajta. Ez az öntisztulás jelensége, amelyet a szakemberek lótuszeffektusnak is neveznek. A tökéletes felületről a vízcseppekkel a szennyeződések le tudnak gurulni. Egy német botanikaprofesszor szerint a lényeg a különböző felületszerkezetekben keresendő. A felületet mikroszkopikus cella kiemelkedések alkotják, amelyeken kisebb kristályok is elhelyezkednek. Ez a dupla struktúra okozza a lenyűgöző fizikai hatást: a vízcseppek, amelyek a levélre hullnak, a felületi feszültségtől gömbformát alkotnak, legurulnak a levélről, és egyúttal magukkal viszik a szennyeződést is. Az ember megpróbálta a természetnek ezt a tulajdonságát utánozni, pl. olajjal, teflonnal, szilikonnal, viasszal bevonni a felületet. Ezek a rétegek víztaszítók, ritkán olajtaszítók is.
Felületkezelésre alkalmazva az előzőeket ez alapján a felületkezelő anyag 3 elemét egymás alatt rendezzük el. A kapcsolódó komponens (piros) a kezelendő felületre vándorol, és homogén kötődést alakít ki azzal, közben egyúttal a felület részévé is válik. Erre épül egy ultravékony, üvegkeménységű réteg (kék), amely rendkívül hosszú ideig tartós, és a felületet a legagresszívebb külső hatásoktól is képes megvédeni. A nano- (tapadást gátló) részecskéket (fehér) rendezzük legfölülre. Ezek együttese eredményezi a lepergető hatást.
http://www.muszakiak.com/bevonattechnika/nanotechnologia.html
http://www.delimano.hu/delimano_starter_plus_keszlet.html
http://edenybolt.boltaneten.hu/kinalat/12_keramia_bevonatos_termekek/
A nanotechnológia felhasználása igen sok területen lehetséges: elektrotechnika, légi- és űrutazás, szépségipar, gyógyászat, vendéglátás, ipari és lakossági méretekben is.
Kül- és beltéri burkolatnak fokozott kopás- és karcállóságot biztosít, ezzel a burkolatokkal szemben támasztott (szinte összes) követelményeknek megfelel. Külön érdekessége az esztétikai megjelenés. Az anyaggal kezelt felületeknek különös fénye van. A védőrétegek a megszilárdulás után kémiailag és mechanikailag is rendkívül terhelhetők, UV-hatásnak ellenállnak, fagyállóak, esetenként 450 °C-ig hőállóak. Felületi szilárdságuk és a karcmentességük jelentősen javul, a nagyon erős környezeti hatásnak sem marad nyoma. A kezelt felületet kefével, de még magas nyomású tisztítóval (maximum 50-60 bar) is lehet tisztítani.
A különféle kültéri burkolatok szerkezetébe nem jut be a víz, ezáltal fokozza a fagyállóságot. A gyakorlat bizonyítja, hogy milyen kiválóan alkalmazható üveg-, kerámia-, kő-, és betonfelületekhez, vakolatokhoz, falazatokhoz, sőt még textíliákhoz is. A nanokezelt anyagok felületei vízzel tisztíthatók, ráadásul sokkal ritkábban szorulnak tisztításra. Ezáltal jelentősen csökken az igény a környezetre és egészségre is ártalmas, hagyományos tisztítószerek használatára. Mivel a kezelt felületen nem tapad meg a szennyeződés, kiküszöbölhető a tisztítószerek használata, ugyanakkor ritkábban és egyszerűbben kell tisztítani, ez pedig jelentős idő- és költségmegtakarítást jelent. Nem látszik meg rajta az ujjlenyomat, a felületkezelés hosszú ideig tartó védelmet biztosít, grafiti-ellenes védelmet nyújt. Teljes mértékben pH-semleges, nem mérgező (élelmiszerrel érintkezhet), antibakteriális és antiallergén hatású.
A műanyag felületeket nem rongálja az időjárás. A bevonat nagy ellenálló képességet biztosít fa és kő felületeken, homlokzati felületeken. Anti-grafiti hatását a termék speciális tapadásgátló védelmének köszönheti. Alkalmazható kerámián és zománcozott felületen (csempék, mosdók, zuhanyozók, fürdőkádak, bidék, vécék stb.). A felületkezelt anyagokon megoldott a hosszantartó fertőtlenítés.
http://www.medikemia.hu/index.php?mid=20&prod=305
http://www.medikemia.hu/index.php?mid=20&prod=305
Az építészeti üvegeknél is jelentős a nanoeljárás alkalmazása Tökéletes bevonatot jelent az összes külső és belső üvegfelületen. Különösen nagy jelentőséget kap majd a magas épületeknél, az üveg- és függönyfalaknál. A drága és impozáns középületek homlokzatának takarítása nagy gondot, idő- és költségráfordítást igényel. Állványozás, ipari alpinisták alkalmazása, mind-mind emelik a fenntartási költségeket. Az ismertetett eljárással akár a tetőablakok, az ablakok, a teraszajtók, a télikertek, a kirakatok, a tükrök láthatatlan védelmet kapnak nemcsak a környezeti szennyeződések, hanem a baktériumok, a mohák és az algák ellen is.
http://www.sunguardglass.hu/SunguardProducts/index.htm
Kutató intézetek oldalai
Egyebek