מבוא ל-Nanoטכנולוגיה ב-Plating

ננוטכנולוגיה, מניפולציה של החומר בקנה מידה אטומי מולקולרי (בדרך כלל 1 עד 100 ננומטרים), הפכה אבן הפינה של מדעי החומרים המודרניים. בהקשר של שפע והשלמת פני השטח, ננוטכנולוגיה מאפשרת את מגמת ציפוי אולטרה-אין עם בדיוק nanostructures מהונדסים. בניגוד מספק שיטות טבוליות קונבנציונליות יותר עם גדלים אקראיים, טכניקות בשפע מאפשרות למגבלות דגנים מבוקרות, סטיות וציפויות גבוהות יותר, סטיות.

העיקרון הבסיסי מאחורי ננוטכנולוגיה בשפע הוא היכולת לשלב חלקיקים, ליצור ארכיטקטורות ננו-שכבות, או לגרום לגידול ננוקריסטלליין במהלך תהליך הפירוק. אלה ציפויים nanostructured להציג תכונות מכניות, כימיות אופטיות ייחודיות עקב יחס שטח גבוה לנפח ואפקטים של הגבלת זמן קוונטית בתעשיות ננומטריות יותר, גבוהות יותר, מפתרונות מתקדמים יותר, המבוססים על פני השטח, במהירות, מפתרונות מתקדמים יותר, מפתרונות מתקדמים, ממעבדים מבוססי פתרונות מתקדמים, ועד לטווח בינוניים, ועד לפתרונות מתקדמים, ועד לפתרונות מתקדמים, ואפקטים מתקדמים יותר, המבוססים על פני השטח גבוה יותר, ופתרונות מתקדמים, המבוססים על פני השטח גבוה יותר, מפתרונות מתקדמים יותר, מפתרונות מתקדמים, מפתרונות מתקדמים, ממעבדים, ואפקטים, מפתרונות מתקדמים, מפתרונות מתקדמים יותר, המבוססים על פני השטח גבוה יותר, מפתרונות מתקדמים, מפתרונות מתקדמים יותר, מפתרונות מתקדמים יותר, המבוססים על פני השטח גבוה יותר, ועד לפתרונות מתקדמים, ועד לפתרונות מתקדמים יותר, ועד לפתרונות מתקדמים יותר, ועד לפתרונות מתקדמים, ועד לפתרונות מתקדמים, ואפקטים מתקדמים יותר, מפתרונות מתקדמים יותר, ממעבדים מתקדמים יותר, מפתרונות מתקדמים יותר, מפתרונות מתקדמים יותר, מפתרונות

המדע שמאחורי ננו-באטינגס

כדי להבין מדוע nanoscale pling outperforms שיטות מסורתיות, זה עוזר לבחון את החומרים הבסיסיים מדע.באלקטרודה קונבנציונלית, צילומי מתכת אלקטרוליט מופחתים על קטוודה, להרכיב ציפוי עם גדלים דגנים בדרך כלל בטווח המיקרו-n. דגנים אלה ליצור יותר גבולות דגנים נפח יחידה, אשר יכול לשמש מסלולים עבור קורוזיה ודיכוי.

מעבר להפחתה בגודל הדגנים, אפקטים ננומטריים אחרים באים למשחק:

  • (FLT:0)Quantum Limitmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentmentment: 1:1 - בציפוי למחצה או אלה המכילים חלקיקים, מבני להקה אלקטרונית משתנים, המאפשרים תכונות אופטיות מותאמות כגון ספיגה אור מבוקר או צבע כוונון.
  • (FLT:0Surface plasmon resonanceancesFLT:1) - חלקיקים מתכתיים (למשל, זהב, כסף) יכולים להתרכז בתחומים אלקטרומגנטיים, המוביל לפעילות קטליטית מוגברת או יכולות חיישן בתוך ציפוי.
  • (FLT:0) אפקטים של ההרחבה (Percolation EffectFLT:1) - ממלאי מוליכים ננומטריים יכולים ליצור מסלולים התנהגותיים מאוד בשברירי נפח נמוכים יותר, שיפור תכונות חשמליות ללא הקרבה של יושרה מכנית.

מנגנונים אלה מאפשרים למהנדסים לעצב ציפויים שאינם רק שכבות הגנה אלא מרכיבים פונקציונליים פעילים של מערכת.

טכניקות ל-Nanoscale Plating

מספר שיטות מבוססות ומתעוררות מאפשרות ייצור של ציפויים nanostructured.כל טכניקה מציעה יתרונות ספציפיים בהתאם לרכיבה תת-סטריט, ציפוי הרצוי וסביבת היישום.

המונחים: ננופיל חלקיקים

אלקטרודה היא השיטה הנפוצה ביותר עבור יישום ציפוי מתכת nanostructured. על ידי הפחתת חלקיקים קרמיקה או מתכתי (כגון Al2O3, SiC, יהלום, או CNTs) ב אלקטרוליטטה, חלקיקים אלה הופכים לקודש עם ממטריקס מתכת במהלך plating.התוצאה היא ציפוי ננופוזה המשלב את הדליביות של המתכת עם קשיחות ובשלב זה הם מתפזרים לפיזור כימי חזק.

עקבו אחרי Electroless Nanoplating

ציפוי אלקטרוליטי מציע את היתרון של ציפוי גיאוגרפיות מורכבות ללא זרם חשמלי חיצוני. ב nanoplating אלקטרוless, תגובות אוטוקטליטיות להפחית את השדות מתכת על תת-קרקעית. על ידי הוספת ייצובים והקטנת סוכנים השולטים על קצב ההנקה, גדלים דגנים ניתן להניע לתוך nanoscale ניקל-phosphorus (Ni-P) ציפויים עם nanocrystalline משמשים בדרך כלל עבור קירור ורכיבי הגנה ואלקטרוניקה.

Sol-Gel ו-Hytro Nanocoatings

עבור ציפויים לא-מטאליים, תהליך הגלם מספק שליטה יוצאת דופן על מבנה nanoscale. hydrolyzed מבשרים ליצור השעיה קולואידית (sol) העוברת condensation וג'לציה כדי ליצור רשת תחמוצת. Varying תנאי התגובה מניבים סרטים דקים עם porosity, עובי, וקבוצת פונקציונליות אלה שילובים- ⁇ הם יישומיים עבור גמישות אנטי-דלקתית, ו-אורקידית, שיפור נרחב.

המונחים: Physical and Chemical Vapor Deposition (PVD/CVD)

טכניקות PVD ו- CVD הן טכנולוגיות עמוד השדרה בתעשיות המוליכים למחצה וחיתוך-tool, המסוגלות להפקיד מדים מאוד, צפופים וננומטריים. ב- PVD, sputtering או evaporation Deposits חומר אטום על ידי אטום, ומאפשרות עובי מדויק למטה nanometers. Multilayer עם שינוי שכבות ננומטריות (למשל, Tiel / NINE) מאפשרות ציפויים של פחמן-D-LC קיצוני של פחמן-LC) גרף גבוה.

יתרונות מרכזיים של ננודורות

התכונות המוגברת שהושגו באמצעות ננוטכנולוגיה בשפע ניתן לסווג לארבעה תחומים עיקריים: מכני, כימי, אופטי ותפקודי.

תכונות מכניות

  • (FLT:0) ההארמדה והישול התנגדות:FLT:1 , nanocrystalline ו nanocomposite ציפויים יכולים להציג ערכי קשיחות 2-4 פעמים גבוה יותר מאשר עמית microcrystalline.לדוגמה, אלקטרודהיד nanocrystalline ניקל (גודל גררה - 20 nm) מראה קשיחות מעל 6a, בהשוואה 2a עבור ניקל קונבנציונלי.
  • (FLT:0) קשיחות גדולה: FLT:103) בשל גרגר הגבול מתפתל ופענוח השתקפות במכשולים ננומטריים, ננו-מחדשים רבים מתנגדים לכישלון תחת לחץ מחזורי או השפעה על טעינה טובה יותר מאשר קרמיקה גדולה.
  • (ב) ⁇ :0) ,(החומרה:0) ,(ה) ,הדחיסות הגבוהה של אתרי טיהור בתנודור מובנים מקדמת מגע אינטימי עם הסיכון התת-קרקעי, צמצום הסיכון לצמצום הפחתת החיסון.

הגנה כימית ואלקטרוכימיה

  • (FLT:0Corrosion Resistance:FLT:1 פינקל מבנה גרגר מקטין את הגודל והפצה של נקודות חלשות (למשל, pores, microcracks) באמצעות אילו סוכנים קורוזיים יכולים לחדור.בנוסף, שילוב של צינורות קורוזון-inhibiting nanoparticles (למשל, תחמוצת אבץ, תחמוצת-חמצני) יכול לספק נזק עצמי פעיל על ידי שחרור אתרים מעכבים.
  • (ב) ⁇ :0) אינטונציה: (FLT:1) Dense ננוטינגs לפעול כמחסומים נגד לחות, חומצות, ו פותרים אורגניים, כפי שהודגם על ידי sol-gel silica או alumina סרטים על תת-קרקעית מתכת.
  • (FLT:0) התנגדות לחמצן: FLT:1 ננוד קרמיקה קרמיקה (למשל, YSZ, Al2O3) מדכאים את התפוצות חמצן בטמפרטורות גבוהות, קריטי עבור להבים טורבינות ורכיבים ממצה.

שיפור אופטי ואסתטיקה

  • (FLT:0)Color tuning: FLT:1 על ידי שליטה עובי והרכב של שכבות ננומטריות, אפקטים התערבות לייצר צבעים תוססים, לא מכוונים ללא פיגמנטים.זה מופץ בשפע דקורטיבי עבור משולשי רכב יוקרתיים, תכשיטים, ואלקטרוניקה צרכנית.
  • (FLT:0) Antire השתקפות ושקיפות: NNNNN1, או ציפויים מרובי שכבתיים עם אינדיקציות קירור כיתהd ממזער את הרפסות, שיפור יעילות אופטית ב עדשות, תצוגות ופאנלים סולאריים.
  • (ב) ⁇ :0) טקסט חודר ב-Nanoscale:veFLT ( 1:1 Lotus-leaf-inspired hydrophobic nanocoatings ליצור משטחים superhydrophobic ו- self-cleaning, צמצום תחזוקה ו biofouling.

תכונות פונקציונליות וחכם

  • (FLT:0) ציפויים של כפליים: אנדרל 1 (Encapsulated Healing סוכנים או רשתות פולימרים בלתי הפיך המוטבעים ב- nanoscale ספקים יכולים לתקן באופן אוטונומי שריטות וסדקים, להאריך את חיי הציפוי.
  • (FLT:0) חלקיקים אנטי-מיקרוביאליים ואנטי-ויראליים:03FLT ( 1 Silver, נחושת, או חלקיקים תחמוצת אבץ המשולבים בציפויים מספקים שחרור מתמשך של בצלים ביו-קלידיים, קריטי עבור מכשירים רפואיים ויישומים של אבטחת מגע.
  • (FLT:0) ניהול רב-החל: 1FLT:1 ננודימונד או ציפויים מלאים בורון ניטריד משפרים את מוליכות תרמית לפירוק חום באלקטרוניקה וב LEDs.
  • (FLT:0) מוליכות אופטית: FLT:1 Transudive oxides (ITO, AZO) שהופקדו כסרטים ננומטריים הם חיוניים למסך מגע ולמכשירים פוטו-וולטאטיים.

יישומים הנדסיים ברחבי תעשיות

ציפויים מבוססי ננוטכנולוגיה עברו מחידושים נישה לרכיבים אינטגרליים בענפי הנדסה רבים.

אוויר והגנת

רכיבים אוויריים עומדים בפני תנאים קיצוניים: טמפרטורות גבוהות, טעינה מחזורית, ללבוש מהריסות, ואת קורוזיה מן לחות אטמוספרית ונוזלים דה-קלינג.

  • (FLT:0) ציפויי מחסום אורתרמי (TBCs): 1 Yttria-stabilized zirconia (YSZ) החל באמצעות EB-PVD או APS עם porosity ומבנה דגנים עמודה מקטין התנהגות תרמית ומתאים את ההתרחבות התרמית בין להבים סופרוליים ו-Topco.
  • (FLT:0) ציפויים קשים עמידים בפני אנדר: אנדרל 1 (Nanocomposite TiSiN או AlTiN) שהופקדו על ידי קשת-PVD על משחת ציוד נחיתה ושורשי להב טורבינות להפחית את ללבוש עד 70%.
  • (FLT:0Corrosion-resistant ראשיrs:BuildFLT:1) nanocoatings ללא קורוזיה המכילה חלקיקים מתפתלים (למשל, SrCrO4 חלופות) לעמוד בתקנות סביבתיות תוך שמירה על הגנה.

נאס"א דיווחה על שיפורים משמעותיים בת קיימא של שסתום באמצעות ציפוי פחמן דמוי ננומטרי (DLC) על מערכות דלק בחלליות (FLT:0NASA Tech briefsph 1).

רכב ותחבורה

בתחום הרכב, ננו-plating משפר את הפונקציונליות והאסתטיקה:

  • (FLT:0Engine רכיבים: NFLT:1 ננוקריסטלליין ניקל זרחן ציפוי על טבעות פיסטון ו cylinder liners להפחית את החיכוך להגביל צריכת שמן, לתרום פליטות פחמן CO2 נמוך יותר.
  • (FLT:0) צבע חיצוני ומעילים ברורים: NVIRLT:1 ; ננוסיליקה-reinforced מעילים ברורים חזק לשפר את ההתנגדות של שריטות (עד שלוש פעמים מעיל ברור סטנדרטי), בעוד שתוסף חלקיקים חסימת UV (ZnO, CeO2) מונעים הידרדרות פולימרנית והפסד מבריק.
  • (FLT:0) הגנה אלקטרונית:FLT:1Nina-nickel או ציפויים מורכבים נחושת על מחסניות פלסטיק עבור ערכות סוללות רכב חשמלי לספק הגנה יעילה EMI מבלי להוסיף משקל משמעותי.
  • (FLT:0) דימות לוגיות: 1FLT:1, ננו-scale chromium או שכבות טיטניום nitride ליצור מתגי מראה עמידים העולה על ההתנגדות של קורוזיה של אלקטרופליגציה ⁇ , אשר הוא בשלב בשל רעילות.

OEM גדולים כמו טויוטה ו-BMW השקיעו בטכנולוגיות ננו-מחדשות עבור לוחות גוף קלים וציפוי גלגל נגד כוונון (FLT:0Toyota Sustainability Report EvolutionFLT:1).

ייצור אלקטרוניקה ו Semiconductor

המיניוריזציה מניעה את הצורך ב- nanoscale pling באלקטרוניקה:

  • (FLT:0) חיבורים בין ה-Copper:FLT:1 אלקטרודהפוטוקטורת עם גודל גרגר מבוקר של תוספת וגידול בגרגר (באמצעות dielectrics בתדר נמוך) מבטיחה התנגדות נמוכה והתנגדות אלקטרו-מיגור ב- sub-10 nm nodes.
  • (ב) ועמוד עמוד התווך: ההרחבה 1 (Nangoku Solderציפוי) משפרים את היווצרות בין-מטלאית ולהפחית את המהימנות באריזות מתקדמות.
  • (FLT:0) ,Enclosures & מחברים: OVAFLT:1 ; זהב ללא ניקל (ENIG) עם שכבת עובי זהב ננומטרי מספק משטחים ללא חמצון עבור מגעים רבים וחוט-bondable.
  • (ב) אלקטרוניקה:0) מודפסת: 1 מוליכים דיוג'ט המכיל חלקיקים כסף (5-20 nm) חטאו לתוך עקבות של תגובה נמוכה מאפשר תצוגות גמישות, אנטנה וחיישנים.

מכשירים רפואיים וביו-רפואיים

מכשירים לא-שתלים וניתוחיים נהנים מציפוי nanostructured המשלבים ביופונאליות עם בטיחות המטופל:

  • (FLT:0 Orthopedicplants:FLT:1 , ננומידוקסיאפטיט (HA) ציפויים על ⁇ טיטניום לחקות מינרלים העצם טבעי, קידום אוסוינטציה אלקטרופורטית או נתיבי גל sol-גל מאפשרים גבישי מבוקר וננו-מדור משטח העליון מעצים את החתך התא.
  • (FLT:0) פני השטח האנטי-בקטריים:FLT:1 ננו-חלקיקים כסף מלוטשים במטריקס ג'ל-סולי המופעל על מנת לחתרים ולבגדי הפצעים מספקים שחרור בקטריקידי למשך שבועות, צמצום זיהומים של בית חולים-חולים.
  • (FLT:0) ציפויים של ד"רג-לייטינג: ®NanoFLT:1 ;Nano ⁇ פולימרים או ננו-tube מחסנים על נטיות ניתן לטעון עם תרופות אנטי-פרו-חיים, לשחרר אותם על פני תקופות מבוקרות כדי למנוע מנוחה.
  • (FLT:0) חיישנים אגנוסטיים:FLT:1Nivoparticles אלקטרו-דידים אלקטרו-דה מערךים אלקטרודה משפרים את הרגישות של גלוקוז וזיהוי פתוגן באמצעות העברה אלקטרון משופרת.

אנרגיה וטכנולוגיות סביבתיות

ננוטכנולוגיה בגיוס תורמת לשיפור היעילות והעמידות במערכות אנרגיה מתחדשות:

  • תאים סולריים:0 (FLT:1 Transudive oxide (TCO) שכבות כמו ITO ו AZO, שהופקדו על ידי sputtering או sol-gel, הם חיוניים עבור photovoltaics פיל דק-סרט. nanocoating אנטי-מפרקטיבי מגביר את המלכודת האור עד 5%.
  • (FLT:0) תאים:FLT:1 ; חלקיקים פלטינום מפוזרים בשכבה פחמן (ציפוי קטליטי על פרכוסים אלקטרודה קרום) למקסם את הפעילות הקטליטית לתוכן מתכת יקר, צמצום עלות ערימה.
  • סוללות ליתיום-יון: FLT:1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) לשאת טורבינות הזוכה: FLT:1 DLC או ציפוי nanocomposite להפחית ללבוש וקורוזיה בתנאים הדורשים בחו"ל, הרחבת מרווחי תחזוקה.

מחקר מקרה: ננו-מחדש מתקדם ב-Air Engine Components

כדי להמחיש את הפוטנציאל הטרנספורמציי של ננוטכנולוגיה בשפע, לשקול טורבינות גבוהה של מנוע סילון מודרני בלחץ גבוה (HPT) להב.הפעלה בטמפרטורות גז מעל 1500 מעלות צלזיוס (למעלה מנקודת ההיתוך של תת-על-על-על-על-על-ידי ניקל), הלהב דורש קירור פעיל וציפוי הגנה מרובים:

  1. (FLT:0) מעיל המעיל (MCrAlY): ההרחבה 1 (Applied by low-pressureפלסס תרסיס (LPPS) או HVOF עם מבנה גרגר ננוקליסטליני לשיפור עמידות חמצון ולהפחית את המיזוג עם העלולי.
  2. (FLT:0) ציפוי מחסום הירומטר (TBC): ibph:1 ; YSZ שהופקד על ידי אלקטרון beam פיזי vapor deposition (EB-PVD) עם מבנה מיקרו-טור המספק סובלנות מתוחה. על ידי צמצום רוחב עמודה ושילוב nano porosscale, מוליכות תרמית טיפות מתחת 1 / mK תוך שמירה על תאימות.
  3. (FLT:0Cooling Hole Protection:FLT:1 אלקטרודהposited ננוקריסטל ניקל-קובלט סגסוגת קו לייזר מנפץ חורים, מניעת שחיקה מעומס גז חם.
  4. (FLT:0)Tip לובשת התנגדות: 1FLT:1 שכבת nanocomposite של אלטיSiN שהופקדה על ידי קשת-PVD על קצה הלהב מפחיתה את ללבוש נגד השחתה המוח, שמירה על נקה טיפ חזק יותר ושיפור יעילות המנוע על ידי 0.5–1%.

ההשפעה המשולבת של ציפויים ננו-מבנים אלה מרחיבה את חיי הלהב מ-5,000 עד יותר מ-20,000 מחזורי טיסה, באופן משמעותי צמצום עלויות ההיתר.במקרה זה מתועד במחקר מ-FLT:0Rolls-RoyceFLT:1 ומחקרים עצמאיים על ננומטרי TBCs שפורסמו ב-FLT:2Journal of thermal Spray TechnologyLT3, 3.

כיוונים עתידיים ומחקרים עתידיים

העשור הבא יראה ננוטכנולוגיה בשפע מתפתחת משיפורים מצטברים ליכולות חדשות ביסודן.

קידוד חכם ואחראי

החוקרים משלבים מיקרו-capsules, פולימרים בצורת-זיכרון, ומיקרוסנסורים משובצים לתוך ציפוי nanoscale.לדוגמה, ציפוי עשוי להכיל צבעי קירור החישה שמשנים צבע בתחילת התקף substrate, המאפשר ניטור בריאות של מבנים קריטיים כמו גשרים או כלי טיס.

Machine Learning - Assisted Coating

שילוב אלקטרודה אלקטרודה משולבת עם אלגוריתמי למידת מכונה מאפשר בדיקות מהירות של כימאים האמבטיה ופרמטר הדופק כדי לייעל את גודל הדגנים ננוקלליין ופיזור חלקיקים.זה מפחית את הנטל הניסויי ומזרז את גילוי סגסוגת ניוון-נגד או ציפויים קשים.

תהליכי ננו-נופלינג ירוקים

לחץ רגולטורי לחסל חומרים רעילים (למשל, hexavalent chromium, cyanides, PFAS) הוא מניע חדשנות בסביבה benign nanocoatings. Ionic נוזלי, פתרונות אקולוגיים עמוקים, מערכות מחשוב מבוססות sol-גל מבוסס queous מפותחים כדי להפקיד סרטים עם בזבז מינימלי וצריכת אנרגיה.

אטומית ו Molecular Layer Deposition

פיזור שכבת אטומי (ALD) ומקבילה האורגנית, השכבה המולקולרית (MLD), מספקים שליטה עובי האולטימטיבית (sub-nanometer perמחזור) בעוד בשימוש כיום בעיקר במיקרואלקטרוניקה, הפחתות עלות וכורים רול-to-roll ALD הופכים את הטכניקות הללו להסתברותיות עבור ציפויים גדולים-area על זכוכית אדריכלית ותהליכי פלסטיק.

אתגרים ומגבלות

למרות הבטחה עצומה, יש לטפל בכמה מכשולים לפני ננוטכנולוגיה בשפע הופך מאומצ באופן אוניברסלי.

  • (FLT:0) עלות הייצור:FLT:1 ננופי חלקיקים, בקרת רחצה מדויקת וציוד חיזוי גבוה (למשל, ALD, PVD) הם הרבה יותר הון-רגיש מאשר קווי אלקטרו-פליג קונבנציונליים. יצרנים קטנים עד בינוניים עשויים למצוא את ההשקעה אסרטיבית.
  • (FLT:0) ,Scale-up עקביות:FLT:1 , שמירה על פיזור חלקיקים אחיד והתפלגות גודל דגנים על פני שטח גדול משטח (למשל, פאנל גוף רכב או להב טורבינות רוח) הוא מאתגר.אגוגלובציה של חלקיקים בהשעיה או הפצה לא עדכנית של אלקטרודה יכולה לייצר ציפויים.
  • (FLT:0) בריאות ובטיחות: 1FLT (השטח הגבוה) זה נותן חלקיקים הנכסים הרצויים שלהם גם מעלה חששות לגבי שאיפת או חשיפה דרמטית במהלך הייצור. Handling, סילוק, ומחזור של ננו-חומרים דורשים פרוטוקולים בטיחותיים חדשים ומסגרות רגולטוריות.
  • (FLT:0) הסתברות תאימות: FIRLT:1 כמה תהליכים ננו-מחדש (למשל, ALD) פועלים בטמפרטורות גבוהות או מתחת לוואקום, אשר עלולים להפיג תת-שכבות רגישות חום כגון פולימרים או מרוכבים.
  • (FLT:0) צ'רקטריזציה קושי: FLT:1 measuring עובי אמיתי, צפיפות וחלוקת תכונות מתחת 10 nm על חלק מורכב גיאוגרפית מצריך טכניקות מתקדמות (HRTEM, APT, GISAXS) שאינן זמינות במעבדות בקרת איכות הייצור.

מסקנה

ננוטכנולוגיה בשפע מייצגת שינוי פרדיגמטי באיך מהנדסים מעצבים ציפויים מגינים פונקציונליים.על ידי שליטה על החומר ברמה האטומית והמולקולארית, ציפוי הדור הבא אלה מספקים קשיחות לא מקבילה, עמידות קורוזיה, תכונות אופטיות ופונקציונליות חכמה - כל עוביים לעתים קרובות פחות מכמה מיקרומטרים.הראיות מאווירה, אלקטרוניקה, תעשיות רפואיות, אנרגיה, מדגימות כי nanostructured הם רק ציפויים לא ניתן לרפא, אבל לא ניתן לספק יישומים אמיתיים.

המשך המחקר בשיטות פיזור קשקשים, כימאים ידידותיים לסביבה, וציפויים עצמיים יימשכו עוד יותר מחסומים נמוכים יותר לאימוץ.As תעשיות דוחפות את גבולות הביצועים החומריים בתנאים קיצוניים, ננוטכנולוגיה בשפע תישאר כלי חיוני בארסנל של המהנדס, שיאפשר מוצרים קלים, חזקים יותר וארוכים יותר לשנים הבאות.