나노 기술 논문.

이 글은 나노기술의 내포, 주요 내용 및 마이크로기계, 포장, 식품기계업계에서의 응용을 주로 소개하고 연구했다.

미래의 기계 공업에서 나노 기술의 발전 전망을 예측했다.

키워드: 나노 기술; 마이크로 기계 기계 산업 발전 전망

1 나노 기술의 결합

나노는 원래 "나노미터" 라고 불렸던 길이 단위입니다.

10-9(65438+ 십억분의 1) 미터. 나노 과학과 기술, 예

나노 기술이라고 불리며 1~ 규모의 연구 구조입니다

100 nm 범위의 재질 특성 및 적용. 나노미터

과학기술은 많은 학과와 밀접하게 관련되어 있어 일종의 구현이다.

학제 간 성격의 최전선 분야. 만약 여러분이 그것을 연구한다면,

또는 일의 성질과 같이, 나노 기술은 세 가지로 구성되어 있다.

연구 분야: 나노 물질, 나노 장치, 나노 스케일.

검출 및 특성화. 그중 나노재료는 나노기술이다.

의 기초 나노 장치의 개발 수준 및 응용

인간이 나노 기술 시대에 접어들었는지 여부에 대한 중요한 상징이다.

풀; 나노 스케일의 검출과 표상은 나노 기술의 연구이다.

이론과 실험의 기본 방법과 중요한 기초를 탐구했다.

기초. 나노 기술의 궁극적인 목표는 원자와 분자를 대상으로 하는 것이다.

특별한 기능을 갖춘 제품을 설계하고 제조하는 출발점.

2 나노 기술의 주요 내용

(1) 나노 물질에는 제비 및 표상이 포함됩니다. 나노 미터 안에서

스케일에서 물질의 전자 방출 (양자 역학

질량과 원자의 상호 작용은 잣대 크기의 영향을 받는다.

나노 스케일의 구조를 얻을 수 있다면, 이것은 통제할 수 있다.

재료의 기본 특성 (예: 융점, 자기, 콘덴서, 심지어).

색깔. 물질의 화학성분을 바꾸지 않습니다.

(2) 나노 역학은 주로 미세 역학과 미세 전기이다

기계, 또는 총체적으로 MEMS (microelectronics mechanism system) 라고 합니다.

전동 기계용 소형 센서 및 액추에이터,

광섬유 통신 시스템, 전용 전자 장비, 의료 및 진단.

기기 등. MEMS 는 통합과 유사한 기술을 사용합니다.

전기 설계 제조 신기술. 특징은 부품이 매우 훌륭하다는 것이다

작고, 에칭 깊이는 보통 수십 ~ 수백 미크론이 필요합니다.

그리고 폭 오차는 매우 작습니다. 이 과정은 또한 제조에 사용될 수 있습니다.

초고속 원심 분리기 또는 자이로 스코프 용 3 상 모터

등등. 연구에서 준원자 자는 상응하는 검사를 해야 한다.

미세 변형과 미세 마찰 정도 등. 그들은 여전히

아직 실제로 나노 잣대에 들어가지 못했지만 잠재력이 큰 가문.

학술적 가치와 경제적 가치.

(3) 클라우드와 같은 나노 생물학 및 나노 약리학

나노 콜로이드 금은 DNA 를 모체 표면에 고정시킨다

이 입자들은 실리카 표면의 포크 전극으로 구성되어 있다.

생체 분자, 인지질 및 지방 상호 작용에 관한 실험적 연구

산성 이중층 평면 생물막, DNA 미세 구조 등.

나노 기술로 세포에서도 자가조립을 사용할 수 있다.

부품 또는 조립품을 배치하여 새 재질을 구성합니다. 새로운

약, 심지어 미크론 알갱이의 미세한 가루도 절반 정도이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 약명언)

숫자는 물에 용해되지 않습니다. 그러나 입자가 나노 미터 (즉, 초 미세) 인 경우

입자), 물에 용해됩니다.

(4) 나노 전자학은 양자 효과에 기반한 전자학을 포함한다.

나노 전자 장치, 나노 구조의 광/전기적 특성, 나노

쌀 전자 재료의 표상과 원자 조작과 원자.

조립 등. 전자 기술의 현재 추세에는 장비 및

이 시스템은 더 작고, 더 빠르고, 더 춥다. 더 빠르다는 것은 반응이 더 빠르다는 것을 의미한다.

서둘러. "더 차갑다" 는 것은 개별 장비가 더 적은 전력을 소비한다는 것을 의미합니다.

그러나' 더 작다' 는 무한하지 않다.

기계 산업에 3 나노 기술 적용

3. 1 나노 기술의 마이크로역학 분야에서의 응용

나노 기술 응용 채널이 지속적으로 확장됨에 따라,

마이크로역학의 발전은 전 세계적으로 우세하다. 예를 들어, 를 입력합니다

인체에 들어가는 의료기계와 파이프 자동 감지 장치.

필요한 마이크로 기어, 모터, 센서 및 제어 회로.

등등. 이러한 특정 기능을 갖춘 나노 제품을 만들다.

기술 경로는 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 하나는 미세 가공 및

솔리드 스테이트 기술, 제품의 소형화 두 번째는 원본입니다

분자와 분자는 기본 단위이며 사람의 뜻에 따라 진행된다.

설계 및 조립을 통해 특정 기능을 구축합니다.

제품.

3. 1. 1 마이크로 머시닝 기술을 이용한 나노 기계 제조

(1) 미세 가공. 일본 파나과에서 개발하다.

자동차, 밀링, 연삭, 스파크 가공을 할 수 있는 다기능 마이크로머신입니다.

FANUCROBO nano Ui

유형), 수치 제어 시스템의 5 축 제어 및 최소 설정을 구현할 수 있습니다.

단위는 1 나노 (10-3 미크론) 입니다. 기계에는 인코더가 장착되어 있습니다.

반 폐쇄 루프 제어 및 레이저 홀로 그래픽 직선 운동.

완전 폐쇄 루프 제어. 인코더가 모터에 직접 연결되어 있고, 주가 있다.

해상도는 6 천 4 백만 개의 펄스로, 각 펄스는

좌표 축이 0.2 nm 이동하고 인코더 피드백 단위는 1/

3 nm 이므로 추적 오차는 1/3 nm 이내입니다. 직선분할

해상도는 1 nm 이고 추적 오차는 3 nm 이내입니다. 컴퓨터 수치 제어 (Computer Numerical Control)

이 장치는 Fanuc- 16i 를 사용하여 아나노 윤곽 제어를 구현합니다.

시스템. FANUCSERVOMOTORαi 서보 모터를 사용합니다.

공수 고해상도 검출 장치 및 αi 시리즈 서보

증폭기, 마이크로 가공을 실현하다.

(2) 마이크로 로봇. 산업 제조 분야에서는

A 형 로봇은 정밀하고 미세한 조작에 적응할 수 있다. 특히

전자 부품 제조. 미국 마트의

연구원들은 최근 조립을 위한 나노 시스템을 설계했다.

시스템을 만드는 마이크로 로봇, 이 로봇의 길이

약 5mm 정도 됩니다. 연구자들은 나노미터를 사용할 수 있다고 가정했습니다.

제조 기술은 이 로봇의 부피를 계속 줄였다.

그것의 최종 부피는 먼지 입자를 초과하지 않을 것이다. 일본

미쓰비시 (Mitsubishi) 는 또한 마이크로 산업용 로봇을 개발했습니다.

로봇은 5 단 폐쇄 링크기구를 사용하여 구현됩니다.

팔의 경량과 높은 강성, 동작 속도 및

정밀도는 특수 로봇을 완전히 따라잡을 수 있다. 상하왕복 운동

방향 25mm, 수평 방향100mm.

소요 시간이 0.28 초로 단축되었습니다. 또한, 채굴을 통해

폐쇄형 연동 기구와 고강성 감속기를 채택하여 실현하다.

위치 반복 정밀도는 이전 로봇보다 10% 높습니다.

(5 nm), 정밀 정밀 작업에 적용 할 수 있습니다.

중국은 마이크로 로봇 개발에도 진전을 이뤘다.

만족스러운 성적을 거두었다. 언론 보도에 따르면 하얼빈 공업이

이 대학에서 개발한 로봇은 조작 정확도가 이미 달성되었다.

벼 수준은 분자생물학 유전자 조작에 응용할 수 있고,

세포와 염색체를 "조작" 하고 미량에도 사용할 수 있습니다

전자, 정밀 가공 및 기타 고정밀 요구 사항이 높은 분야.

당신의 기술을 보여주십시오.

(3) 마이크로 모터. 미국 오하이오 주 클리퍼드

그레이시 대학은 나노 크기의 마이크로 모터를 만들었습니다

실험실, 나노 기술 및 초미세 기계 시스템을 전문적으로 연구하다. 미국 캘리포니아 대학 버클리 분교에서 개발했다

이 마이크로 모터는 너무 작아서 현미경으로만 사용할 수 있다.

나는 그것을 볼 수 있다. 독일 자동차 부품 제조업체 Dr.

나노 기술 센서 개발에서, 이 센서는

사람들은 3 차원 공간에서 자동차의 각 부분에 대한 정보를 제공한다

중간 운동에 대한 정확한 정보. 마이크로 센서가

차의 속도가 급격히 떨어지면 에어백이 자동으로 방출된다.

3. 1.2 자체 조립 기술을 통한 나노 기계 제조

(1) 생물학적 장치. 분자 자기 조립 시스템을 기반으로

생체 분자 장치는 실리콘과 반실리콘을 완전히 버리는 장치이다

도체 기반 전자 장비. 단백질을 고르다.

단백질은 바이오칩으로 각종 생물을 만드는 데 쓸 수 있다.

스위치, 논리 회로, 메모리,

센서와 단백질 집적 회로. 미미셸

리젠워스 대학 의대 바이오분자 정보팀.

세균시자홍질 (BR 단백질) 과 발광을 이용하다.

염료 분자를 이용하여 전자 기능을 가진 단백질 분자를 개발하다

분자 주변의 잠재적 인 필드 인 통합 막

제어할 새 논리 요소. 시라추즈 대학교

과학은 또한 BR 단백질을 이용하여 인간의 뇌연상 에너지를 시뮬레이션한다.

힘과 Lenovo 스토리지의 중앙 네트워크.

(2) 나노 분자 모터. 분류: 미국의 IBM 회사

스위스 취리히 연구소와 바젤 대학 연구

연구원들은 DNA 를 사용하여 지름을 구부릴 수 있다는 것을 발견했다.

머리카락 속 50 분의 1 의 실리콘 원자.

"캔틸레버" 는 위아래로 구부러지고, 단일 가닥 DNA 는 상단에 붙어 있습니다

체인. DNA 는 자연적으로 이중 나선 구조를 형성하고 이중 사슬은 분열된다.

개장 후, 그들은 재조합을 시도할 것이다. 연구원들이

단일 가닥 DNA 가 있는 캔틸레버는 단일 가닥 DNA 가 들어 있는 컨테이너에 배치됩니다

상응하는 단일 가닥 DNA 용액에서, 이 두 가닥은

자동으로 쌍을 이룹니다. 작은 캔틸레버가 바로 이렇습니다.

힘의 작용으로 구부리기 시작하다. 연구자들은 이것을 사용합니다.

생체 역학 기술을 이용한 마이크로 나노 판막 제조

캡슐 (나노 분자 모터). 이 드라이브를 제어함으로써

전원 제어 밸브 열기 및 닫기, 정확한 투약량

약은 치료를 위해 몸이 필요로 하는 부위로 운반된다.

목적.

포장 기계에 3.2 나노 기술 적용

포장기의 핵심 부품에 나노 물질 기술 적용

부품 (베어링, 기어, 스프링 등). ) 는 금속 표면에 사용됩니다.

쌀가루 코팅 처리는 설비의 내마모성과 경도를 높일 수 있다.

도와 수명.

탄소 나노튜브는 또한 더 높은 기계적 강도와 더 나은 기계적 성능을 가지고 있다.

높은 열전도도. 길이가 매우 길기 때문에-직선입니다.

지름 비율, 어떤 형태든 복잡한 부품을 만들 수 있습니다.

복합 재료에 이상적인 강화 섬유. 현재 가격이 비교적 낮다.

값싼 기어, 세라믹 베어링, 나노 플라스틱.

세라믹 모기 방제 롤러, 전기 조각 롤러 등 인쇄 포장 기계 부품이 이미 완성되었다.

기업에 들어가 금속 재료 교체를 시작하다. 현대 오프셋 인쇄기

컴퓨터에 많은 센서가 있는데, 이를테면 날아다니는 종이 더미를 조종하는 것과 같다. (알버트 아인슈타인, 컴퓨터명언)

자동 상승 하강, 공기 펌프 공급 시간 감지, 압력 종료 시간 감지.

측정, 빈 용지 감지, 잉크 양 제어 등.

나노 세라믹은 내마모성이 우수하고 높다

강도와 인성은 제조 공구와 포장에 사용할 수 있습니다.

저항력을 높이기 위해 식품 기계의 실링 링, 베어링 등도 있습니다.

내마모성 및 내식성, 컨베이어 기계 제조 및

유동층 핵심 부품의 표면 코팅.

식품 기계에 3.3 나노 기술 적용

나노 실리콘 카바이드와 실리콘

셋；삼；3

N4 는 넓은 파장 범위 내에 있다.

적외선에 강한 흡수 작용이 있어 적외선으로 사용할 수 있다.

흡수 및 투과 재료는 기능성 필름 또는 섬유로 만들어집니다.

나노실리콘

셋；삼；3

N4 무정형 세그먼트는 황광에서 근적외광까지 색상을 가지고 있습니다.

이 선택적 흡수는 특수 창 재료에도 사용할 수 있습니다

나노 실리카

2

제조된 광섬유는 600 nm 보다 큰 파장을 가지고 있습니다.

빛의 전송 손실은 10 dB/km 보다 작고 나노 SiO 를 사용합니다.

2

나노 이산화 티탄

2

미크론 두께의 다층 간섭을 만들다

박막, 투광성이 좋고, 반사 적외선의 능력이 강하며, 전통과

할로겐 램프보다 에너지 절약 15%.

연구에 따르면 30 ~ 40 nm 의 TiO _ 2 가 혼합된 것으로 나타났다.

2

분

수지에 분산돼 박막을 만들어 파장 400 nm 가 된다.

자외선 흡수제는 후속 광선에 강한 흡수력을 가지고 있다.

이 재료는 식품 살균백과 랩에 가장 좋은 원료로 사용할 수 있다.

나노 실리카

2

수처리에서 유기물의 광촉매 분해

이 기술은 2 차 오염이 없고 정화율이 높다: ①.

표면적보다 커서 유기물을 최대한 제한할 수 있다.

표면의 흡착 정도; ② 자외선이 비교적 강하다.

흡수력 때문에 더 강한 광촉매 분해 에너지를 가지고 있다.

힘은 표면에 흡착된 유기물을 신속하게 분해할 수 있다.

내려 놔. 이것은 식품 기업에 큰 하수 처리 능력을 제공한다.

강력한 기술 지원.

메조 포러스 고체와 메조 포러스 복합체는 최근 몇 년 동안 개발 된 나노 입자입니다.

재료과학 분야의 주목할 만한 연구 대상은

이 재료의 높은 다공성 (조리개 2 ~) 으로 인해

50 나노미터) 와 고비비 표면적으로 흡착과 여과에 매우 유용하다.

촉매 작용 등은 좋은 응용 전망을 가지고 있다. 네, 순수해요

또한 막필터링 및 소독 장비 (예: 물 및 소프트 드링크) 도 제공됩니다.

광활한 발전 공간.

고무와 플라스틱은 포장과 식품 기계 응용에 더 적합하다.

더 많은 원자재. 하지만 고무는 보통 카본 블랙을 첨가하여 만든다.

강도, 내마모성 및 노화 방지를 향상시킵니다. 이 제품은

블랙, 식품 기계에 적합하지 않습니다. 나노재료

세계의 출현으로 이 문제가 해결되었다. 새로운 나노 수정

고무의 각종 지표는 모두 크게 향상되었는데, 특히 안티에이징이 있다.

화학적 성능은 3 배 향상되었고, 수명은 최대 30 년이었다.

표면적으로 색채가 산뜻하고 보색 효과가 매우 좋다. 일반 플라스틱

생산량이 많고, 응용이 광범위하며, 가격이 낮지만, 성능은 공사보다 못하다.

플라스틱과 엔지니어링 플라스틱은 성능이 우수하지만 가격이 비싸다.

이것은 포장과 식품기계에서의 광범위한 응용을 제한한다.

사용하다. 나노 물질에 의한 일반 플라스틱 폴리 프로필렌의 변형

성능, 엔지니어링 플라스틱 나일론 -6 성능 지표 달성

공예 성능이 좋고, 원가가 낮으며, 광범위하게 응용할 수 있다.

기계 산업에서의 나노 기술 개발

전망

(1) 기계 및 자동차 업계의 공장 액세서리 (예: 샤프트) 를 매끄럽게 배합합니다.

베어링과 레일에 나노 세라믹 코팅을 적용하면 바닥이 생깁니다.

마찰 인터페이스는 마모를 크게 줄이고 하중을 증가시킬 수 있습니다.

(2) 플라스틱 러너의 저점도 적용: 예: t 형.

금형, 드로잉 다이, 슬리브 및 핫 러너는 제품을 효과적으로 줄일 수 있습니다

소재 탄화 가능성.

(3) 사출 성형 중 스틱 몰드 및 짧은 씰.

촬영, 거울 안개, 자국은 모두 혁명적인 개선이 있었다.

특히 슬라이더와 이젝터 핀에서 말이죠.

미끄럼은 어떤 금속보다도 우수하다.

(4) 집적 회로 패키지 접착제, 고무 및 폼

그것은 매우 높은 접착성을 가지고 있기 때문에 대량으로 제거해야 한다.

성형제는 탈모에 도움이 되고, 나노 세라믹의 연잎 효과는

이형제의 사용과 금형 세척 시간을 줄이다.

(5) 나노 세라믹의 저 마찰 및 저점도

금형에서 플라스틱의 유동성이 크게 향상되었습니다. 특히

얇은 광판, 플라스틱 렌즈, 자동차 집결과 같은 고정밀 금형.

전등갓 등 제품이 금형을 적용한 후의 불량률은 모두

이미 눈에 띄는 개선이 있었다.

5 결론

요약하자면, 최근 10 년 동안 나노 기술은 줄곧 발전해 왔다.

차근차근 발전하는 최전선과 종합 교차.

이 새로운 학과는 현대 과학과 현대 기술의 결합이다.

제품, 그것의 급속한 발전은 2 1 세기에 새로운 산업을 불러일으킬 것이다.

산업 혁명. 미국 상업통신회사의 연구보고서에 따르면 없다고 한다.

지난 5 년 동안 카본 블랙은 고무 제품 및 잉크 생산에 사용되었습니다

필러는 나노 물질 수요의 1 위를 계속 차지할 것이다. 오늘

향후 몇 년 동안 전 세계적으로 나노 물질에 대한 수요는 2.7% 입니다.

성장률은 20 10 까지10 만 3 천 명에 이를 것으로 예상된다.

그래서 나노 포장은 시장 발전 잠재력이 크다.

힘. 과거에는 중국 기계 포장 산업의 일부 첨단 장비가

설비, 기술이 선진적이어서 대부분 수입에 의존한다. 나노기술

중국 기계 포장 산업의 출현은 기술 혁신이 될 것이다.

새로운 발전 기회를 가져오다. 저는 가까운 장래에

나노 기술은 기계 공업의 각 분야에 광범위하게 적용될 것이다.

분야, 그것은 기계 공업에 큰 변화를 가져올 것이다.

참고

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