ガラスは単純な素材として認識されていますが、社会の進歩に大きく貢献しています。 医療、エレクトロニクス、高速通信、建築、交通など、さまざまな分野での応用など、さまざまな分野で革新的な進歩を遂げています。
ガラスの組成の柔軟性により、幅広い用途に合わせて特性を微調整することができます。 ガラスの性能向上の中心にあるのは、これまで知られていなかった 4 世紀にさかのぼる重要な資産であり、有名な Lycurgus カップ ナノテクノロジーです。
ナノテクノロジーの必要性
素材の強さ・靭性とは、破壊することなくエネルギーを吸収したり、変形させたりすることができる度合いを示す指標である。現在、ガラスは化学コーティングなどの表面的な処理によって強化されていますが、ガラス自体のもろさは、より外科的な精度で対処されるべき問題です。
そこで、ガラスに求められる機能（多機能）を、傷や風雨にさらされることで失われる表面コーティングにとどめず、ガラス複合体の一部として機能させるガラスシステムの開発が求められています。
ガラスシステムを破壊から補強しながらこれを達成するために、超微量（20nm以下）の量子相ナノ材料が非常に有用であり、微量に組み込むことができる一方で、幅広い使用条件下で必要な機能を十分に発揮することができる。
砂丘の砂とのナノインターフェース
ガラス産業と建設産業の両方の世界的な需要を満たすには、川底と海岸の砂が世界的に不足しています。原材料を得るために、川底と海岸は裸にされ、農地と森林は破壊されています。
砂漠の砂は不足していないのに、主に「役に立たない」と考えられている世界では、創意工夫の欠如により生態系が破壊されています。
砂漠の砂が実用化されるには、適切な材料インターフェースが必要です。Quant-Ceramics は、まさにそのためのソリューションを提供します。
ベースラインの課題
シリカはガラスの強度、透明度、色を決定するため、ガラス製造の重要な成分です。ガラス製造に使用されるシリカ砂の純度と一貫性は、最終製品が望ましい特性を持つようにするために不可欠です。適切な (ナノ) 添加剤を使用して製造すると、砂漠の砂成分から製造されたガラスで、70 GPa を超えるヤング率と 45 MPa を超える曲げ強度を実現できます。
シリカの初期純度は、砂漠の砂では 52.1 wt%、川の砂では 39.3 wt%、海の砂では 35.8 wt% です。
ただし、砂漠の砂の中には 90 wt% を超えるシリカを含むものがあり、1650 ℃ 未満の温度で溶けるシリカ含有量が 50 wt% 未満の砂よりも高い温度で溶けます。
ただし、砂漠の砂は風の浸食によって丸みを帯びた滑らかな粒子が形成されるため、ガラス製造に必要な高温で砂粒子を結合することが困難になり、通常はガラス製造には使用されません。
NANOARC は、自然からヒントを得たソリューションの設計と製造を専門とするナノテクノロジー企業です。自然から私たちが理解していることは、マイクロスケールの粗さがあり、ほとんどの生物や物質が、まるでベルクロのように表面に付着できるということです。そして、ナノスケールの粗さがあり、非常に小さいため、ほとんどの生物や物質はそのような表面に付着できません。
砂漠の砂は、そのような表面の 1 つであり、ナノスケールの表面粗さが極めて低いものです。
量子セラミックインターフェース
基本的に、物質の結合は物理的な相互作用よりもファンデルワールス原子力によって促進されます。
砂漠の砂を結合するには、砂漠の砂のナノスケールの粗さに近い粒子サイズの量子材料を使用し、原子スケールでよりよく「感知」し、結合インターフェースとして機能して、砂漠の砂でより強く、透明で、高性能なガラスを形成します。
ヤモリの足にはナノスケールのフィラメントが密集しており、ファンデルワールス力とインターフェースして、他の動物ではできない滑らかな表面に付着するのに役立ちます。
量子セラミック材料は、非常に高い比表面積を持ち、砂漠の砂の粒子インターフェースと原子スケールで連結できるようにし、結合プロセスを仲介し、砂漠の砂のガラス材料を強化します。これなしでは不可能な方法です。
化学組成と結晶格子構造のおかげで、Quant-ceramic ナノ添加剤は、機械的強度を超えた、効果的な抗病原性保護、紫外線保護、放射線減衰、視覚的透明性、熱管理などの機能をガラスに提供します。
ガラスナノセラミック
光の波長に対する結晶子の大きさによって、ガラスセラミックスは透明（例えばナノスケールの結晶子）または不透明（例えばマイクロスケールの結晶子）に設計することができる。
どのような素材システムであれ、それを補強するとなれば、本質的な設計の手がかりを自然に求めなければならない。
自然は常に、あらゆる反応や事象が起こるのに必要なエネルギーを下げようとする。このことを念頭に置けば、この効果を利用して、あるプロセスが開始・伝播しにくくすることも可能である。ガラスで言えば、クラックの形成と伝播である。材料に荷重が加わると、材料に大きなエネルギーが与えられ、材料がこのエネルギーに反応しなければならない状況が生じます。弾性限界を超えると、ガラスやセラミックのような脆性材料は通常、クラックの形成などによる新しい表面の形成を通じてこのエネルギーを消散させる。
ガラスナノセラミックは、ガラスの破壊靭性を高めるために、さまざまな有益な特性を提供します。超微細でよく分散したナノ結晶の物理的な存在は、亀裂の伝播を阻止する役割を果たします。これは、伝播中の亀裂がナノ結晶の界面に遭遇するたびに、亀裂は伝播方向を変えてナノ結晶の周りを移動するか、結晶相自体を通して新しい亀裂を開始する必要があるためです。
しかし、ナノ結晶が結晶格子内の粒界の形成さえ制限するほど小さい場合、欠陥サイトの可能性はさらに制限されます。物事の自然なプロセスに対するそのようなフラストレーションは、非常に大きなエネルギー障壁を生み出し、亀裂伝播の経路の形成はエネルギー的に不利なシナリオにつながり、破壊は制限されるか、完全に禁止されます。
軽量化と高強度化
ガラスに注入されたナノセラミック結晶（ガラスナノセラミック）の周囲および内部での亀裂の伝播を大幅に制限するには、以下の基本事項が不可欠です。
ガラスマトリックス内のナノセラミック結晶の均一かつ高密度な分散が重要です
ナノセラミック結晶は、結晶内部の粒界形成を最小限に抑えるか防止するために、20 nm よりはるかに小さいサイズにする必要があります
ナノセラミック結晶の組成は、ガラスに化学的、光学的、電気的特性などの多様な機能を与え、耐久性の獲得と維持に役立つ必要があります
ガラス-ナノセラミックマトリックスナノコンポジットの調製中に遭遇する主要な課題は、そこにナノ結晶の均一な分散を達成する能力である。 重荷重で使用される特に大きなナノ粒子（しばしば30nmを超えるサイズ）のマイクロメートルサイズの塊の凝集は、ガラスの熱的および機械的特性に悪影響を発生させる傾向があり、より少ない数の強化粒子が他の領域に存在し、凝集体が欠陥中心として作用する可能性があるため、ガラス複合材料の構造破壊につながる亀裂の起点として作用する可能性がある。
ナノセラミック粒子サイズの制御が重要
ナノセラミックの粒径を20nm以下にすることで、粒界に積み重なる転位の数に影響を与え、ナノセラミックの降伏強度、すなわち変形が始まる前にナノセラミック結晶が許容する最大応力を高めることができる。
これをガラス・マトリックス内に大量に分布させれば、ガラス・マトリックス内に高密度の補強部位を得ることができる。超微粒子のナノセラミック粒子は、粒径が小さくなるにつれて、単位体積の材料内に存在する平均数が指数関数的に増加するため、このようなことは容易です。例えば、1umサイズのセラミック粒子は、約1,000個の1nmサイズのナノセラミック粒子で置き換えることができます。このことは、より少ない体積と質量で、ナノセラミック粒子の高密度分布をガラスマトリックス内で達成できることを意味し、ミクロン化された粒子やさらに大きな（20 nm以上）粒子を使用した場合よりも大幅に低い投与量で実現できます。
化学的ナノ強化ガラス
ガラスの破壊は必然的にナノスケールに起源を持つ（すなわち結合破壊）。化学的焼き戻しは、ガラスの表面に高い圧縮応力を組み込むことによって強度を向上させる非常に効果的な方法である。様々な組成のナノセラミック結晶を用い、ナノセラミック結晶寸法の利点と組み合わせることで、ナノスケールレベルでのガラスのトポロジー最適化設計を達成することができ、ガラス表面に加えられたエネルギーは、ガラス自体の亀裂形成ではなく、圧子周辺の局所的な高密度化によって放散される。
ナノアーク社は、20nm以下のナノセラミック結晶の設計と製造に関する専門知識を中核に、ガラス産業が化学的および構造的耐久性の面でガラス性能の限界を押し広げるのを支援する立場にある。ナノ材料設計プロセスの一環としてナノ多形性事業を展開している当社は、化学的適合性の懸念なしに、メーカーが当社の製品をシームレスに採用することを可能にしています。
ソリューション
当社のソリューションは、慎重に選択された化学組成、戦略的に選択されたナノ粒子サイズを備えた高表面積ナノパウダーで構成されており、量子効果と再定義された結晶構造の恩恵を受け、独自の高度な機能性のためにナノアーキテクチャの強度を発揮します。
当社の原子構造超微細ナノ粉末により、次のような機能拡張を備えた高性能ガラス システムの開発が可能になります。
改善された顕微鏡とエネルギー収穫のための強化された光学的透過性
カスタマイズされた光学特性
軽量化と低気孔率での高い機械的強度
省エネルギーのための強化された熱輸送
汚れにくい
透明度のある UV フィルタリング
光活性化を必要としない抗菌および抗真菌保護
電離核放射線の減衰
当社のナノパウダーは、サイズと組成の両方でカスタマイズされており、ガラス製造プロセス中にその独特でユニークな機能をシームレスに統合します。 ナノパウダーは、耐久性と美的保護も提供します。 ターゲット アプリケーションは、一連の固体レーザー コンポーネント、スマートフォンまたは携帯デバイスのスクリーン、光ファイバー、顕微鏡およびカメラ用レンズ、導波管、または技術的に要求の厳しいガラス壁およびソーラー パネル ウィンドウです。
製品
関心のある製品の横にある [今すぐ購入] をクリックしてクレジット カードで支払うか、trade@nanoarc.org に連絡して銀行振込による支払いの請求書をリクエストしてください。
使用方法 : ガラス ブレンドにナノパウダーを必要な用量で加え、完全に分散させてから、通常どおりに進めてください。
サブスクリプション モデル: 一括注文数量未満の一部の製品を事前購入すると、割引と送料が無料になります
四半期ごと (5%) | 隔年 (10 % ) | 毎年 (15%)
世界中に発送します
QG-M
耐熱性: 2852 °C (5166 °F) まで
色 : ホワイトナノパウダー
比表面積 : 35930 m²/kg
屈折率 : 1.71
投与量 : 0.005 - 0.007 wt % のガラス ブレンド (または指定されたアプリケーションの必要に応じて)
アプリケーション : 結晶化温度の低下を助け、リチウム アルミノケイ酸ガラス セラミックスの β-クォーツから β-スポジュメンへの相転移を促進します。 細菌、酵母、バイオフィルムに対する効果的な抗病原体。
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数量 | 価格
25 グラム (0.88 オンス) | 2,900 ドル
250 グラム (8.81 オンス) | 28,000 ドル
1 kg (2.2 ポンド) | 110,000 ドル
一括注文料金 : 1トン | 連絡先 trade@nanoarc.org
QG-C
ナノアーキテクチャ : 中空球状ナノ粒子 (直径 < 25 nm)
比表面積 : 38800 m²/kg
色 : ホワイトナノパウダー
屈折率 : 1.59
耐熱性 : 1339 °C (2442 °F) まで
投与量 : 0.003 - 0.005 wt % のガラス ブレンド (または指定されたアプリケーションの必要に応じて)
アプリケーション : 安定剤、ナノフィラー、曲げ強度、破壊靭性、マイクロクラックの伝播に抵抗し、ガラス体の機械的強度と化学的強度の両方を改善し、焼成による収縮を減らします。
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数量 | 価格
25 グラム (0.88 オンス) | 2,550 ドル
250 グラム (8.81 オンス) | 24,000 ドル
1 kg (2.2 ポンド) | 95,000 ドル
一括注文料金 : 1トン | 連絡先 trade@nanoarc.org
QG-I FLEX
ナノアーキテクチャ : 原子的に薄いシート/フレーク (< 1 nm の厚さ)
比表面積 : 63520 m²/kg
色 : ブライトホワイトナノパウダー
屈折率 : 2.029
耐熱性 : 1975 °C (3587 °F) まで
投与量 : 0.001 - 0.003 wt % のガラス ブレンド (または指定されたアプリケーションの必要に応じて)
アプリケーション : 強化された UV フィルタリング、抗菌、防汚、防食、気孔率の最小化、低熱膨張率、強化された機械的 (圧縮および曲げ) 強度管理、隙間ナノフィラー。
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数量 | 価格
25 グラム (0.88 オンス) | 4,150 ドル
250 グラム (8.81 オンス) | 40,000 ドル
1kg (2.2 ポンド) | 159,000 ドル
一括注文料金 : 1トン | 連絡先 trade@nanoarc.org
QG-THERM
ナノアーキテクチャ : 原子的に薄いシート/フレーク (< 1 nm の厚さ)
比表面積 : 49550 m²/kg
耐熱性 : 1597 °C (2907 °F) まで
色 : 黒/黒褐色のナノパウダー
屈折率 : 2.42
投与量 : 指定されたアプリケーションの必要に応じて
アプリケーション : 効果的な熱輸送、ガンマ放射線遮蔽、ヒ素、重金属、抗生物質残留物の吸収。
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数量 | 価格
50 グラム (1.76 オンス) | 4,475 ドル
500 グラム (17.63 オンス) | 44,000 ドル
1 kg (2.2 ポンド) | 175,000 ドル
一括注文料金 : 1トン | 連絡先 trade@nanoarc.org
CERAM QUANT-NEUTRON
ナノアーキテクチャ : < 20 nm (0.02 um) のナノ粒子
色 : ホワイトナノパウダー
投与量 : 0.001 % または放射線被ばくの性質に応じて
耐熱性 : 2973 °C (5383 °F) まで
アプリケーション : 優れた熱伝導性を示すため、ガラス溶解時のスペーサーとして最適です。効率的な熱伝達が可能になり、ガラス製品の均一な加熱が保証されます。
ガラスの失透温度を下げて溶解を促進します。任意の温度でガラスの粘度を下げ、成分の混合を容易にし、ガラスから泡が上がるのを助けます。ガラスに添加すると、熱膨張や収縮が少なく、割れにくい製品になります。
極薄耐腐食コーティング、薄いシースルー/透明層による中性子減衰の強化、航空宇宙産業および原子力発電所の熱遮蔽材、ロケットエンジン部品に使用できます。高速切削工具、トランジスタ、プラスチック樹脂シーリング乾燥剤ポリマー添加剤、高温潤滑剤、絶縁材、高電圧高周波電気、プラズマアークの絶縁体、高周波誘導炉材料、冷却部品、高温触媒、複合ガラスセラミックス。
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数量 | 価格
5 グラム (0.17 オンス) | 8,910 ドル
50 グラム (1.76 オンス) | 60,890 ドル
1 キログラム (2.2 ポンド) | 1,156,720 ドル
一括注文料金 : 1トン | 連絡先 trade@nanoarc.org