NANOCERAMICA

DEL VETRO DUNA

CONFEZIONE

TECNOLOGIE

LIBRO BIANCO

Il vetro, anche se percepito come un materiale semplice, contribuisce significativamente al progresso della società e ha fornito un progresso trasformativo in diverse aree come le applicazioni in diversi campi come la medicina, l'elettronica, la comunicazione ad alta velocità, l'architettura e il trasporto.

La flessibilità nella composizione del vetro permette di mettere a punto le sue proprietà per una vasta gamma di applicazioni. Al centro del miglioramento delle prestazioni del vetro, tuttavia, anche se precedentemente sconosciuto, si trova una risorsa chiave che risale già al 4° secolo, con la famosa Coppa di Licurgo: la nanotecnologia.

LA NECESSITÀ DELLA NANOTECNOLOGIA

Le vetro-nanoceramiche sono materiali creati incorporando cristalli di ceramica molto piccoli (su scala nanometrica) in una matrice di vetro. Questo processo modifica le proprietà del vetro, portando a un nuovo materiale con maggiore resistenza meccanica, caratteristiche ottiche e bioattività, tra gli altri vantaggi. A seconda delle dimensioni e delle caratteristiche funzionali delle nanoparticelle, le proprietà del vetro vengono modificate in modo significativo, rendendolo più forte, più resistente, più trasparente e biocompatibile.

La forza/durezza di un materiale è la misura della misura in cui può assorbire energia o essere deformato senza rompersi. Anche se il vetro viene attualmente rinforzato con trattamenti superficiali come i rivestimenti chimici, la fragilità complessiva del vetro sottostante rimane una questione che dovrebbe essere affrontata con una precisione più chirurgica.

La necessità, quindi, è quella di creare sistemi di vetro in cui la (multi)funzionalità desiderata non è limitata a un rivestimento superficiale che può essere graffiato o consumato dal tempo con l'esposizione agli elementi, ma piuttosto, il prodotto di vetro porta le caratteristiche funzionali come parte integrante del composito di vetro.

Per raggiungere questo obiettivo e allo stesso tempo rinforzare il sistema di vetro contro la frattura, i nanomateriali ultrafini in fase quantica (cioè inferiori a 20 nm) sono molto utili perché possono essere incorporati in dosi minime, pur fornendo in modo efficace la funzionalità necessaria in un ampio spettro di condizioni operative.

NANO-INTERFACCIA CON SABBIA DI DUNE

C'è una carenza globale di sabbia da letto di fiumi e spiagge, per soddisfare la domanda globale sia per l'industria del vetro che per quella delle costruzioni. Letti di fiumi e spiagge vengono spogliati, con terreni agricoli e foreste divelte per ottenere la materia prima.

Gli ecosistemi vengono distrutti per mancanza di ingegno, in un mondo in cui non c'è carenza di sabbia del deserto, considerata principalmente "inutile".

La sabbia del deserto ha semplicemente bisogno della giusta interfaccia di materiali, per renderla praticabile. Quant-Ceramics offre le soluzioni per fare proprio questo.

SFIDE DI BASE

La silice è un componente chiave nella produzione del vetro perché determina la resistenza, la chiarezza e il colore del vetro. La purezza e la consistenza della sabbia silicea utilizzata per produrre il vetro sono essenziali per garantire che il prodotto finale abbia le proprietà desiderate. Prodotto con i giusti (nano)additivi, un modulo di Young di >70 GPa e una resistenza alla flessione di >45 MPa sono ottenibili in un vetro prodotto da componenti di sabbia del deserto.

La purezza iniziale della silice è del 52,1% in peso per la sabbia del deserto, del 39,3% in peso per la sabbia di fiume e del 35,8% in peso per la sabbia marina.

Alcune sabbie del deserto possono tuttavia contenere oltre il 90% in peso di silice, facendola sciogliere a temperature più elevate rispetto alla sabbia con un contenuto di silice <50% in peso che può sciogliersi a temperature inferiori a 1650 gradi Celsius.

Tuttavia, la sabbia del deserto non è solitamente utilizzata per la produzione del vetro a causa dei suoi granelli arrotondati e lisci formati dall'erosione del vento, che rendono difficile legare insieme le particelle di sabbia, alle alte temperature necessarie per creare il vetro.

NANOARC è un'azienda di nanotecnologia, specializzata nella progettazione e produzione di soluzioni ispirate alla natura. Ciò che comprendiamo dalla natura è questo: esiste una rugosità su scala microscopica, a cui la maggior parte degli organismi e delle sostanze può aderire, come il velcro a una superficie. Poi, esiste una rugosità su scala nanometrica, così piccola, che la maggior parte degli organismi e delle sostanze non può aderire a tale superficie.

La sabbia del deserto è una di queste superfici con una rugosità superficiale su scala nanometrica ultra bassa.

L'INTERFACCIA QUANT-CERAMICA

Fondamentalmente, il legame dei materiali è guidato più dalle forze atomiche di van der Waals che dalle interazioni fisiche.

Per legare la sabbia del deserto, materiali quantici con dimensioni delle particelle vicine alla ruvidità nanoscopica della sabbia del deserto, per "percepire" meglio su scala atomica e agire come interfaccia di legame, per formare un vetro più forte, più chiaro e ad alte prestazioni, con la sabbia del deserto.

Il piede del geco ha una fitta serie di filamenti nanoscopici, che lo aiutano a interfacciarsi con le forze di van der Waals e ad aderire a superfici lisce, dove altri animali non possono.

I materiali Quant-Ceramic hanno un'area superficiale specifica ultra elevata per consentire loro di incastrarsi su scala atomica con le interfacce delle particelle di sabbia del deserto, mediando il processo di legame e rinforzando i materiali di vetro di sabbia del deserto in un modo che senza di loro non sarebbe possibile.

In virtù della composizione chimica e dell'architettura del reticolo cristallino, i nanoadditivi Quant-ceramic offrono funzionalità al vetro, oltre alla resistenza meccanica come un'efficace protezione antipatogena, protezione UV, attenuazione delle radiazioni nucleari, con trasparenza visiva, gestione termica e altro ancora.

NANO-CERAMICA DI VETRO

A seconda delle dimensioni dei cristalliti in relazione alla lunghezza d'onda della luce, le vetroceramiche possono essere progettate per essere trasparenti (ad esempio, con cristalliti su scala nanometrica) o opache (ad esempio, con cristalliti su scala micro).

La natura cerca sempre di abbassare l'energia necessaria per il verificarsi di una reazione o di un determinato evento. Tenendo conto di ciò, è possibile giocare su questo effetto, per rendere più difficile l'avvio e la propagazione di un determinato processo. Nel vetro, si tratta della formazione e della propagazione di cricche. Quando si applica un carico a un materiale, questo imprime una grande quantità di energia al materiale, creando una situazione in cui il materiale deve rispondere a questa energia. Oltre il limite elastico, un materiale fragile come il vetro o la ceramica normalmente dissipa l'energia attraverso la formazione di nuove superfici, ad esempio attraverso la formazione di cricche.

Le vetro-nanoceramiche offrono una gamma versatile di proprietà benefiche per migliorare la tenacità alla frattura del vetro. La presenza fisica di nanocristalli ultrafini e ben dispersi impedisce la propagazione delle cricche. Questo accade perché ogni volta che una cricca in propagazione incontra un'interfaccia di nanocristallo, la cricca deve cambiare la sua direzione di propagazione per spostarsi intorno al nanocristallo o iniziare una nuova cricca attraverso la fase del cristallite stesso.

Tuttavia, quando il nanocristallo è abbastanza piccolo da limitare la formazione di un confine di grano all'interno del suo reticolo cristallino, la probabilità di un sito di frattura è ancora più limitata. Una tale frustrazione del processo naturale delle cose crea una barriera energetica così grande che la formazione di un percorso per la propagazione della cricca porta a uno scenario energeticamente sfavorevole e la frattura viene limitata o proibita del tutto.

ELEVATA RESISTENZA CON UN PESO RIDOTTO

Affinché la propagazione di una cricca sia significativamente limitata intorno e all'interno di un cristallo nanoceramico infuso nel vetro (vetro-nanoceramica), questi fondamenti sono essenziali:

È fondamentale una dispersione uniforme e densa dei cristalli di nano-ceramica all'interno della matrice di vetro.

I cristalli nanoceramici devono avere una dimensione ben al di sotto dei 20 nm, per ridurre al minimo o prevenire la formazione di bordi di grano al loro interno

La composizione dei cristalli nanoceramici deve conferire al vetro funzionalità versatili, ad esempio proprietà chimiche, ottiche ed elettriche, che lo aiutino a ottenere e mantenere la durabilità.

Una delle principali sfide incontrate durante la preparazione di nanocompositi a matrice vetro-nanoceramica è la capacità di ottenere una dispersione omogenea dei nanocristalli. L'agglomerazione di grumi di dimensioni micrometriche, in particolare di nanoparticelle di grandi dimensioni (spesso > 30 nm) utilizzate per carichi pesanti, tende a generare effetti negativi sulle proprietà termiche e meccaniche del vetro, in quanto un numero inferiore di particelle di rinforzo è presente in altre aree e gli aggregati possono agire come centri di difetti, che possono agire come iniziatori di cricche che portano al cedimento strutturale del composito di vetro.

IL CONTROLLO DELLE DIMENSIONI DELLE PARTICELLE DI NANO-CERAMICA È IMPORTANTE

Riducendo le dimensioni delle particelle di nanoceramica ben al di sotto dei 20 nm, è possibile influenzare il numero di dislocazioni accumulate ai confini dei grani e aumentare la resistenza allo snervamento di una nanoceramica, ovvero la sollecitazione massima che il cristallo di nanoceramica tollera prima che inizi la deformazione.

Distribuendone una quantità significativa all'interno di una matrice di vetro, si ottiene un'alta densità di siti di rinforzo, all'interno di una matrice di vetro. Questo è facile con le particelle nanoceramiche ultrafini, perché il numero medio di queste presenti in un volume unitario di materiale aumenta esponenzialmente, man mano che le dimensioni delle particelle si riducono. Ad esempio, una particella ceramica di 1 um può essere sostituita da circa un migliaio di particelle nanoceramiche di 1 nm. Ciò implica che, con un volume e una massa inferiori, è possibile ottenere una distribuzione di densità più elevata di particelle nanoceramiche all'interno di una matrice di vetro, a una dose significativamente inferiore rispetto a quella ottenuta con particelle micronizzate o addirittura più grandi (> 20 nm).

VETRO NANO-TEMPERATO CHIMICAMENTE

La frattura del vetro ha inevitabilmente origine su scala nanometrica (cioè la rottura del legame). La tempra chimica è un metodo molto efficace per migliorare la resistenza attraverso l'incorporazione di un'elevata tensione di compressione nelle superfici del vetro. È possibile ottimizzare topologicamente il design del vetro su scala nanometrica, utilizzando cristalli nanoceramici di composizione variabile, in combinazione con i vantaggi delle dimensioni dei cristalli nanoceramici, per consentire all'energia applicata alla superficie del vetro di essere dissipata attraverso una densificazione localizzata intorno a un penetratore, piuttosto che attraverso la formazione di crepe all'interno del vetro stesso.

Grazie alla nostra esperienza nella progettazione e nella produzione di cristalli nano-ceramici di dimensioni inferiori a 20 nm, NANOARC è ben posizionata per aiutare l'industria del vetro a superare i limiti delle prestazioni del vetro in termini di durata chimica e strutturale. Essendo il nano-polimorfismo parte integrante del nostro processo di progettazione dei nanomateriali, consentiamo ai produttori di adottare i nostri prodotti senza problemi di compatibilità chimica.

LA NOSTRA SOLUZIONE

Le nostre soluzioni consistono in nanopolveri ad alta superficie con composizioni chimiche accuratamente scelte, dimensioni delle nanoparticelle strategicamente selezionate per beneficiare degli effetti quantici e struttura cristallina ridefinita, per esercitare la forza della nanoarchitettura, per una funzionalità unica e potenziata.

Con le nostre nanopolveri ultrafini ad architettura atomica, permettiamo lo sviluppo di sistemi di vetro ad alte prestazioni con incrementi di funzionalità come :

Maggiore trasparenza ottica per una migliore microscopia e raccolta di energia
Proprietà ottiche su misura
Maggiore resistenza meccanica con un peso minore e bassa porosità
Trasporto termico migliorato per la conservazione dell'energia
Resistenza alle macchie
Resistenza ai raggi UV con trasparenza
Protezione antimicrobica e antifungina senza necessità di foto-attivazione
Attenuazione delle radiazioni ionizzanti

Le nostre nanopolveri sono personalizzate sia nella dimensione che nella composizione, per la perfetta integrazione delle loro distinte e uniche funzionalità durante il processo di fabbricazione del vetro. Le nanopolveri garantiscono anche la durata e la conservazione dell'estetica. Che l'applicazione di destinazione sia una serie di componenti laser a stato solido, schermi per smartphone o dispositivi portatili, fibre ottiche, lenti per microscopi e telecamere, guide d'onda o pareti di vetro tecnicamente impegnative e finestre per pannelli solari.

PRODOTTI

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Maggiore è la superficie (BET) delle nanoparticelle, più efficace è il nanomateriale e minore è la dose richiesta

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USO: Aggiungere la(le) nanopolvere alla dose desiderata alla vostra miscela di vetro, disperdere bene, poi procedere come al solito.

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CONSULENZA

QG - M

COLORE : Nanopolvere bianca

SUPERFICIE SPECIFICA : 35930 m²/kg

RESISTENZA AL CALORE: Fino a 2852 °C (5166 °F)

INDICE DI RIFRAZIONE : 1,71

DOSAGGIO : 0,005 - 0,007 % in peso della miscela di vetro (o come necessario per le applicazioni designate)

APPLICAZIONI : Aiuta a diminuire la temperatura di cristallizzazione e facilita la trasformazione di fase da β-quarzo a β-spodumene nelle vetroceramiche di litio-alluminosilicato. Antipatogeno efficace contro batteri, lieviti e biofilm.

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QUANTITÀ | PREZZO

25 grammi (0,88 oz.) | € 2.500

250 grammi (8.81 oz.) | € 24.000

1 kg (2,2 lb) | € 95.000

TARIFFE PER ORDINI ALL'INGROSSO: Da 1 tonne | CONTATTARE trade@nanoarc.org

QG - C

NANOARCHITETTURA : < 25 nm Nanoparticelle cave sferiche

SUPERFICIE SPECIFICA : 38800 m²/kg

RESISTENZA AL CALORE : Fino a 1339 °C (2442 °F)

COLORE : Nanopolvere bianca

INDICE DI RIFRAZIONE : 1,59

DOSAGGIO : 0,003 - 0,005 % in peso della miscela di vetro (o come necessario per le applicazioni designate)

APPLICAZIONI : Stabilizzatore, nanofiller, resistenza alla flessione, tenacità alla frattura, resistere alla propagazione di microfessure, aiuta a migliorare sia la forza meccanica che chimica del corpo di vetro, ridurre il ritiro risultante dalla cottura.

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QUANTITÀ | PREZZO

25 grammi (0,88 oz.) | € 2.365

250 grammi (8.81 oz.) | € 22.000

1 kg (2,2 lb) | € 87.000

TARIFFE PER ORDINI ALL'INGROSSO: Da 1 tonne | CONTATTARE trade@nanoarc.org

QG-I FLEX

NANOARCHITETTURA : Fogli atomicamente sottili (< 1nm)

DIMENSIONI : < 1 nm di spessore, fino a 2 um di larghezza laterale

SUPERFICIE SPECIFICA : 63520 m²/kg

COLORE : Nanopolvere bianca

RESISTENZA AL CALORE : Fino a 1975 °C (3587°F)

INDICE DI RIFRAZIONE : 2.029

DOSAGGIO : 0,001 - 0,003 % in peso della miscela di vetro (o come necessario per le applicazioni designate)

APPLICAZIONI : Filtraggio UV migliorato, antibatterico, antivegetativo, anticorrosivo, minimizzazione della porosità, bassa espansività termica e gestione della resistenza meccanica migliorata (compressione e flessione), nanofiller interstiziale.

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QUANTITÀ | PREZZO

25 grammi (0,88 oz.) | € 3.815

250 grammi (8.81 oz.) | € 37.000

1 kg (2,2 lb) | € 147.000

TARIFFE PER ORDINI ALL'INGROSSO: Da 1 tonne | CONTATTARE trade@nanoarc.org

QG-THERM

NANOARCHITETTURA : Fogli atomicamente sottili (spessore <1 nm)

SUPERFICIE SPECIFICA : 49550 m²/kg

RESISTENZA AL CALORE : Fino a 1597 °C (2907 °F)

COLORE : Nanopolvere nero/marrone-nerastro

INDICE DI RIFRAZIONE : 2.42

DOSAGGIO: Come necessario per le applicazioni designate

APPLICAZIONI : Efficace trasporto del calore, schermatura dalle radiazioni gamma, assorbimento di Arsernic, metalli pesanti e residui di antibiotici.

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QUANTITÀ | PREZZO

25 grammi (0,88 oz.) | € 4.125

250 grammi (8.81 oz.) | € 40.000

1kg (2,2 lb) | € 159.000

TARIFFE PER ORDINI ALL'INGROSSO: Da 1 tonne | CONTATTARE trade@nanoarc.org

CERAM QUANT-NEUTRON

NANOARCHITETTURA : Nanotubi

DIMENSION : Diametro < 20 nm

COLORE : Nanopolvere beige/biancastra

RESISTENZA AL CALORE : Fino a 2973 °C (5383 °F)

DOSAGGIO : 0,001 % o secondo necessità per la natura dell'esposizione alle radiazioni

APPLICAZIONI : Presenta un'eccellente conduttività termica ed è quindi una scelta ideale per i distanziatori nella fusione del vetro. Consente un efficiente trasferimento di calore per garantire un riscaldamento uniforme dei prodotti in vetro.

Aiuta ad abbassare la temperatura di devetrificazione del vetro per facilitare la fusione. Riduce la viscosità di un vetro a qualsiasi temperatura, consentendo una più facile miscelazione dei componenti e consente alle bolle di fuoriuscire dal vetro. Aggiunto al vetro, si traduce in un prodotto infrangibile, con bassa espansione o contrazione termica.

Può essere utilizzato per offrire rivestimenti ultrasottili resistenti alla corrosione, migliorare l'attenuazione dei neutroni con uno strato sottile, trasparente, materiale di schermatura termica per l'industria aerospaziale e centrali nucleari, componenti di motori a razzo. Utensili da taglio ad alta velocità, transistor, additivi polimerici essiccanti per sigillatura in resina plastica, lubrificanti ad alta temperatura, isolamento, elettricità ad alta tensione e alta frequenza, isolanti per arco al plasma, materiali per forni a induzione ad alta frequenza, componenti di raffreddamento, catalizzatore ad alta temperatura, vetroceramica composita.

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QUANTITÀ | PREZZO

5 grammi (0,17 oz.) | € 8.450

50 grammi (1,76 oz.) | € 58.495

1kg (2,2 lb) | € 1.111.245

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