הקדמה: מה הכוונה בננו בהדבקה.
ננו טייפ הוא מונח המשמש לתיאור שושלת של פתרונות דבק בהם הננוטכנולוגיה מאפשרת פעולה מצוינת. מאפיינים אלו מושגים באמצעות שתי שיטות שונות הכוללות משטחים בעלי ננו-מבנה או חיזוק ננו-חומר.
משטחים בעלי ננו-מבנה: סרטים אלו יוצרים הידבקות בפיזית, תוך שימוש בדפוסי מיקרו- וננו-בקנה מידה, המבוססים על העקרונות הפיזיקליים של כוחות ואן דר ואלס, כגון רגלי השממית.
חיזוק ננו-חומר: קלטות אלה כוללות שילוב של ננו-חומרים, שהם ננו-צינוריות פחמן (CNT) או גרפן למבנה פולימרי כדי לשפר באופן דרמטי מאפיינים מכניים, תרמיים או חשמליים כדי להפוך אותם למוצרים תעשייתיים בעלי ביצועים גבוהים.-
קטגוריה I: קלטות ננו בהשראת מיקרו-שאיבה ושממיות-.
הסוג הנתון הוא הסוג-הידוע ביותר של ננו טייפ, הנמכר כפתרון דבק לשימוש חוזר-ללא שאריות.
מנגנון ההידבקות: אפקט השממית.
ננו קלטות אלה משתמשות בהדבקה פיזית בניגוד לקלטות המסורתיות המשתמשות בקשרים כימיים. פני השטח שלהם מתוכננים על ידי מיליארדי נקבוביות מיקרוסקופיות. בלחיצה על משטח חלק, האוויר נאלץ לצאת מהחללי המיקרו- הללו ויוצרים אטם ואקום חזק. כוחות ואן דר ואלס ממלאים תפקיד מרכזי במנגנון זה, שטח הפנים העצום הנוצר על ידי מבנה הננו של המבנה מגביר את הכוחות החלשים הללו פעמים רבות, והם יוצרים קשר קולקטיבי חזק.
2.2 הרכב וגרסאות של חומר.
פוליאוריטן (PU): פוליאוריטן ידוע-כחומר איטום גבוה עם בלימת זעזועים גבוהה, המשמש באלקטרוניקה כדי להרגיע רעידות.
אקריליק: הוא הטוב ביותר מבחינת תכונות הזדקנות ויציבות UV ולכן הוא הטוב ביותר בחיפוי רכב ובשילוט חיצוני.
PVC: איטום ובידוד בעלות נמוכה-למטרה כללית.
2.3 תכונות מפתח של ביצועים
שימוש חוזר: זוהי תכונה אופיינית; ניתן לשטוף את הסרט במים ולהחזיר את הדביקות שלו.
הסרת שאריות: ההידבקות היא בעיקר פיזית ולכן ניתן להסיר אותה ללא הרס.
מגבלות: הוא אינו יכול לפעול על משטחים מחוספסים או נקבוביים שבהם לא ניתן ליצור אטם מיקרו-וואקום.
קטגוריה II: ננו מרוכבים וננו קלטות פונקציונליות.
קבוצה זו היא הנדסה-בעלת ערך גבוה, וננו-חומרים משמשים להענקת תכונות חשמליות, תרמיות או מכניות מסוימות.
NTC NP310/CNP310/CNP310 ננו-נייר מרוכבים כמיגון EMI.
ככל שהאלקטרוניקה חזקה יותר, כך חשובה יותר הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). אלטרנטיבה חדשה היא פיתוח של ננו-טייפ באמצעות ננו-נייר פחמן רב-דפנות (MWCNT) עטוף בשרף.
ייצור: מחצלת ננו-נייר CNT מלאה בשרף שתוכנן במיוחד בתהליך המכונה השריית טבילה.
ביצועים: לננוקומפוזיט שנוצר יש יכולת מיגון EMI מרשימה (EMI SE). כוונון ההגנה מוצג על ידי שכבה אחת שנותנת ממוצע של 21 dB.
3.2 UV-סרט העברה רגיש של חומרים דו-ממדיים.
חומרים אטינגנטיים כגון גרפן הם כידוע קשים לטיפול. טכניקות קונבנציונליות של העברה המבוססות על ממסים מזיקות.
מנגנון: המדענים הגיעו עם סרט UV מיוחד בצורת פולימר. הקלטת נמשכת מאוד לגרפן לפני החשיפה ל-UV. לאחר ההפקדה על מצע, מבנה ההדבקה של הסרט משתנה על ידי קרינת UV, אשר מורידה את רמת ההדבקה ומקלה על קילוף קל של הסרט כדי להשאיר את החומר הדו-ממדי על המצע מועבר בצורה מושלמת.
השפעה: טכנולוגיה זו מקלה על המחקר והפיתוח של חומרים דו-ממדיים במוליכים למחצה-בדור הבא-אלקטרוניקה ואלקטרוניקה גמישה.
3.3 Precision Die-חיתוך סרטים
כדי לעמוד בביצועי תעופה וחלל ורכב, סרטי ננו מיוצרים באמצעות פולימרים מהונדסים כגון פולימר מחוזק בסיבי פחמן (CFRP) כדי לשפר חוזק קיצוני או שרף אפוקסי לחיבור קשיחות מבנית. ניתן לחתוך חומרים כאלה- בצורות מורכבות. מפרטים עיקריים כוללים:
התנגדות לטמפרטורה: פעולה רציפה בין -70 מעלות צלזיוס ליותר מ-260 מעלות צלזיוס.
עמידות כימית: עמידות לדלק, ממס ועמידות -UV.
יישומים תעשייתיים ויישומים מיוחדים.
רכב: סרטי ננו מיוצרים באמצעות קצף אקרילי מוכפל משני הצדדים, מהדק את הגזרה והחיישנים ועוזר להפחית את המשקל ולהפחית את הרטט.
תעופה וחלל: סרטי-ביצועים גבוהים מהדקים רתמות תיל ופאנלים מרוכבים בתנאים קשים.
בסופו של דבר, הקטגוריה האחרונה שיש להזכיר היא אלקטרוניקה ומוליכים למחצה:
EMIShielding: סרטי ננו מרוכבים CNT יציעו מיגון קל משקל של רכיבים רגישים.
הרכבת גאדג'טים: סמארטפונים מצוידים בסרטים-דקים במיוחד המהדקים צגים ומבודדים מעגלים.
מו"פ: סרטי UV מקלים על ערימה מדויקת של חומר דו-ממדי למאפיינים אלקטרוניים חדשים.
מכשירים רפואיים: סרטי ננו תואמים ביו מושמים על צגים לבישים והם עומדים בתהליכי עיקור.
אנרגיה מתחדשת: סרטי ננו משמשים לאיטום מודולים בייצור סולארי בצורה עמידה בפני מזג אוויר.
סביבת שוק ותחזית עתיד.
שוק הננו טייפ צפוי לגדול באופן קבוע ברחבי העולם בשל הצורך בביצועים גבוהים- ופתרון דבק ירוק.
נהגי שוק:
קיימות: המעבר לקלטות לשימוש חוזר עולה בקנה אחד עם עקרונות הכלכלה המעגלית.
מזעור: נדרשים חומרי מליטה אולטרה-דקים רב-פונקציונליים באלקטרוניקה, וזהו מניע משמעותי לצמיחה.
ייצור-היי-טק: טלקומוניקציה 5G ומכוניות חשמליות דורשות דבקים שיעבדו בסביבות עוינות.
מתחרים עיקריים: 3M ו-Tesa הן מובילות עולמיות ויצרנים מתמחים אחרים-באסיה הם גם חלק מהשוק.
מגמות חדשות:
רב-תכליתיות קלטות עתידיות יוכלו לשלב הידבקות וניהול תרמי או -ריפוי עצמי.
דבקים חכמים: המצאת סרטים שהופכים לרגישים לאור או לחום תציג נופים חדשים בתהליך הייצור.
מַסְקָנָה
טכנולוגיית ננו-טייפ היא מעבר מהדבקה פסיבית להדבקה אקטיבית. עם הכוח של ננומטר, מהנדסים ייצרו דבקים חכמים, חזקים ורב-תכליתיים אפילו יותר. סרטי ננו מאפשרים לנו לראות עתיד שבו ההבחנה בין חומר דביק לאלמנט עובד מעורפלת עוד יותר; למעשה, הגבול בין רכיב דבק לאלמנט פונקציונלי נמחק כליל, מה שהופך את ההבחנה בין רכיב לזה הדביק להיות לא ברורה.