1. Àiteachan-còmhnaidh riatanach agus gnìomhan Nanoscale de Silicon aig a’ chrìoch Submicron
1.1 Cuingeachadh Quantum agus Atharrachadh Frèam Dealanach
(Pùdar Nano-Silicon)
Nano-silicon pùdar, air a dhèanamh suas de phìosan silicon le tomhasan sònraichte air an liostadh gu h-ìosal 100 nanometers, a’ seasamh airson gluasad àbhaisteach bho mhòr-silicon ann an gnìomhan corporra agus goireasachd gnìomh.
Ged a tha mòr-silicon na semiconductor bandgap neo-dhìreach le bann-leathann timcheall air 1.12 eV, bidh nano-sizing ag adhbhrachadh buaidhean grèim cuantamach a tha gu riatanach ag atharrachadh a thogalaichean còmhnaidh dealanach agus optigeach.
Nuair a bhios an ìre bit dòighean no a 'tuiteam gu h-ìosal an exciton Bohr astar sileaconach (~ 5 nm), Bidh solaraichean seirbheis chìsean aig a’ cheann thall air an cuingealachadh gu spàsail, leantainn gu leudachadh air a’ chòmhlan-ciùil agus toirt a-steach photoluminescence follaiseach– mothachadh air dìth silicon macroscopic.
Tha an tunability seo a tha an urra ri meud ga dhèanamh comasach dha nano-silicon solas a leigeil ma sgaoil air feadh an raoin a tha follaiseach, ga dhèanamh na shealladh tarraingeach airson optoelectronics stèidhichte air silicon, far a bheil silicon àbhaisteach a’ stad ag obair air sgàth cho èifeachdach sa tha e ath-mheasadh radiative.
A bharrachd air sin, tha a’ chuibhreann uachdar-gu-lìonaidh àrdaichte aig an nanoscale a’ leasachadh mothachaidhean co-cheangailte ri uachdar, air a dhèanamh suas de chugallachd cheimigeach, gnìomhachd catalaíoch, agus conaltradh le raointean electromagnetic.
Chan e dìreach feòrachas sgoilearach a th’ anns na toraidhean cuantamach sin ach tha iad a’ cruthachadh bunait airson tagraidhean an ath ghinealach ann an cumhachd, a' mothachadh, agus bith-leigheas.
1.2 Iomadachd morphologach agus ceimigeachd sgìre uachdar
Faodar pùdar nano-silicon a cho-chur ann an grunn morphologies, gabhail a-steach nanoparticles spherical, nanowires, nanostructures permeable, agus dotagan cuantamach criostalach, gach fear a’ tabhann bhuannachdan gun samhail an urra ris an tagradh targaid.
Mar as trice bidh nano-silicon criostalach a’ cumail suas frèam ciùbach ruby mòr-silicon ach tha e a’ nochdadh barrachd tiugh de chùisean uachdar agus bannan crochte, a bu chòir a bhith passivated gus an stuth a dhèanamh seasmhach.
Gnìomhachd sgìre uachdar– mar as trice air a choileanadh tro oxidation, uisgeachadh, no ligand add-on– a’ cluich pàirt chudromach ann a bhith a’ comharrachadh tèarainteachd colloidal, sgapadh, agus co-chòrdalachd le matrices ann an todhar no àile bith-eòlasach.
Mar eisimpleir, Tha nano-silicon le crìoch hydrogen a’ nochdadh cugallachd àrd agus buailteach do oxidation ann an èadhar, ach alcyl- no polyethylene glycol (PEG)-bidh mìrean còmhdaichte a’ nochdadh seasmhachd nas fheàrr agus bith-fhreagarrachd airson cleachdadh bith-mheidigeach.
( Pùdar Nano-Silicon)
Tha làthaireachd còmhdach ogsaid dùthchasach (SiOₓ) air uachdar uachdar na mìrean, eadhon ann an tomhas beag, buaidh mhòr air giùlan dealain, cinideachd sgaoilidh lithium-ion, agus ath-bheachdan eadar-aghaidh, gu sònraichte ann an tagraidhean bataraidh.
Mar thoradh air an sin tha tuigse agus riaghladh ceimigeachd uachdar riatanach airson a bhith a’ cleachdadh làn chomas nano-silicon ann an siostaman ciallach..
2. Dòighean-obrach Synthesis agus Teicneòlasan Saothrachaidh Scalable
2.1 Ro-innleachdan Top-Sìos: Muilneadh, Eiteadh, agus Ablation Laser
Faodar saothrachadh pùdar nano-silicon a sheòrsachadh gu farsaing ann an dòighean bhon mhullach sìos agus bhon bhonn gu h-àrd, gach fear le scalability sònraichte, fior-ghlan, agus feartan smachd morphologach.
Tha dòighean bhon mhullach sìos a’ toirt a-steach lughdachadh fiosaigeach no ceimigeach de mhòr-silicon gu bhith na mhìrean nanoscale.
Tha bleith cruinn làn lùth na dhòigh malairteach air a chleachdadh gu farsaing, far a bheil cuibhreannan sileacain a’ dol tro bhleith meacanaigeach dian ann an àileachdan inert, ag adhbhrachadh micron- gu pùdar nano-mheud.
Fhad ‘s a tha e ruigsinneach agus scalable, bidh an dòigh-obrach seo gu tric a’ toirt a-steach lochdan criostail, truailleadh bho mheadhain grating, agus cuairteachadh meud mìrean farsaing, ag iarraidh glanadh iar-ghiollachd.
Lùghdachadh Magnesiothermic de silica (SiO DÀ) air a leantainn le leaching searbhagach tha slighe scalable a bharrachd, gu sònraichte nuair a thathar a’ cleachdadh stòrasan silica uile-nàdurrach no a thig bho sgudal leithid cromagan rus no diatoms, a’ cleachdadh slighe mhaireannach gu nano-silicon.
Tha ablation laser agus sgrìobadh plasma freagairteach nan dòighean-obrach bhon mhullach sìos gu math nas mionaidiche, èifeachdach ann a bhith a’ gineadh nano-silicon fìor-ghlan le criostalan riaghlaichte, ge-tà aig prìs nas àirde agus nas lugha de chur-a-steach.
2.2 Dòigh-obrach bhon bhonn gu h-àrd: Gas-Ìre agus Fuasgladh-Leasachadh ìre
Leigidh synthesis bhon bhonn gu h-àrd barrachd smachd a chumail air meud criomag, foirm, agus criostalachd le bhith a' togail nanostructures atom le atom.
Tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD) agus CVD leasaichte plasma (PECVD) ga dhèanamh comasach leasachadh nano-silicon bho ro-ruitheadairean adhair leithid silane (SiH ₄) no diombach (Si ₂ H ₆), le slatan-tomhais leithid ìre teòthachd, cuideam, agus sruthadh gas a’ toirt buaidh air cinéitic nucleation agus leasachaidh.
Tha na dòighean sin gu sònraichte earbsach airson a bhith a’ cruthachadh nanocrystals silicon air a chuir a-steach ann am matrices dielectric airson innealan optoelectronic.
Synthesis ìre fuasgladh, gabhail a-steach cùrsaichean colloidal a’ cleachdadh todhar organosilicon, a’ comasachadh dotagan quantum silicon monodisperse a dhèanamh le tonnan sgaoilidh tunable.
Bidh crìonadh teirmeach silane ann am fuasglaidhean àrd-ghoil no synthesis lionn supercritical mar an ceudna a’ toirt a-mach nano-silicon àrd-ìre le sgaoilidhean meud cumhang, air leth freagarrach airson bileagan bith-mheidigeach agus ìomhaighean.
Fhad ‘s a bhios dòighean bhon bhonn gu h-àrd mar as trice a’ gineadh sàr chàileachd saoghalta, tha duilgheadasan aca ann an cinneasachadh mòr agus cosg-èifeachdas, feumach air rannsachadh leantainneach air modhan tar-chinealach agus sruth leantainneach.
3. Iarrtasan cumhachd: Ag atharrachadh bataraidhean Lithium-Ion agus Beyond-Lithium
3.1 Dleastanas ann an Anodes Àrd-chomasach airson Bataraidhean Lithium-Ion
Tha aon de na tagraidhean as cruth-atharrachail de phùdar nano-silicon an urra ri àite stòraidh lùtha, gu sònraichte mar stuth anod ann am bataraidhean lithium-ion (LIBs).
Tha silicon a’ toirt seachad comas acadaimigeach sònraichte de ~ 3579 mAh / g stèidhichte air cruthachadh Li ₁ ₅ Si Four, a tha cha mhòr 10 amannan nas àirde na grafait àbhaisteach (372 mAh/g).
Ge-tà, leudachadh meud mòr (~ 300%) rè lithiation a 'toirt air adhart sgoltadh gràin, call conaltraidh dealain, agus interphase electrolyte cruaidh leantainneach (BE) cruthachadh, a’ leantainn gu discolor comas luath.
Bidh Nanostructuring a’ lughdachadh nan duilgheadasan sin le bhith a’ giorrachadh chùrsaichean sgaoilidh lithium, srann suidse nas èifeachdaiche, agus lùghdachadh coltachd sgàineadh.
Nano-silicon ann an seòrsa nanoparticles, frèamaichean permeable, no structaran slige buidhe ga dhèanamh comasach baidhsagal a chàradh gu ìre mhath le èifeachdas Coulombic àrdaichte agus beatha baidhsagal.
Tha teicneòlasan bataraidh malairteach a-nis a’ fighe a-steach measgachadh nano-silicon (m.e., co-phàirtean silicon-carbon) ann an anodes gus tighead cumhachd àrdachadh ann an innealan dealanach teachdaiche, càraichean dealain, agus siostaman stòraidh clèithe.
3.2 Tha e comasach ann an sodium-ion, Potassium-Ion, agus Bataraidhean Solid-State
Seachad air siostaman lithium-ion, nano-silicon ga sgrùdadh ann an ceimigeachd bataraidh a tha a’ tighinn am bàrr.
Ged nach eil silicon cho reactive le salann na lithium, bidh nano-sizing a’ neartachadh cinneasachd agus a’ comasachadh cuir a-steach cuibhrichte Na ⁺, ga dhèanamh na shealladh airson anodes bataraidh sodium-ion, gu sònraichte nuair a tha e air a cheangal no air a dhèanamh suas le staoin no antimony.
Ann am bataraidhean stàite cruaidh, far a bheil seasmhachd meacanaigeach aig eadar-aghaidh luchd-cleachdaidh electrode-electrolyte cudromach, tha comas nano-silicon airson truailleadh plastaig a dhèanamh aig raointean beaga a’ lughdachadh teannachadh eadar-aghaidh agus a’ leasachadh conaltradh le cumail suas.
A bharrachd air, co-chòrdalachd le sulfide- agus bidh electrolytes làidir stèidhichte air oxide a’ fosgladh dhòighean airson tòrr nas sàbhailte, leigheasan stòraidh lùth-dùmhlachd nas àirde.
Tha rannsachadh a’ leantainn air adhart a’ meudachadh dealbhadh eadar-aghaidh luchd-cleachdaidh agus dòighean prelithiation gus làn bhuannachd a ghabhail de fhad-beatha agus èifeachdas electrodan stèidhichte air nano-silicon.
4. Crìochan ag èirigh ann am Photonics, Bith-leigheas, agus Toraidhean Co-fhillte
4.1 Iarrtasan ann an Optoelectronics agus Quantum Light
Tha na togalaichean photoluminescent de nano-silicon air oidhirpean ath-nuadhachadh gus innealan solais stèidhichte air silicon a chruthachadh, duilgheadas maireannach ann am photonics aonaichte.
Eu-coltach ri mòr-silicon, faodaidh dotagan cuantamach nano-silicon nochdadh gu h-èifeachdach, photoluminescence tunable anns an raon follaiseach gu faisg air infridhearg, a’ comasachadh stòr solais air-chip a tha co-chosmhail ri semiconductor meatailt-ogsaid co-phàirteach (CMOS) ùr-ghnàthachadh.
Thathas a’ toirt a-steach na nano-stuthan sin gu dìreach ann an diodes sgaoileas solais (LEDs), lorgairean dealbhan, agus sgaoilidhean co-cheangailte ri waveguide airson eadar-cheanglaichean optigeach agus togail thagraidhean.
A bharrachd air sin, Bidh nano-silicon inneal-uachdair a’ taisbeanadh inneal-losgaidh aon-photon fo rèiteachadh duilgheadas sònraichte, ga chur mar shiostam comasach airson giullachd fiosrachaidh cuantamach agus conaltradh tèarainte.
4.2 Cleachdaidhean Bith-mheidigeach agus Eag-eòlasach
Ann am bith-leigheas, tha pùdar nano-silicon a 'faighinn ùidh mar biocompatible, gu nàdarrach truaillidh, agus roghainn neo-phuinnseanta an àite dotagan cuantamach stèidhichte air meatailt throm airson bith-ìomhaigheachd agus lìbhrigeadh cungaidh-leigheis.
Faodar mìrean nano-silicon gnìomh uachdar a dhealbhadh gus cuimseachadh air ceallan sònraichte, cuir air bhog riochdairean teirpeach ann an gnìomh gu pH no enzymes, agus a’ toirt seachad sgrùdadh fluorescence fìor-ùine.
An sgrios a-steach gu searbhag silicic (Agus(OH)CEATHAIR), stuth a tha a 'tachairt gu nàdarra agus a tha gu math tearc, a’ lughdachadh duilgheadasan puinnseanta san fhad-ùine.
A bharrachd, nano-silicon ga sgrùdadh airson leigheas eag-eòlasach, leithid sgrios photocatalytic de thruailleadh fo sholas follaiseach no mar riochdaire ìsleachaidh ann am pròiseasan làimhseachaidh uisge.
Ann an stuthan co-dhèanta, bidh nano-silicon a’ leasachadh stamina meacanaigeach, seasmhachd teirmeach, agus caitheamh an aghaidh nuair a thèid a thoirt a-steach do mheatailtean, ceirmeag, no polymers, gu sònraichte ann an co-phàirtean aerospace agus càraichean.
Ann an co-dhùnadh, Tha pùdar nano-silicon na sheasamh aig crois-rathaid nano-eòlas bunaiteach agus ùr-ghnàthachadh gnìomhachais.
Tha am measgachadh sònraichte de bhuaidhean quantum, àrd reactivity, agus goireasachd air feadh cumhachd, innealan eileagtronaigeach, agus tha saidheansan beatha a’ cur cuideam air a dhleastanas mar neach-comasachaidh deatamach do theicneòlasan an latha an-diugh den ath ghinealach.
Mar a bhios dòighean synthesis a’ toirt air adhart agus a’ toirt dùbhlan do dhùbhlain ath-chraoladh, leanaidh nano-silicon air adhart a’ stiùireadh leasachadh a dh’ ionnsaigh coileanadh nas àirde, maireannach, agus siostaman stuthan ioma-ghnìomhach.
5. Solaraiche
Tha TRUNANO na sholaraiche de Phùdar Tungsten Spherical le còrr 12 bliadhnaichean de eòlas ann an glèidhteachas lùth nano-thogail agus leasachadh nanoteicneòlas. Gabhaidh e ri pàigheadh tro chairt creideas, T/T, West Union agus Paypal. Cuiridh Trunnano am bathar gu luchd-ceannach thall thairis tro FedEx, DHL, le adhair, no air muir. Ma tha thu airson tuilleadh fhaighinn a-mach mu Phùdar Tungsten Spherical, na bi leisg fios a chuir thugainn agus fios a chuir thugainn([email protected]).
Tagaichean: Pùdar Nano-Silicon, Pùdar sileaconach, sileacain
Tha a h-uile artaigil agus dealbh bhon eadar-lìn. Ma tha cùisean dlighe-sgrìobhaidh sam bith ann, feuch an cuir thu fios thugainn ann an àm airson cuir às.
Faighnich dhuinn