Aplicação do analisador de tamanho de partículas a laser na detecção de tamanho de partículas de nanomateriais

1. Nanomateriais

    Os materiais nanoestruturados são chamados de nanomateriais. Em termos gerais, referem-se a materiais de partículas ultrafinas com pelo menos uma dimensão na faixa da nanoescala no espaço tridimensional. De acordo com a definição adotada pela Comissão Europeia em 18 de outubro de 2011, um nanomaterial é um material natural ou artificial em pó ou aglomerado composto por partículas básicas com uma ou mais dimensões tridimensionais variando de 1 nanômetro a 100 nanômetros. entre nanômetros, e o número total dessa partícula básica é responsável por mais de 50% do número total de partículas em todo o material. Os nanomateriais têm certa singularidade. Quando a escala da matéria é pequena até certo ponto, a mecânica quântica deve ser usada em vez da mecânica tradicional para descrever seu comportamento. Quando o tamanho das partículas de pó é reduzido de 10 mícrons para 10 nanômetros, seu tamanho de partícula Embora a mudança seja de 1000 vezes, quando convertida em volume será 10 vezes a 9ª potência, então haverá diferenças óbvias no comportamento dos dois.

A nanotecnologia e os nanomateriais são tecnologias de alta tecnologia altamente valorizadas no mundo de hoje e são também a base de todas as tecnologias de alta tecnologia. Embora ainda existam muitas questões técnicas que precisam ser mais estudadas, como tamanho, distribuição e controle morfológico das nanopartículas; controle e dispersão de aglomerados; propriedades superficiais e modificação superficial de nanopartículas; teoria básica dos nanomateriais, etc., já mostra forte vitalidade. Um relatório de pesquisa publicado pela Comissão Europeia em 1995 previu que o desenvolvimento da nanotecnologia se tornará a segunda maior indústria manufatureira do mundo, depois da fabricação de chips, nos próximos 10 anos. Os avanços no mercado provavelmente ocorrerão nas áreas de informação, microeletrônica, medicina, meio ambiente e outras áreas. Nosso país possui matérias-primas abundantes e um amplo mercado para o desenvolvimento de nanomateriais, e a aplicação de nanomateriais terá um futuro brilhante.

2. Aplicação e situação atual dos nanomateriais

   Aplicações de nanomateriais: (1) Nanotecnologia na indústria da informação: ① Comunicação em rede, comunicação em rede de banda larga, dispositivos nanoestruturados, tecnologia de chips e tecnologia de exibição digital de alta definição. ② Dispositivos optoeletrônicos, dispositivos eletrônicos moleculares, dispositivos eletrônicos magnéticos gigantes. ③ O nível de pesquisa do nosso país não fica atrás em termos de nanodispositivos essenciais para comunicações em rede, como lasers, filtros, ressonadores, microcapacitores, microeletrodos, etc. em comunicações em rede, e eles estão disponíveis na província de Anhui. ④Varistores, resistores não lineares, etc., podem ser modificados adicionando nanomateriais de óxido de zinco. (2) Nanotecnologia na indústria ambiental: A nanotecnologia é uma tecnologia insubstituível para a degradação de poluentes de 20 nanômetros no ar e de poluentes de 200 nanômetros na água. Para purificar o meio ambiente, a nanotecnologia deve ser utilizada. Preparamos agora com sucesso um dispositivo que pode degradar formaldeído, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono, o que pode reduzir gases nocivos superiores a 10 ppm no ar para 0,1 ppm. Este dispositivo entrou na fase prática de produção; usando nanomateriais fotocatalíticos combinados de pellets porosos, tem sido usado com sucesso para degradar matéria orgânica em esgoto e tem um bom efeito de degradação em poluentes orgânicos, como o fenol, que são difíceis de degradar com outras tecnologias tradicionais. Nos últimos anos, muitas empresas comprometeram-se a transplantar nanotecnologia, como a fotocatálise, para a indústria de tratamento de água para melhorar a qualidade da água e alcançaram resultados; (3) Nanotecnologia em energia e proteção ambiental: Em termos de utilização racional da energia tradicional, agora são principalmente purificadores e aceleradores de combustão, que podem fazer o carvão queimar totalmente, autocircular durante a combustão, reduzir as emissões de enxofre e não exigir mais dispositivos auxiliares. Além disso, já existem aditivos que utilizam nanômetros para melhorar a gasolina e o diesel. Na verdade, eles são um tipo de material líquido de aglomerado combustível de pequenas moléculas que pode apoiar a combustão e purificar. Hoje em dia, o mundo está desenvolvendo principalmente materiais de conversão de energia, e meu país também está fazendo isso. Inclui a conversão de energia solar em energia elétrica, energia térmica em energia elétrica, energia química em energia elétrica, etc. (4) Nanobiomedicina: Atualmente, a indústria farmacêutica internacional enfrenta uma nova decisão, que é desenvolver a indústria farmacêutica em nanoescala. A nanobiomedicina consiste em extrair substâncias necessárias de animais e plantas e depois combiná-las em nanoescala para maximizar a eficácia. Esta é exactamente a ideia da medicina tradicional chinesa do meu país. Após a extração da essência, uma estrutura muito pequena, como açúcar e amido, que pode ser absorvida pelo corpo humano, é usada para torná-la altamente eficiente e com liberação sustentada de medicamentos direcionados.

A melhoria dos medicamentos tradicionais pode ser levada ao próximo nível através da utilização da nanotecnologia. (5) Nano novos materiais: De acordo com estimativas dos EUA, até o século 21, 40% dos materiais de aço e metal nos automóveis serão substituídos por materiais leves e de alta resistência. Isto pode economizar 40% de gasolina, reduzir CO2 e reduzir as emissões em 40%. É isso. Um item pode criar benefícios sociais de 100 mil milhões de dólares para os Estados Unidos todos os anos. Além disso, existem vários materiais funcionais. O vidro tem boa transparência, mas é pesado. Usamos nanômetros para melhorá-lo e torná-lo mais leve. Este material não só possui propriedades mecânicas, mas também possui outras funções, incluindo descoloração leve e armazenamento leve. Reflete várias funções ultravioleta, infravermelha, absorção de luz, armazenamento e outras funções. (6) A nanotecnologia transforma as indústrias tradicionais: Para a China, esta é atualmente a melhor oportunidade para a nanotecnologia entrar nas indústrias tradicionais e combinar a nanotecnologia com tecnologias em vários campos. A primeira são as indústrias de eletrodomésticos, indústria leve e eletrônica. O Hefei Meiling Group desenvolve nano-refrigeradores desde 1996. A vedação magnética dobrável da porta do refrigerador em PVC não contém mofo e usa tinta antibacteriana. A fruteira interna é feita de nanomateriais. O desenvolvimento da indústria leve, da eletrônica e dos eletrodomésticos pode impulsionar o desenvolvimento de revestimentos, materiais, eletrônicos. O desenvolvimento de indústrias como dispositivos originais; seguido pelos têxteis. As fibras artificiais são a tendência de desenvolvimento das indústrias de fibras químicas e têxteis.

A nanotecnologia e os nanomateriais são tecnologias de alta tecnologia altamente valorizadas no mundo de hoje e são também a base de todas as tecnologias de alta tecnologia. Embora ainda existam muitas questões técnicas que precisam ser mais estudadas, como tamanho, distribuição e controle morfológico das nanopartículas; controle e dispersão de aglomerados; propriedades superficiais e modificação superficial de nanopartículas; teoria básica dos nanomateriais, etc., já mostra forte vitalidade. Um relatório de pesquisa publicado pela Comissão Europeia em 1995 previu que o desenvolvimento da nanotecnologia se tornará a segunda maior indústria manufatureira do mundo, depois da fabricação de chips, nos próximos 10 anos. Os avanços no mercado provavelmente ocorrerão nas áreas de informação, microeletrônica, medicina, meio ambiente e outras áreas. Nosso país possui matérias-primas abundantes e um amplo mercado para o desenvolvimento de nanomateriais, e a aplicação de nanomateriais terá um futuro brilhante.

3. Análise do tamanho de partículas de nanomateriais

Com a ampla aplicação de nanomateriais nas indústrias de alta tecnologia, defesa nacional, medicina e outros campos, a tecnologia de medição de partículas se desenvolverá na direção de limites de medição baixos, amplas faixas de medição, alta exatidão e precisão de medição e boa reprodutibilidade. Portanto, os requisitos para a tecnologia de medição de partículas estão se tornando cada vez maiores. Olhando para vários métodos e tecnologias de medição de partículas, a fim de se adaptar aos requisitos mais elevados de análise de tamanho de partículas, métodos de análise de tamanho de partículas, como método de dispersão de luz, método de medição baseado no movimento browniano de partículas e espectrometria de massa, serão mais perfeitos e mais amplamente utilizados. A fim de atender às necessidades do desenvolvimento da nanotecnologia, o método de análise granulométrica dos nanomateriais tornou-se gradualmente uma parte importante da análise granulométrica. Atualmente, os métodos adequados para análise de tamanho de partícula de nanomateriais são principalmente análise de tamanho de partícula por espalhamento dinâmico de luz a laser e espectroscopia de correlação de fótons, que pode medir o tamanho mínimo de partícula de 20 nm e 1 nm.