المقدمة: ما المقصود بالنانو في الالتصاق.
شريط النانو هو مصطلح يستخدم لوصف سلسلة من المحاليل اللاصقة التي تتيح فيها تقنية النانو عملية ممتازة. يتم تحقيق هذه الخصائص من خلال طريقتين مختلفتين تشمل الأسطح ذات البنية النانوية أو تعزيز المواد النانوية.
الأسطح ذات البنية النانوية: تشكل هذه الأشرطة التصاقًا فيزيائيًا، باستخدام أنماط المقياس الصغير- والنانو-، بناءً على المبادئ الفيزيائية لقوى فان دير فالس، مثل أقدام أبو بريص.
تعزيز المواد النانوية: تشتمل هذه الأشرطة على دمج المواد النانوية، وهي أنابيب الكربون النانوية (CNTs) أو الجرافين في بنية البوليمر لتحسين الخصائص الميكانيكية أو الحرارية أو الكهربائية بشكل كبير لجعلها -منتجات صناعية عالية الأداء.
الفئة الأولى: أشرطة النانو المستوحاة من -الشفط والجيكو-المايكرو.
النوع المحدد هو النوع الأكثر شهرة-من أشرطة النانو، والذي يتم بيعه كمحلول لاصق خالٍ من المخلفات-وقابل لإعادة الاستخدام.
آلية الالتصاق: تأثير أبو بريص.
تستخدم أشرطة النانو هذه الالتصاق الجسدي على عكس الأشرطة التقليدية التي تستخدم الروابط الكيميائية. تم تصميم سطحها بواسطة مليارات المسام المجهرية. عند الضغط على سطح أملس، يتم إخراج الهواء من هذه التجاويف الدقيقة-مشكلًا حاجزًا مفرغًا قويًا. تلعب قوى فان دير فالس دورًا مركزيًا في هذه الآلية، حيث تعمل مساحة السطح الضخمة التي تشكلها البنية النانوية للهيكل على زيادة هذه القوى الضعيفة عدة مرات، وتشكل رابطة جماعية قوية.
2.2 تكوين المواد ومتغيراتها.
البولي يوريثان (PU): يُعرف البولي يوريثان-بأنه مادة مانعة للتسرب ذات امتصاص عالي للصدمات، ويستخدم في الأجهزة الإلكترونية لتخفيف الاهتزازات.
الأكريليك: إنه الأفضل من حيث خاصية التقادم وثبات الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي فهو الأفضل في تزيين السيارات واللافتات الخارجية.
PVC: غرض عام للغلق والعزل منخفض التكلفة.
2.3 سمات الأداء الرئيسية
قابلية إعادة الاستخدام: وهي سمة مميزة؛ يمكن غسل الشريط بالماء واستعادة التصاقه.
إزالة البقايا: يكون الالتصاق ماديًا في الغالب وبالتالي يمكن إزالته دون تدمير.
القيود: لا يمكن تنفيذه على الأسطح الصلبة أو المسامية حيث لا يمكن إنشاء -ختم مفرغ صغير.
الفئة الثانية: مركبات النانو وأشرطة النانو الوظيفية.
تمثل هذه المجموعة هندسة ذات قيمة{{0} عالية، ويتم استخدام المواد النانوية لإضفاء خصائص كهربائية أو حرارية أو ميكانيكية معينة.
مركبات ورق النانو NTC NP310/CNP310/CNP310 كدرع EMI.
كلما كانت الإلكترونيات أقوى، زادت أهمية التداخل الكهرومغناطيسي (EMI). البديل الجديد هو تطوير شريط نانوي باستخدام ورق نانوي متعدد الجدران من أنابيب الكربون النانوية (MWCNT) ومغطى بالراتنج.
التصنيع: يتم تعبئة حصيرة ورق النانو CNT بمادة صمغية مصممة خصيصًا من خلال عملية تعرف باسم النقع بالغمس.
الأداء: يتمتع المركب النانوي الناتج بقدرة رائعة على الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI SE). وتظهر قابلية توليف الحماية من خلال طبقة واحدة تعطي متوسطًا قدره 21 ديسيبل.
3.2 شريط النقل الحساس للأشعة فوق البنفسجية - للمواد ثنائية الأبعاد.
من الصعب جدًا التعامل مع المواد المسببة للحساسية، مثل الجرافين. تعتبر تقنيات النقل التقليدية المعتمدة على المذيبات ضارة.
الآلية: توصل العلماء إلى شريط خاص للأشعة فوق البنفسجية على شكل بوليمر. ينجذب الشريط بشدة إلى الجرافين قبل التعرض للأشعة فوق البنفسجية. بمجرد ترسيبه على الركيزة، يتم تعديل بنية ربط الشريط عن طريق الأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل من مستوى الالتصاق ويسهل تقشير الشريط بسهولة لترك المادة ثنائية الأبعاد على الركيزة منقولة بشكل مثالي.
التأثير: تعمل هذه التقنية على تسهيل البحث والتطوير للمواد ثنائية الأبعاد في إلكترونيات الجيل التالي-المعتمدة على أشباه الموصلات والإلكترونيات المرنة.
3.3 القالب الدقيق-أشرطة القطع
لتلبية الأداء في مجال الطيران والسيارات، يتم تصنيع أشرطة النانو باستخدام بوليمرات هندسية مثل البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP) لتعزيز القوة القصوى أو راتنجات الإيبوكسي لربط الصلابة الهيكلية. يمكن تقطيع مثل هذه المواد-بأشكال معقدة. المواصفات الرئيسية تشمل:
مقاومة درجات الحرارة: التشغيل المستمر بين -70 درجة مئوية وأكثر من 260 درجة مئوية.
المقاومة الكيميائية: مقاومة الوقود والمذيبات والأشعة فوق البنفسجية -.
التطبيقات الصناعية والمتخصصة.
السيارات: يتم تصنيع أشرطة النانو باستخدام رغوة أكريليك مضاعفة على كلا الجانبين، مما يؤدي إلى تثبيت الكسوة وأجهزة الاستشعار والمساعدة في تقليل الوزن وتخفيف الاهتزاز.
الفضاء الجوي: تعمل الأشرطة-عالية الأداء على ربط أحزمة الأسلاك والألواح المركبة في الظروف القاسية.
في النهاية، الفئة الأخيرة التي يجب ذكرها هي الإلكترونيات وأشباه الموصلات:
EMIShielding: ستوفر أشرطة CNT النانوية درعًا خفيف الوزن للمكونات الحساسة.
تجميع الأدوات: يتم تزويد الهواتف الذكية بأشرطة رفيعة جدًا- تعمل على تثبيت شاشات العرض وعزل لوحات الدوائر.
البحث والتطوير: تسهل أشرطة الأشعة فوق البنفسجية التكديس الدقيق للمواد ثنائية الأبعاد للخصائص الإلكترونية الجديدة.
الأجهزة الطبية: يتم وضع أشرطة النانو المتوافقة حيوياً على الشاشات القابلة للارتداء وهي تتحمل عمليات التعقيم.
الطاقة المتجددة: تُستخدم أشرطة النانو لإغلاق الوحدات في تصنيع الطاقة الشمسية بطريقة مقاومة للعوامل الجوية.
بيئة السوق وآفاق المستقبل.
من المتوقع أن يشهد سوق الأشرطة النانوية نموًا مطردًا في جميع أنحاء العالم نظرًا للحاجة إلى حلول عالية الأداء-و مواد لاصقة صديقة للبيئة.
محركات السوق:
الاستدامة: التحول إلى الأشرطة القابلة لإعادة الاستخدام يتماشى مع مبادئ الاقتصاد الدائري.
التصغير: هناك حاجة إلى مواد ربط -رفيعة جدًا ومتعددة-في مجال الإلكترونيات، وهذا يعد محركًا هامًا للنمو.
الإنتاج عالي التقنية-: تتطلب اتصالات 5G والسيارات الكهربائية مواد لاصقة تعمل في بيئات معادية.
المنافسون الرئيسيون: تعتبر شركتا 3M وTesa من الشركات الرائدة على مستوى العالم، كما تعد الشركات المصنعة المتخصصة الأخرى الموجودة في آسيا- جزءًا من السوق أيضًا.
الاتجاهات الناشئة:
متعددة الوظائف ستكون الأشرطة المستقبلية قادرة على دمج الالتصاق والإدارة الحرارية أو الإصلاح الذاتي-.
المواد اللاصقة الذكية: إن اختراع الأشرطة التي تصبح حساسة للضوء أو الحرارة سيقدم آفاقًا جديدة في عملية الإنتاج.
خاتمة
تعد تقنية لصق النانو- بمثابة انتقال من الالتصاق السلبي إلى الترابط النشط. وبفضل قوة المادة النانوية، أنتج المهندسون مواد لاصقة أكثر ذكاءً وقوة وتنوعًا. تسمح لنا أشرطة النانو برؤية المستقبل الذي يصبح فيه التمييز بين المادة اللزجة والعنصر العامل أكثر غموضًا؛ في الواقع، يتم مسح الحدود بين العنصر اللاصق والعنصر الوظيفي تمامًا، مما يجعل التمييز بين المكون والعنصر اللاصق غير واضح.