Aplicación del analizador de tamaño de partículas láser en la detección del tamaño de partículas de nanomateriales

1. Nanomateriales

    Los materiales nanoestructurados se denominan nanomateriales. En términos generales, se refieren a materiales de partículas ultrafinas con al menos una dimensión en el rango de la nanoescala en un espacio tridimensional. Según la definición adoptada por la Comisión Europea el 18 de octubre de 2011, un nanomaterial es un material natural o artificial en polvo o aglomerado compuesto por partículas básicas con una o más dimensiones tridimensionales que van desde 1 nanómetro hasta 100 nanómetros. entre nanómetros, y el número total de esta partícula básica representa más del 50% del número total de partículas en todo el material. Los nanomateriales tienen cierta singularidad. Cuando la escala de la materia es hasta cierto punto pequeña, se debe utilizar la mecánica cuántica en lugar de la mecánica tradicional para describir su comportamiento. Cuando el tamaño de las partículas de polvo se reduce de 10 micrones a 10 nanómetros, su tamaño de partícula aunque el cambio es 1000 veces, cuando se convierte en volumen, será 10 veces la novena potencia, por lo que habrá diferencias obvias en el comportamiento de los dos.

La nanotecnología y los nanomateriales son tecnologías de alta tecnología muy valoradas en el mundo actual y también son la base de todas las tecnologías de alta tecnología. Aunque todavía quedan muchas cuestiones técnicas que deben estudiarse más a fondo, como el tamaño, la distribución y el control de la morfología de las nanopartículas; control y dispersión de aglomerados; propiedades superficiales y modificación superficial de nanopartículas; Teoría básica de nanomateriales, etc., ya muestra una gran vitalidad. Un informe de investigación publicado por la Comisión Europea en 1995 predijo que el desarrollo de la nanotecnología se convertirá en la segunda industria manufacturera más grande del mundo después de la fabricación de chips en los próximos 10 años. Es probable que los avances en el mercado se produzcan en los campos de la información, la microelectrónica, la medicina, el medio ambiente y otros campos. Nuestro país cuenta con abundantes materias primas y un amplio mercado para el desarrollo de nanomateriales, y la aplicación de nanomateriales tendrá un futuro brillante.

2. Aplicación y situación actual de los nanomateriales.

   Aplicaciones de los nanomateriales: (1) Nanotecnología en la industria de la información: ① Comunicación en red, comunicación en red de banda ancha, dispositivos nanoestructurados, tecnología de chips y tecnología de pantalla digital de alta definición. ② Dispositivos optoelectrónicos, dispositivos electrónicos moleculares, dispositivos electrónicos magnéticos gigantes. ③ El nivel de investigación de nuestro país no se queda atrás en términos de nanodispositivos clave para comunicaciones en red, como láseres, filtros, resonadores, microcondensadores, microelectrodos, etc. en comunicaciones en red, y están disponibles en la provincia de Anhui. ④Los varistores, resistencias no lineales, etc., se pueden modificar agregando nanomateriales de óxido de zinc. (2) Nanotecnología en la industria ambiental: La nanotecnología es una tecnología insustituible para la degradación de contaminantes de 20 nanómetros en el aire y de 200 nanómetros en el agua. Para purificar el medio ambiente hay que utilizar la nanotecnología. Ahora hemos preparado con éxito un dispositivo que puede degradar el formaldehído, los óxidos de nitrógeno y el monóxido de carbono, lo que puede reducir los gases nocivos de más de 10 ppm en el aire a 0,1 ppm. Este dispositivo ha entrado en la etapa de producción práctica; El uso de nanomateriales fotocatalíticos combinados con pellets porosos se ha utilizado con éxito para degradar la materia orgánica en las aguas residuales y tiene un buen efecto de degradación de los contaminantes orgánicos como el fenol, que son difíciles de degradar con otras tecnologías tradicionales. En los últimos años, muchas empresas se han comprometido a trasplantar la nanotecnología, como la fotocatálisis, a la industria del tratamiento del agua para mejorar la calidad del agua, y han logrado resultados; (3) Nanotecnología en energía y protección del medio ambiente: en términos de utilización racional de la energía tradicional, ahora son principalmente purificadores y aceleradores de combustión, que pueden hacer que el carbón se queme por completo, circule por sí solo durante la combustión, reduzca las emisiones de azufre y ya no requiera dispositivos auxiliares. Además, ya existen aditivos que utilizan nanómetros para mejorar la gasolina y el diésel. De hecho, son un tipo de material de grupo combustible líquido de molécula pequeña que puede favorecer la combustión y purificar. Hoy en día, el mundo está desarrollando principalmente materiales de conversión de energía y mi país también lo está haciendo. Incluye convertir energía solar en energía eléctrica, energía térmica en energía eléctrica, energía química en energía eléctrica, etc. (4) Nanobiomedicina: Actualmente, la industria farmacéutica internacional se enfrenta a una nueva decisión, que es desarrollar la industria farmacéutica a nanoescala. La nanobiomedicina consiste en extraer sustancias necesarias de animales y plantas y luego combinarlas a nanoescala para maximizar la eficacia. Ésta es exactamente la idea de la medicina tradicional china de mi país. Después de extraer la esencia, se utiliza una columna vertebral muy pequeña, como azúcar y almidón, que puede ser absorbida por el cuerpo humano, para lograr una liberación altamente eficiente y sostenida de medicamentos específicos.

La mejora de las medicinas tradicionales puede llevarse al siguiente nivel mediante el uso de nanotecnología. (5) Nanomateriales nuevos: según estimaciones de Estados Unidos, en el siglo XXI, el 40% de los materiales de acero y metal de los automóviles serán reemplazados por materiales livianos y de alta resistencia. Esto puede ahorrar un 40% de gasolina, reducir el CO2 y reducir las emisiones en un 40%. Eso es todo. Un elemento puede generar beneficios sociales por valor de 100 mil millones de dólares para Estados Unidos cada año. Además, existen diversos materiales funcionales. El vidrio tiene buena transparencia pero es pesado. Usamos nanómetros para mejorarlo y hacerlo más liviano. Este material no sólo tiene propiedades mecánicas, sino que también tiene otras funciones, incluida la ligera decoloración y el almacenamiento de luz. Refleja diversas funciones ultravioleta, infrarroja, absorción de luz, almacenamiento y otras funciones. (6) La nanotecnología transforma las industrias tradicionales: Para China, actualmente es la mejor oportunidad para que la nanotecnología ingrese a las industrias tradicionales y combine la nanotecnología con tecnologías en diversos campos. El primero son los electrodomésticos, la industria ligera y la electrónica. Hefei Meiling Group ha estado desarrollando nanorefrigeradores desde 1996. El sello magnético plegable de PVC para puerta del refrigerador no tiene moho y utiliza pintura antibacteriana. El frutero interior está hecho de nanomateriales. El desarrollo de la industria ligera, la electrónica y los electrodomésticos puede impulsar el desarrollo de recubrimientos, materiales, electrónica El desarrollo de industrias como la de dispositivos originales; seguido de los textiles. Las fibras sintéticas son la tendencia de desarrollo de las industrias textiles y de fibras químicas.

La nanotecnología y los nanomateriales son tecnologías de alta tecnología muy valoradas en el mundo actual y también son la base de todas las tecnologías de alta tecnología. Aunque todavía quedan muchas cuestiones técnicas que deben estudiarse más a fondo, como el tamaño, la distribución y el control de la morfología de las nanopartículas; control y dispersión de aglomerados; propiedades superficiales y modificación superficial de nanopartículas; Teoría básica de nanomateriales, etc., ya muestra una gran vitalidad. Un informe de investigación publicado por la Comisión Europea en 1995 predijo que el desarrollo de la nanotecnología se convertirá en la segunda industria manufacturera más grande del mundo después de la fabricación de chips en los próximos 10 años. Es probable que los avances en el mercado se produzcan en los campos de la información, la microelectrónica, la medicina, el medio ambiente y otros campos. Nuestro país cuenta con abundantes materias primas y un amplio mercado para el desarrollo de nanomateriales, y la aplicación de nanomateriales tendrá un futuro brillante.

3. Análisis del tamaño de partículas de nanomateriales.

Con la aplicación generalizada de nanomateriales en industrias de alta tecnología, defensa nacional, medicina y otros campos, la tecnología de medición de partículas se desarrollará hacia límites de medición bajos, rangos de medición amplios, alta exactitud y precisión de medición y buena reproducibilidad. Por lo tanto, los requisitos para la tecnología de medición de partículas son cada vez mayores. Si se analizan diversos métodos y tecnologías de medición de partículas, para adaptarse a los mayores requisitos del análisis del tamaño de las partículas, los métodos de análisis del tamaño de las partículas, como el método de dispersión de la luz, el método de medición basado en el movimiento browniano de las partículas y la espectrometría de masas, serán más perfectos y se utilizarán más ampliamente. Para satisfacer las necesidades del desarrollo de la nanotecnología, el método de análisis del tamaño de partículas de nanomateriales se ha convertido gradualmente en una parte importante del análisis del tamaño de partículas. En la actualidad, los métodos adecuados para el análisis del tamaño de partículas de nanomateriales son principalmente el análisis del tamaño de partículas por dispersión dinámica de luz láser y la espectroscopia de correlación de fotones, que pueden medir el tamaño mínimo de partículas de 20 nm y 1 nm.