Инновации в развитии компании «ЭСТО-Вакуум» - процессы и оборудование для вакуумно-плазменного формирования наноструктурированных пленок, слоев и покрытий

Опубликовано 25.01.2012
Валерий Киреев   |   просмотров - 3023,   комментариев - 2
Инновации в развитии компании «ЭСТО-Вакуум» - процессы и оборудование для вакуумно-плазменного формирования наноструктурированных пленок, слоев и покрытий
Валерий Юрьевич Киреев, доктор технических наук, заместитель директора департамента научных исследований и перспективных разработок компании «ЭСТО-Вакуум».

Перевод вещества в коллоидное (ультрадисперсное) состояние называется наноструктурированием, под которым следует понимать не только получение его в виде свободных наночастиц и нанослоев, но и создание и формирование на поверхности вещества наноструктур и нанослоев, а в объеме - физических и/или химических нанофаз, а также нанополостей, которые можно рассматривать как своеобразные нанообъекты, отделенные от остальной структуры поверхностями раздела.
Вещества, материалы и среды в коллоидном состоянии с размерами фаз, частиц, структур и слоев в диапазоне 1,0-100 нм хотя бы по одной координате, принято называть наносистемами, а сами такие объекты - наночастицами, наноструктурами, нанослоями, (нанопленками), нанофазами и нанополостями, обычно обозначая их совокупность термином «нанообъекты».
Под технологией, в производственном смысле, понимаются способы контролируемого преобразования вещества, энергии, информации в процессе изготовления продукции, обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий, контроля качества, управления.


Комментарии:

Редактировать Цитировать Имя
Валерий Киреев, 26.01.2012 12:39:08
Ответ на первый вопрос: Основное предназначение нанотехнологий (НТ) - это максимально удешевить продукцию и сделать ее массово доступной. Наглядный древний пример - купола в церквях делали не из золота, а покрывали тончайшей золотой фольгой, а сейчас уже напыленным слоем нитрида титана, который имеет цветовую гамму под золото, близкую к золоту химическую стойкость и в десятки раз дешевле и прочнее в использовании. Аналогично НТ применяются и в красках, например в краску добавляются наночастицы серебра и она становится бактерицидной (убивающей бактерии) - сейчас такой краской в развитых странах и в элитном секторе России красят стены операционных и родильных домов. Естественно, где можно использовать дешевую краску, там не используют более дорогое вакуумное или плазменное покрытие. Но Вы попробуйте использовать краску внутри цилиндров двигателей или химических реакторов.
Ответ на второй вопрос: долговечность НТ обеспечивается созданием барьеров для укрупнения (объединения) наночастиц, нанонитей и нанослоев, например частицы и нити помещаются в специальные матрицы искусственные или природные, или на их поверхность наносится вещество, препятствующее их слипанию. Нанослои разделяются другими нанослоями, например на поверхность стали последовательно наносятся 30 нм слои TaN/NbN. Нанесение 100 штук каждого слоя дает наноструктурированное покрытие толщиной 6 мкм, которое в несколько раз повышает твердость стали и по долговечности не уступает стали.
Ответ на третий вопрос (вопрос Остапа Бендера о вечной игле для примуса): Уважаемый Денис, если Вам или кому-нибудь из Ваших близких (не дай Бог) потребуется вставить жизненно важный имплант или стент, то Вы наверняка предпочтете вечный, а не временный. И в космических аппаратах предпочтут вечные изделия, ну и в оружие тоже. Поэтому у вечных изделий есть свой рынок сбыта. Кроме того, по мере духовного развития общества, "денежный чистоган" будет терять свое значение и появятся подклассы "вечных" изделий. Например энергосберегающие лампочки для бедного класса с ресурсом 15 лет, энергосберегающие лампочки для среднего класса с ресурсом 5 лет и энергосберегающие лампочки для богатых с ресурсом 1 год и ежегодно меняющимися формой и расцветкой. Причем срок службы таких изделий будет задаваться электронно (типа реле времени).
Редактировать Цитировать Имя
Денис Щукин, 26.01.2012 11:27:42
Нанопокрытия, нанопленки, наночастицы, прочие нанообъекты и наносистемы – все это хорошо и замечательно. Только три вопроса возникают касательно их практического применения.

Первый – не слишком ли дорого на фоне ненанотехнологий, уже завоевавших рынки и давно практикуемых? Что есть нанопокрытие – защитный слой, оберегающий изделие от внешних воздействий. Те ж металлические изделия взять и суриком покрасить без всяких там нанозаморочек – дешевле ж будет, чем суперпупер наноструктурированную защиту ставить.

Второй – долговечность: насколько я эту физику и химию понимаю, механизма действия наноструктурированных покрытий завязана на взаимодействии наночастиц промеж собой за счет вандерваальсовских сил. А что там по времени получается, когда при каких-нить внешних воздействиях, да и просто со временем, это самое вандерваальвоское взаимодействие на нет пойдет. Где тонко – там и рвется. Блестеть будет, да не долго. Защищать будет, да не вечно.

И третий вопрос – про вечность. Ну, положим, приду я к производителю, которого спрос на его продукцию кормит, и обрадую новой нанотехнологией, повышающей ресурс его изделий до бесконечности. Так он же меня взашей выгонит со словами, перемежающимися лексикой, непотребной в общественных местах, но постоянно практикуемой. Прямо скажет: «Ты что, …, по миру меня пустить хочешь, …? Кому я нужен буду, …, когда весь свой рынок забью, …, твоими вечными нано…евинами? Иди ты со своими нано куда подальше! Мне спрос держать надо, а не … заниматься. Потребность в моих товарах постоянная должна быть, а ты мне своими нано ее закроешь и меня без дела оставишь. Иди с глаз долой, чтоб я тебя с твоим нано здесь на… больше не видел!»

Такие вот вопросы на поверхность всплывают, когда про практическое применение нанотехнологий, вообще, и нанопокрытий, в частности, речь заходит.