La nanolaminación es la producción de materiales que son sólidos de grano ultrafino y completamente densos que presentan una alta concentración de defectos interfaciales. Las propiedades de los nanolaminados fabricados dependen de su composición y espesor. [ 1 ]
Producción
Los nanolaminados se pueden cultivar utilizando técnicas de deposición átomo por átomo, diseñadas con diferentes secuencias de apilamiento y espesores de capa.
Reducción electrolítica
La reducción electrolítica permite la producción de metales y aleaciones metálicas en capas de espesor inferior a un micrómetro . Se puede emplear para crear aleaciones con propiedades como mayor tenacidad, resistencia, propiedades térmicas y resistencia a la corrosión, que dependen de las interfaces en las nanocapas. Estas se pueden crear utilizando un baño que contiene múltiples iones metálicos. Al variar la corriente en momentos precisos para seleccionar un elemento diferente, se puede crear una estructura en capas. Se han creado recubrimientos de hasta un centímetro de espesor. [ 2 ]
Se afirma que ofrece los beneficios de los materiales de alto costo a costos mucho menores, porque dichos materiales pueden recubrir materiales de menor costo que tienen otras propiedades necesarias como la resistencia. [ 3 ]
La producción comercial fue introducida en la década de 2010 por una nueva empresa llamada Modumetal. [ 4 ]
Deposición de capas atómicas
Mediante la deposición de capas atómicas (ALD) se pueden crear numerosos óxidos híbridos de película delgada con propiedades físicas, químicas y electrónicas únicas. Por ejemplo, una capa de óxido rugosa puede recubrirse con una capa de óxido lisa para obtener la textura superficial deseada. Las propiedades también pueden depender de la temperatura de deposición y del estrato sobre el que se aplica el nanolaminado. [ 5 ]
Actuación
En pruebas de autoclave , algunas aleaciones nanolaminadas han mostrado una resistencia a la degradación 8 veces mayor que la de los aceros al carbono y, en algunos casos, ninguna degradación medible. [ 3 ]
Aplicaciones
Las aplicaciones incluyen aquellas que aprovechan propiedades mecánicas mejoradas o para dispositivos como condensadores de almacenamiento de energía y memoria. [ 1 ]
Petróleo y gas
Las tuberías y revestimientos estructurales resistentes a la corrosión son activos de infraestructura importantes en la industria del petróleo y el gas. Las tuberías y revestimientos están sujetos a condiciones agresivas en los pozos, lo que permite operaciones a través de diferenciales de presión de formación y producción extremos, a altas temperaturas y en entornos altamente corrosivos que contienen sulfuro de hidrógeno ( H).2 S),dióxido de carbono(CO2 ) y cloruros. [ 4 ]
Modumetal fabrica bombas, válvulas y tuberías para clientes de lanzamiento. Se afirma que los productos ofrecen protección contra la corrosión y el desgaste gracias a un revestimiento de aleación metálica nanolaminada, duradero y de alta tenacidad. [ 4 ]
Electrónica
Los dieléctricos nanolaminados pueden tener una constante dieléctrica eficiente y características de aislamiento elevadas. Los materiales dieléctricos con constantes dieléctricas gigantes se pueden fabricar como óxidos simples, binarios y de perovskita modificados. [ 1 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 Azadmanjiri, Jalal; Berndt, Christopher C.; Wang, James; Kapoor, Ajay; Srivastavac, Vijay K.; Wen, Cuie (2014). "Una revisión sobre materiales nanolaminados híbridos sintetizados mediante técnicas de deposición para aplicaciones de almacenamiento de energía". Journal of Materials Chemistry A . 2 (11): 3695– 3708. doi : 10.1039/C3TA14034B .
- ↑ Bullis, Kevin (16 de febrero de 2015). "El acero con recubrimiento nanotecnológico es 10 veces más resistente" . MIT Technology Review . Consultado el 28 de agosto de 2015 .
- 1 2 Fehrenbacher, Katie (25 de agosto de 2015). "Esta startup puede cultivar metal como un árbol y está a punto de alcanzar el éxito" . Fortune . Recuperado el 28 de agosto de 2015 .
- 1 2 3 LOMASNEY, CHRISTINA (7 de mayo de 2015). "Revestimiento nanolaminado para tubos" . Recuperado el 28 de agosto de 2015 .
- ↑ Kääriäinen, Tommi; Cameron, David; Kääriäinen, Marja-Leena; Sherman, Arthur (17 de mayo de 2013). Deposición de capas atómicas: principios, características y aplicaciones de nanotecnología . Wiley. págs.1– . ISBN 978-1-118-74738-4.
Enlaces externos
- Lindroos, Veikko; Franssila, Sami; Tilli, Markku; Mervi Paulasto-Krockel; Ari Lehto; Teruaki Motooka; Veli-Matti Airaksinen (8 de diciembre de 2009). Manual de tecnologías y materiales MEMS basados en silicio . Elsevier. págs. 440–. ISBN 978-0-8155-1988-1.
- Ciencias de los materiales
- Aleaciones
- Tecnología de perforación
- Nanotecnología