納米薄膜工程化技術
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-24
納米薄膜工程化技術的實例教程
而且，組裝面積可滿足工程技術成本要求(>4英寸)，達工程應用級別(4.3英寸)，粒子成膜利用率高達98.5%。與傳統局限性界面自組裝不同，這種組裝技術可普適到多種納米及微米粒子的快速大面積界面自組裝。不同形貌、不同種類及表面性質的貴金屬納米粒子(正電Au NPs, 負電Au NPs, Ag NPs, 納米金棒)、核殼結構(Au NPs@PANI)、氧化物(SiO2, Fe3O4)、碳材料(CNTs)、量子點(CQDs)、聚合物(聚苯乙烯微球)等均可通過這種超快速界面組裝技術，獲得宏觀大面積二維組裝結構。
圖1
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動力學和熱力學調控的納米粒子在液
-液界面自組裝。
更有趣的是，這種單層膜均勻二維膜有讓人意想不到的轉移及轉印性能！納米薄膜制造技術是現代工程中必不可少的制造手段。黃又舉教授團隊通過一種“lift-on”策略，可實現自組裝單層膜到任意基底上的無損轉移。基于全氟修飾的納米粒子單層膜與PDMS印章的低界面能釋放速率，該單層膜在不同的基材(PDMS、塑料、玻璃、紙張等)表面都有優異的保形涂覆性能。薄膜結構的共形加工（Conformal engineering）對于實現新型結構-性能關系至關重要，為實現柔性可穿戴設備和電子的穩定傳感/驅動性能奠定了堅實的幾何結構基礎。然而，材料本身性質、可擴展性及繁瑣的加工步驟等問題嚴重制約了規模化制造的廣泛應用。針對上述難題，研究者提出了基于全氟誘導粒子界面自組裝的薄膜工程化技術手段，可實現薄膜的宏觀和微觀圖案打印（圖2a）。同時，基于液-液界面納米粒子二維膜的分子捕獲特性及強大的自愈性能，研究者制備了功能性熒光圖案，在高分辨熒光防偽的領域展現出優異的應用前景。
圖2.
展開 對液體的操控是實現很多重要工業生產和生活應用的關鍵過程，在微電路印刷、生物芯片、薄膜器件和微流控等方面有重要的應用。其中，一維納米線溶液的可控輸運及組裝是實現有序的圖案化納米線薄膜的關鍵。與無序的、散亂分布的納米線相比，多尺度分級有序的納米線往往表現出更優異的整體協同性能和特殊的物理化學性質。目前，常用的溶液法制備有序納米線薄膜的方法存在著一些局限性，如需要復雜的設備、復雜的樣品預處理過程、納米線沉積位置難以精確控制、后處理過程中納米線重新定向等問題。因此，可控制備多尺度有序的納米線結構依然是挑戰。
日常生活中，人們的頭發在潤濕后晾干的過程中往往會粘附在一起，這是由于去浸潤過程總毛細作用力下纖維陣列發生的彈性聚集現象導致的。在該過程中，纖維陣列頂端的液膜會自發的各向異性收縮，這為納米線溶液的可控輸運及組裝提供了新的契機。
近日，北京航空航天大學的劉歡研究員課題組發展了一種簡單通用的策略：利用陣列碳納米管陣列在去浸潤過程中的毛細粘彈聚集現象，實現了液膜的方向性收縮，基于此一步制備了多維取向的圖案化納米線薄膜。該方法不需要任何外部力量輔助。其原理是被納米線溶液潤濕的碳納米管陣列在去浸潤過程中，出現毛細彈性聚集現象，使納米線溶液液膜能夠在碳納米管陣列頂部各向異性收縮，迫使液膜中隨機分布的納米線向著液膜的方向旋轉、移動，最終緊密有序地排列在碳納米管陣列頂部。在碳納米管陣列聚集的同時，碳納米管紗線被牽扯出來連接兩個相鄰的碳納米管陣列聚集體，最終構筑了由上層X方向上水平有序排列的納米線，下層Z方向上垂直排列的碳納米管陣列聚集體和Y方向上連接碳納米管陣列聚集體的碳納米管紗線三部分組成的多維度有序的納米線微圖案。這種多維取向的圖案化納米線薄膜表現出良好的壓力傳感性能，靈敏度為0.32 kpa-1，有望用于構筑電子皮膚。
展開 CINNO research產業資訊，2023年12月14日-全球領先的納米電子、數字技術研究和創新中心Imec與日本領先的化學公司和EUV薄膜供應商三井化學宣布，開始就極紫外光刻用碳納米管（CNT）基薄膜（Pellicle）的商業化建立戰略合作伙伴關系。根據這一合作伙伴關系，三井化學將把imec的碳納米管基薄膜創新地整合到其現有碳納米管薄膜技術中，以建立完整的生產規格。這一合作的目標是在2025-2026年將其用于大功率EUV系統的制造中，雙方的簽約儀式在東京舉行的Semicon Japan 2023上舉行。
據介紹，合作伙伴雙方計劃通過相關咨詢和imec的EUV掃描設備驗證，共同開發EUV薄膜，以便在三井化學公司進行商業化。這種薄膜可以保護光掩模在EUV曝光過程中免受污染，它具有極高的EUV透射率（≥94%）、極低的EUV反射率和最小的光學影響——這些是先進半導體制造工藝中實現高產量和高良率生產的關鍵特性。CNT薄膜能夠承受超過1kW的EUV功率水平，能夠支持實現未來EUV光源的目標功率（>600W）。鑒于這些優勢，這種碳納米管基薄膜，引起了眾多希望在其大批量制造過程中使用EUV光刻技術的公司的強烈興趣。在這樣的市場背景下，上述合作伙伴雙方希望通過共同開發適合行業的CNT薄膜，以滿足市場需求。
“Imec在支持半導體生態系統推進光刻技術發展方面有著悠久的歷史。自2015年以來，我們與整個供應鏈的合作伙伴合作，開發了一種創新的基于CNT的薄膜設計，用于先進的EUV光刻，”Imec高級圖案化、工藝和材料高級副總裁Steven Scheer表示：“我們相信，公司對CNT膜的測量、表征和參數性能方面的深入了解將加速三井化學的產品開發。我們希望共同將CNT膜投入商業生產，用于未來幾代EUV光刻系統的構建。”
展開 最新研究表明，通過對金屬材料顯微組織進行跨尺度多級界面調控，既可以保證納米結構帶來的性能優勢，又能克服納米結構的一些性能缺點。
二、解決問題的思路與技術方案
奧氏體不銹鋼由于具有無磁、耐腐蝕性、耐高溫性、易成形、易焊接等特性，被廣泛應用于各類民用及核電國防等領域。同時，隨著節能減排需求的日益增長以及汽車安全規范的日趨嚴格，汽車行業迫切需要開發具有優異性能的材料。奧氏體不銹鋼由于通過加工硬化可以將其強度和塑性在很大范圍內進行調整，因此逐漸在汽車碰撞零部件的制作材料中占據一席之地。值得一提的是，美國SpaceX公司的馬斯克指出，構成“星艦火箭”的艦體以及“超重型”火箭助推器的設計材料將由最為先進的C纖維材料改用300系不銹鋼。然而，奧氏體不銹鋼的屈服強度普遍較低，嚴重限制了其在工程結構領域的應用。因此，如何在不過度損害其他優良性能的前提下，提高奧氏體不銹鋼的強度已然成為科研工作者不懈努力的方向。
針對奧氏體不銹鋼屈服強度偏低這一不足，東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室杜林秀教授團隊以304不銹鋼為研究對象，基于前期研究基礎并結合企業當前工藝裝備條件，利用變形誘導馬氏體相變及逆相變退火的耦合作用并結合循環相變細晶原理，提出通過熱軋-冷軋-退火一體化控制，利用多階段冷軋-退火工藝實現實驗鋼的組織納米/亞微米化，將屈服強度提高了約3~4倍。
圖1納米/亞微米晶鋼制備工藝示意圖
通過控制冷軋及退火工藝，形成了多尺度納米/亞微米晶奧氏體組織，可獲得屈服強度約900MPa，延伸率約為45%的優異的強塑性匹配；研究了等溫退火對馬氏體逆相變和殘余奧氏體再結晶行為的影響規律，明確了加熱過程中加熱速率對馬氏體逆相變機制的作用機制，探究并分析了納米/亞微米晶304不銹鋼的加工硬化行為及其低溫超塑性。
展開 碳納米管由于其獨特的結構、電學、化學和物理性質，在納米科學和納米技術領域受到越來越多的關注。碳納米管具有很大的長徑比、高模量、高強度、導電性、傳熱性和光學性能。此外，將碳納米管切割成短的碳納米管或石墨烯納米帶，在納米科學和納米技術中引起了越來越多的關注。雖然碳納米管有很多優點，但也有局限性。對于許多特殊應用，碳納米管的特定長度是必不可少的。因此，有必要對碳納米管進行精確切割。但是，每種切割方法都有其優缺點，因此有必要深入了解切割方法所涉及的物理和化學過程。
近日，來自上海工程技術大學王大中教授的團隊對碳納米管切割的相關文獻進行了梳理和總結，總結了切割方法和加工質量的最重要進展。特別注意最常見和最重要的物理切割、化學切割和物理/化學切割方法。重點介紹了單壁碳納米管和多壁碳納米管切割所涉及的物理化學過程。這些可以使該領域的研究人員對碳納米管的切割方法、應用領域和切割質量評估有更深入的了解。最后，對基于碳納米管的切割方法目前面臨的技術挑戰和未來的研究機遇進行了展望。相關論文以題為“Cuttingmethods and perspectives of carbon nanotubes”發表在Journalof Physical Chemistry C。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01756
圖1. 碳納米管切割方法的分類，以及應用領域和質量評價。
圖2. 超薄切片機制備短碳納米管。
圖3. 電子束切割碳納米管。
圖4. 碳納米管的濕式切割法。
圖5.
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當前，石油化工行業正積極擁抱數字化轉型，以技術創新驅動產業升級。近日，第二屆“石油化工工程數字化交付研討會暨煉油與化工設備選型技術交流會”在北京召開。本次研討會匯聚了來自中國石油、中國石化、中國海油等眾多行業巨頭的領導與專家，共同探討石油化工行業的數字化未來。
積鼎科技作為國產多相流仿真軟件的引領者，有幸受邀參會，并發表題為“國產多相流仿真軟件在石化領域的應用探索”的精彩報告。
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1、基于AI，快速構建全參數化的幾何模型。結合知識工程，實現所需預測的結構、厚度、材料等信息的參數化；
2、設計仿真一體化，快速生成AI學習訓練所需的仿真模型及數據。基于單一的數據源，全參數化設計模型與仿真技術自動關聯，利用仿真自動化流程，多學科多目標優化技術，自動更新模型，自動更新仿真設置；
3、AI神經網格搭建以及AI模型訓練&調試。
4、AI模型預測結果與實際仿真評價對比。
CINNO research產業資訊，2023年12月14日-全球領先的納米電子、數字技術研究和創新中心Imec與日本領先的化學公司和EUV薄膜供應商三井化學宣布，開始就極紫外光刻用碳納米管（CNT）基薄膜（Pellicle）的商業化建立戰略合作伙伴關系。根據這一合作伙伴關系，三井化學將把imec的碳納米管基薄膜創新地整合到其現有碳納米管薄膜技術中，以建立完整的生產規格。這一合作的目標是在2025
工程化CCUS全流程技術及其進展
●作者簡介●
引言
汽車輕量化是在保證汽車安全性能前提下，降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性，實現節能減排的目的。尤其是“碳達峰”和“碳中和”被提出后，對汽車節能減排的需求更為迫切。對于燃油車，汽車質量每減少10%，汽車燃油效率將會增加6%~8%；而新能源汽車每減重10%，續航里程可提升5%~6%，由此可見，無論是在提高汽車性能，還是在實現汽車節能、降耗、增加續航里程方面
一、研究的背景與問題
進入21世紀，鋼材材料仍是占主導地位的先進結構材料。經濟建設和社會發展要求大幅度提高鋼的強韌性，發展適應不同要求的品種，改善鋼材質量，降低生產成本，按照可持續發展的要求，開發與人類友好的基礎材料，已成為從事鋼鐵材料研究和生產單位的歷史任務。合金化是常用的一種提高材料性能的有效手段，為了滿足人類社會發展對于材料性能不斷提出的新要求
基于這樣的思想，界面超快速自組裝能否開發成一種普適性的單層納米粒子薄膜工程化技術呢？
遺憾的是，由于難以克服的動力學和熱力學吸附勢壘，傳統液-液界面自組裝往往呈現耗時、重復性差、無法大面積制備、粒子組裝可控性差、組裝效率低等不足，并導致納米粒子界面自組裝尚未用于納米薄膜工程化技術開發，進而限制其在傳感、顯示、光電器件等領域的功能應用。
碳納米管是一種一維納米材料，主要由六方碳原子組成，形成幾層到幾十層的同軸圓管，根據其結構特點可分為扶手型、鋸齒型和手性三種。碳納米管由于其獨特的結構、電學、化學和物理性質，在納米科學和納米技術領域受到越來越多的關注。碳納米管具有很大的長徑比、高模量、高強度、導電性、傳熱性和光學性能。此外，將碳納米管切割成短的碳納米管或石墨烯納米帶，在納米科學和納米技術中引起了越來越多的關注。雖然碳納米管有很多優點
拓撲優化是一種在結構上輕量化的優化方式，在3D打印應用以前工程化是拓撲優化最大的障礙。拓撲優化工程化是多種技術協同的過程。拓撲優化工程化重點是前期模型處理數據賦予后續設計和制造環節的可操作程度。
對液體的操控是實現很多重要工業生產和生活應用的關鍵過程，在微電路印刷、生物芯片、薄膜器件和微流控等方面有重要的應用。其中，一維納米線溶液的可控輸運及組裝是實現有序的圖案化納米線薄膜的關鍵。與無序的、散亂分布的納米線相比，多尺度分級有序的納米線往往表現出更優異的整體協同性能和特殊的物理化學性質。目前，常用的溶液法制備有序納米線薄膜的方法存在著一些局限性，如需要復雜的設備、復雜的樣品預處理過程、納米線沉積位置難以精確控制
