바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Yutaka의 회장) (이하 "AIST"라고 불리는) Nanosystems Research Division [Research Division Direction Division Director] 고밀도 인터페이스 나노 구조 그룹 Koshizaki Naoto 연구 그룹의 책임자는 이전에 폴리저 및 유리 유리와 같은 비유 물질로 제한되었습니다
Submicrometer 구형 바카라 규칙를 제조하는 기술을 개발했습니다 구리 산화 구리, 산화 아연, 구리, 철 및 기타 재료와 같은 다양한 기능성 물질
액체에 분산 된 원료나노 바카라 규칙(그림 1의 왼쪽)펄스 레이저 라이트로 조사됩니다 가열 및 고온으로 1000 ℃ 이상으로 녹았다 우리는 용융 된 원료를 켄칭함으로써 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙 (도 1의 오른쪽)를 얻을 수있는 방법을 개발했다 전통적인액체 상 레이저 절제 방법를 사용하여 나노 바카라 규칙 합성보다 조사 된 레이저 에너지를 상당히 감소시킴으로써 하위 미생물 속도계 구형 바카라 규칙를 제조하는 새로운 방법이 실현되었다 이 기술은 현재까지 제조하기 어려운 기능성 산화물, 금속 및 탄화물의 생산을 가능하게하며, 광학, 생물 의학 및 화학 기능 표면을 사용하여 새로운 응용 분야의 개발에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 세부 사항은 Angewandte Chemie International Edition (Journal of the German Chemical Society)에 의해 매우 중요한 논문 (VIP)으로 인증되었으며 2010 년 8 월 2 일에 출판되었습니다
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그림 1 : 산화 구리 생 나노 바카라 규칙 (왼쪽) 및 구형 바카라 규칙를 조사하여 펄스 레이저 라이트 (오른쪽)
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최근에, 등방성, 안정성 및 분산 성과 같은 특성으로 인해, 실제 구형 바카라 규칙는 관심을 끌고 있으며 다양한 응용 분야에서 사용될 것으로 예상된다 완벽하게 크기의 구형 바카라 규칙를 사용하면 정기적으로 배열하여 구조 조절 구조의 제조에 적용될 수 있습니다 마이크로 미터 이상의 크기에 대한 기계적 방법 및 나노 미터
미셸 구조한편, 미량계의 크기에서, 유리 및 폴리머와 같은 비정질 물질의 구형 바카라 규칙는 상업적으로 이용 가능하지만, 일부 귀금속을 제외하고 다른 다양한 결정질 기능 물질은 생산하기가 어려웠다 이것은 결정질 물질에서 안정적인 결정 평면이 존재하고, 종래의 바카라 규칙 생산 기술은 안정적인 결정 평면이 결합되는 다면체와 유사한 형태를 취하는 경향이 있기 때문이다 또한, 일부 산화물은 나노 바카라 규칙를 응집함으로써 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙를 생성하려고 시도했지만, 형태 학적 안정성에 큰 문제가 있었다
AIST는 새로운 나노 바카라 규칙 합성 기술을 개발하기 위해 액체 상 레이저 제거 방법에 대한 연구를 진행하고 있습니다 이 기술은 레이저 라이트가있는 액체에 설치된 고체 또는 분말 표적을 수집하고 조사하고 단기간 동안 초고 온도 및 초 고압 상태를 생성 하고이 상태를 사용하여 화학적 합성 방법으로 얻을 수없는 나노 바카라 규칙를 생성하는 것을 포함합니다 지금까지,이 방법은 액체에서 20% 이상의 고농도 산소 결함을 갖는 실리콘 나노 바카라 규칙 및 산화물 나노 바카라 규칙를 성공적으로 생성하는 데 사용되었습니다 그러나,이 방법은 농축 레이저광을 사용하는 공정이기 때문에, 나노 바카라 규칙의 양은 작으며, 주로 새로운 나노 바카라 규칙의 합성 및 기능을 스크리닝하는 방법으로 사용되었습니다
이번에는 액체 상 레이저 절제보다 약한 레이저 광선을 사용하면 다양한 기능성 물질의 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙를 합성 할 수 있었으며 이전에 합성하기 어려웠습니다
이 연구 개발은 과학 연구를위한 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보 (b) "과학적 종자 분야와 액체 단계 (2008-2000) 사이의 인터페이스를 사용하여 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보를위한 일본 사회의 지원으로 수행되었습니다 또한 일부 연구 내용은 카가와 대학교 공학부의 재료 창조적 공학과 이시카와 요시 조교수와의 공동 연구를 기반으로했습니다
미세 구형 바카라 규칙는 액체-액체 또는 가스-액체 계면을 생성하여 표면 장력으로 인해 구형 액적을 형성하고, 액적의 성분을 응고함으로써 얻어진다 방울이 용융하여 생성되는 경우, 켄칭이 수행되지 않으면 구형 바카라 규칙는 중력에 의해 변형되며 안정적인 결정 평면을 결합한 다면체와 같은 형태의 바카라 규칙가 생성됩니다 전형적인 가열 방법에서, 열원은 전체 가스 또는 액체 매체를 가열하여 바카라 규칙를 간접적으로 가열합니다 따라서, 냉각 중에 배지가 켄칭 되더라도 전체 배지의 열 용량은 크기 때문에 바카라 규칙 자체의 냉각 속도가 크게 증가하지 않습니다 따라서, 기존의 공정 기술에서, 표적 바카라 규칙 만 빠르게 가열하고 냉각시키는 것은 실제로 불가능하며, 구형 바카라 규칙를 생성하기가 어렵다
이번에 개발 한 방법에서, 원시 나노 바카라 규칙는 액체에 분산되고 나노 바카라 규칙에 의해 흡수 될 수있는 파장의 펄스 레이저 빛으로 조사된다 나노 바카라 규칙에 의해 흡수 된 레이저 광의 에너지는 열로 전환되어 바카라 규칙의 온도가 빠르게 상승하여 용융점 위로 도달하고 녹아 들어갑니다 너비가 10 나노 초 미만인 펄스 레이저 광선이 사용되기 때문에, 에너지 공급은 짧은 시간 안에 정지 된 다음, 액적에서 배지로 확산되어 빠른 냉각을 유발하여 용융 된 액적이 고형화되고 구형 바카라 규칙를 생성합니다 따라서이 방법의 가장 큰 특징은 용융에 필요한 에너지가 필요한 시간 동안 필요한 원료에만 입력된다는 것입니다 이것은도 1에 개략적으로 설명된다 2 또한, 필요한 레이저 광 에너지는 작기 때문에, 중심이없는 레이저 조사를 사용할 수 있고 생산 속도가 크게 향상됩니다
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그림 2
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(a) 레이저 광 맥박과 용융 및 응고의 시간 척도의 관계
(b) 원료 나노 바카라 규칙 분말 레이저 광 흡수로 인해 녹는
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그림 3은 산화 구리의 나노 바카라 규칙 (용융점 1201 ° C)가 원료로 사용되고 다른 에너지를 갖는 레이저 광으로 조사 될 때 생성 된 바카라 규칙 크기의 변화를 보여준다 레이저 에너지가 낮을 때, 바카라 규칙 크기는 원료 바카라 규칙 크기와 거의 동일하지만, 레이저 에너지가 특정 값 (임계 값)을 초과하면 바카라 규칙 크기가 하위 마이크로 미터 크기로 증가하여 구형 바카라 규칙가 형성됩니다 이것은 원료 나노 바카라 규칙의 온도가 용융점을 초과하고 용융 액 적이 즉시 생성되기 때문입니다 또한, 에너지가 증가함에 따라, 바카라 규칙 온도는 끓는점을 넘어 즉시 증발하여 바카라 규칙가 빠르게 기화되고 증발하여 생성 된 바카라 규칙의 크기가 갑자기 감소합니다 이러한 높은 레이저 에너지 범위는 나노 바카라 규칙 합성을위한 액체 상 레이저 절제 방법에 사용되는 에너지 범위로 간주된다 무화과 도 4는 생성 된 구형 바카라 규칙의 전자 현미경 사진 및 바카라 규칙 크기 분포를 보여준다 서브 마이크로 미터 구형 바카라 규칙의 크기는 조사 레이저 에너지를 변화시킴으로써 제어 될 수 있음이 이해된다 이러한 구형 바카라 규칙를 생산하는 데 필요한 레이저 광 에너지의 양은 전체 액체를 가열하는 데 사용되는 레이저 광 에너지의 양이 01 ° C 이하입니다이 방법에서는 에너지가 표적 물질의 용융 공정에만 매우 효율적으로 사용됩니다
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그림 3 : 조사 레이저 에너지 밀도와 생산 된 바카라 규칙 크기 사이의 관계
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그림 4 : 조사 레이저 에너지의 변화에 의해 생성 된 바카라 규칙의 형태의 변화
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이 방법의 또 다른 특징은 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙를 생성 할 때 고온에서 화학 반응이 발생할 수 있다는 것입니다 왼쪽의 구리 (II) 산화물 (CUO) 나노 바카라 규칙가 원료로 사용될 때, 아세톤은 액체 배지로 사용되며, 생성물은 조사 에너지에 의해 구리 (II) 산화물 (CUO)에 도시 된 바와 같이 조사 에너지에 의해 수득 될 수있다2o)는 점차 구리 (Cu)로 변경되었습니다 레이저 광이 조사되면, 원료 바카라 규칙의 온도는 짧은 시간 내에 1300-1700 ° C에 도달하여 용융점을 초과합니다 이러한 고온 바카라 규칙와 접촉하는 아세톤 분자는 열역학적 이성질이 탄소, 수소, 일산화탄소, 메탄, 에틸렌 등과 같은 물질을 생산하여 이들 물질이 CuO (박탈 산소)를 감소시킬 수 있다고 예측했으며, 생성물의 성분이 이들 물질의 하위 반응으로 인해 변화되었다고 생각된다 따라서,이 방법을 사용함으로써, 금속 산화물의 고온 환원 반응이 실온 및 대기압 하의 액체에서 실현 될 수 있음이 밝혀졌다
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그림 5 조사 레이저 조사의 에너지 밀도와 생성 된 바카라 규칙의 조성 사이의 관계
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위의 예는 원료로서 구리로 만들어 지지만 적절한 원료 바카라 규칙를 선택하고 조사 레이저 및 액체 종과 같은 최적화 조건을 통해 다른 기능성 물질의 구형 바카라 규칙의 생산에 쉽게 적용 할 수 있습니다 무화과 도 6은 산화 아연, 텅스텐 산화물, 구리 및 철의 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙의 제조의 예를 보여준다 또한 이러한 다른 재료의 서브 마이크로 미터 바카라 규칙, 예를 들어 붕소 카바이드 (B4c)는 2200 ℃가 넘는 용융점을 갖는 고온 물질이며, 단단한 물질로도 알려져 있지만, 유기 용매에서 붕소 (B) 분말을 조사하여 붕소의 하위 측정기 구형 바카라 규칙를 생성함으로써 카바이드 반응을 수행 할 수도있다
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그림 6 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙 생성의 예
a) 아연 산화 아연 b) 텅스텐 산화물 c) 구리 d) 철
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기능적 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙를위한이 일반적인 목적 공정 기술은 전례가 없으며 광범위한 영역에 적용될 것으로 예상됩니다 앞으로, 우리는 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙의 생산을 더욱 증가시키는 것을 목표로 연구 및 개발을 계속 추구 할 것이며, 의료, 광학 및 기능적 표면을 포함한 다양한 분야 에서이 방법을 처음 사용하여 가능한 하위 마이크로 미터 구형 바카라 규칙를 적용하는 연구를 진행할 것입니다