بيت » Bottom-Up Nanomaterial Synthesis

Bottom-Up Nanomaterial Synthesis

1980
Scientist performing bottom-up synthesis of nanomaterials in a laboratory.

Bottom-up synthesis builds nanomaterials from atomic or molecular precursors through chemical or physical processes. This approach relies on self-assembly or controlled deposition, allowing for the creation of materials with high purity and precise control over size and composition. Common methods include sol-gel synthesis, ترسيب البخار الكيميائي (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), and colloidal synthesis.

Bottom-up synthesis represents a paradigm of building with atomic precision, often mimicking natural processes like crystal growth. These methods offer significant advantages over top-down approaches, primarily in their ability to produce nanomaterials with fewer defects, more homogeneous chemical compositions, and well-defined, narrow size distributions.

Chemical Vapor Deposition (CVD) is a versatile technique where a substrate is exposed to one or more volatile precursors, which react or decompose on the substrate surface to produce the desired deposit. For example, graphene is commonly grown by flowing a hydrocarbon gas (like methane) over a copper foil at high temperatures. The methane decomposes, and carbon atoms arrange themselves into the hexagonal lattice of graphene on the copper surface. This الطريقة is scalable and produces high-quality films.

Sol-gel synthesis is a wet-chemical technique used to produce solid materials from small molecules. The process involves the conversion of precursors (typically metal alkoxides or metal chlorides) into a colloidal solution (the ‘sol’) and then into an integrated network (the ‘gel’) of either discrete particles or continuous polymers. After drying and heat-treatment, the gel is converted into a dense ceramic or glass. This method is low-cost and allows for the creation of highly porous materials and complex oxide nanoparticles at low temperatures.

Colloidal synthesis, particularly important for quantum dots, involves the nucleation and growth of nanoparticles in a liquid solution. By carefully controlling parameters like temperature, precursor concentration, and the presence of stabilizing ligands (surfactants), chemists can precisely tune the final size, shape, and crystal structure of the nanoparticles. The ligands cap the particle surface, preventing aggregation and allowing the particles to be dispersed in various solvents.

UNESCO Nomenclature: 2303
- الكيمياء غير العضوية

النوع

العملية الكيميائية

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • advances in organometallic chemistry providing molecular precursors
  • understanding of chemical kinetics and thermodynamics of nucleation and growth
  • development of surfactant and polymer chemistry for colloidal stabilization
  • high-vacuum technology enabling techniques like mbe

التطبيقات

  • synthesis of monodisperse quantum dots for displays
  • growth of high-purity carbon nanotubes and graphene via cvd
  • production of silica (sio2) and titania (tio2) nanoparticles via sol-gel
  • fabrication of high-quality semiconductor thin films using mbe
  • creation of self-assembled monolayers for surface modification

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: bottom-up synthesis, self-assembly, chemical vapor deposition, cvd, sol-gel, colloidal synthesis, molecular beam epitaxy, mbe, nucleation, nanochemistry.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً