ナノ結晶材料はどのように製造され、そのユニークな特性は?

ナノ結晶材料は、ナノスケールサイズの結晶で構成された材料です。それらは、機械的研削、高エネルギーボールミル粉砕、電着など、さまざまな方法で製造されます。

ナノ結晶材料を製造する一般的な方法の1つは、ボールミリングとしても知られる機械的粉砕である。このプロセスでは、バルク材料を高エネルギーボールミルを使用して微粉末に粉砕します。フライス加工により、材料に機械的変形と欠陥が生じ、ナノスケールサイズの結晶が形成される可能性があります。

高エネルギーボールミリングは機械的研削と同様のプロセスですが、より高いエネルギー入力を使用して、材料により激しい変形を引き起こします。これにより、より小さく、より均一なナノ結晶粒子が形成される可能性があります。

電着は、ナノ結晶材料を製造する別の方法である。このプロセスでは、材料を溶液に溶解し、電流を使用して基板上に堆積させます。材料は薄層に堆積することができ、ナノスケールサイズの結晶を有する薄膜の作成を可能にする。

ナノ結晶材料は、それらを広範囲の用途において有用にする多くのユニークな特性を有する。それらの最も注目すべき特性の1つは、それらの高い表面積対体積比であり、それはそれらが高い反応性および触媒活性を有することを可能にする。また、強度対重量比が高く、電気伝導率と熱伝導率が高いため、エネルギー貯蔵デバイス、センサー、電子機器に役立ちます。

ナノ結晶材料は、そのユニークな物理的特性に加えて、他のさまざまな用途にも使用できる可能性があります。それらは、その高い反応性および触媒活性のために、医療機器および生物医学的用途での使用の可能性を有することが示されている。