微纳米技术助力塑料加工产业高端化发展

2010-07-28 08:52:42 编辑:梁雪飞 来源:慧聪网

核心提示:工业制造技术在进入20世纪后,向前大大推进到微米时代,一个毫米等于1000微米,也就是说我们能够在微米的尺度下设计和改造世界。

  那么到了21世纪又发生了什么样的变化呢?有专家提出21世纪是一个纳米时代,量度又向前推进了三个数量级。

    我们进入纳米时代或者说我们进入一个处于过渡的微纳米的时代,它和需求密切相关,微纳机电系统的发展促进了微纳技术的发展。美国等已经做到了非常小的具有微结构的换热器,在换热能力上已经是传统换热器的3-5个数量级,也就是说不是提高几倍,而是提高几个数量级。这对传统的过程工业还有很多的机器装备提供很多的可能性。

    各尖端领域,包括汽车、医用、微电子材料、显示材料、军工等方面都需要微纳系统特别是微结构的系统,塑料加工产业在这些高端领域有很大的发展空间。

    1、汽车配件领域

    我们知道,现在发展汽车很大程度受制于能源,电动汽车前景看好,但需要解决很多问题,塑料行业能做什么呢?我们不光做一些保险盖、汽车内饰等,也能够涉及汽车散热、电池。汽车电池的电流很大,不可能背一个大机电解决散热问题,如果有高效的微结构通道的散热器,就可以轻而易举的解决这个问题。

    2、医疗器材和技术

    还有,近年来医学发展非常之快,医学的发展跟塑料加工技术是密切相关的。不光是装一个机架或者导管,现在国外已经有技术制造清理血管的机器人,用针头把它打到血管里,将有害物质清除干净,通过过滤使整个人都焕然一新,这就属于微米级机器人。这种技术已经在国外开始使用并获得成功。 另外,医学方面现在从头到脚也有很多地方离不开高分子材料来作为先进的治疗手段,比如关节、骨骼这些都可以用高分子材料来替换;心血管等病症可以通过介入治疗手段微创治疗等,以后这方面的发展高分子材料大有可为。

    3、检测研究领域

微纳米技术助力塑料产业向高端化发展

微纳米技术助力塑料产业向高端化发展

 

    这些照片的微细结构都是几十个微米以下的微结构,能够做到这样的规格,需要很高的尺寸精度和技术。如果我们能做到这样的技术水平,市场需求将会非常大。像这里展示的光纤连接器,微过滤器,实验芯片,最小的微行星齿轮,还有这种微型的针等等都是用高分子材料做的。美国的一种生物芯片就是有机玻璃做出来的,表面看不出什么,但是上面有设计好的微型流道,可以把各种细胞按照设计分离开,应用于各种快速检验和药物开发。                                                                                4、军工航天领??军工领域也有很大需求,特别是军工和航空航天领域必须靠自主开发,像微型的陀螺仪。美国的部队之所以能够在很多号称反恐的战争中以非常小的代价达到军事和政治目的,必须依靠强大的技术作为保证。将陀螺仪、慢性系统等做的微型化,很多小型飞机就可以像蜻蜓和蜜蜂一样,不光是飞行,还能执行很多信息的采集任务,这都离不开微纳机电系统和制造系统。如国外在做间谍用途的东西,可以把一些探测器做得很小,比米粒还小,像灰尘一样作为信息采集的传输功能。这个是美国人在1998年“黑寡妇”微型小飞机,已经做得跟蜻蜓跟蜜蜂一样的尺寸,都是非常高清的技术。

    5、电子显示和存储材料

    对塑料加工来讲,现在很大的商机在电子显示系统,液晶开始向LED和OLED发展,很多微结构制造技术需要我们来关注。还有存储技术,现在一个SD卡可以做到16G,就是从设计到制造解决了很多微纳尺度的关键技术问题,包括设计、制造、检验以及材料。日本有一个微纳制造的展会,里面有很多做跟能源有关的,他们做小型的发电机可以放到鞋里,走路的时候电可以储存起来,虽然现在还是一个原理,但以后类似这样通过微型振动获取电能的关键技术,在石油总量越来越少的情况下是非常重要的,而且是带有战略意义的,塑料加工在这方面有很多工作要做。

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