Einleitung: Was ist mit Nano in der Adhäsion gemeint?
Unter Nanotape versteht man eine Reihe von Klebelösungen, bei denen die Nanotechnologie eine hervorragende Funktion ermöglicht. Diese Eigenschaften werden durch zwei verschiedene Methoden erreicht, darunter nanostrukturierte Oberflächen oder Nanomaterialverstärkung.
Nanostrukturierte Oberflächen: Diese Bänder bilden eine physikalische Haftung mithilfe von Mustern im Mikro--- und Nano---Maßstab, basierend auf den physikalischen Prinzipien der Van-der-Waals-Kräfte, wie etwa bei den Geckofüßen.
Nanomaterialverstärkung: Bei diesen Bändern werden Nanomaterialien, also Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) oder Graphen, in eine Polymerstruktur eingearbeitet, um die mechanischen, thermischen oder elektrischen Eigenschaften erheblich zu verbessern und sie zu leistungsstarken Industrieprodukten zu machen.
Kategorie I: Von Mikro-Saug- und Gecko--Nanobändern inspiriert.
Der angegebene Typ ist der bekannteste-Typ von Nanobändern, der als wiederverwendbare, rückstandsfreie-Klebelösung verkauft wird.
Der Adhäsionsmechanismus: Der Gecko-Effekt.
Diese Nanobänder nutzen physikalische Haftung im Gegensatz zu herkömmlichen Bändern, die eine chemische Bindung nutzen. Ihre Oberfläche besteht aus Milliarden mikroskopisch kleiner Poren. Beim Drücken gegen eine glatte Oberfläche wird die Luft aus diesen Mikrohohlräumen herausgedrückt und bildet eine starke Vakuumdichtung. Van-der-Waals-Kräfte spielen bei diesem Mechanismus eine zentrale Rolle. Die große Oberfläche, die durch die Nanostrukturierung der Struktur entsteht, verstärkt diese schwachen Kräfte um ein Vielfaches und sie bilden eine starke kollektive Bindung.
2.2 Zusammensetzung und Materialvarianten.
Polyurethan (PU): Polyurethan ist -als hochwertiges Dichtungsmaterial mit hoher Stoßdämpfung bekannt, das in der Elektronik zur Vibrationsdämpfung eingesetzt wird.
Acryl: Es ist das Beste in Bezug auf Alterungseigenschaften und UV-Stabilität und eignet sich daher am besten für Automobilverkleidungen und Außenbeschilderungen.
PVC: Eine kostengünstige universelle-Dichtung und Isolierung.
2.3 Wichtige Leistungsmerkmale
Wiederverwendbarkeit: Es ist ein charakteristisches Merkmal; Das Klebeband kann in Wasser gewaschen werden und seine Klebekraft wird wiederhergestellt.
Entfernung von Rückständen: Die Haftung ist größtenteils physikalisch und kann daher zerstörungsfrei entfernt werden.
Einschränkungen: Es kann nicht auf rauen oder porösen Oberflächen eingesetzt werden, auf denen keine Mikrovakuumdichtung erzeugt werden kann.
Kategorie II: Nanokomposite und funktionelle Nanobänder.
Bei dieser Gruppe handelt es sich um hochwertige Technik, und Nanomaterialien werden verwendet, um bestimmte elektrische, thermische oder mechanische Eigenschaften zu verleihen.
NTC NP310/CNP310/CNP310 Nanopapier-Verbundwerkstoffe als EMI-Abschirmung.
Je stärker die Elektronik ist, desto wichtiger sind elektromagnetische Störungen (EMI). Eine neue Alternative ist die Entwicklung eines Nanobandes unter Verwendung von mehrwandigem Kohlenstoffnanoröhren-Nanopapier (MWCNT), das mit Harz umhüllt ist.
Herstellung: Eine CNT-Nanopapiermatte wird mit einem speziell entwickelten Harz durch einen als Taucheinweichen bekannten Prozess gefüllt.
Leistung: Das resultierende Nanokomposit verfügt über eine beeindruckende EMI-Abschirmungsfähigkeit (EMI SE). Die Abstimmbarkeit des Schutzes wird durch eine einzelne Schicht gezeigt, die durchschnittlich 21 dB ergibt.
3.2 UV-empfindliches Transferband aus 2D-Materialien.
Atingente Materialien wie Graphen sind bekanntermaßen schwer zu handhaben. Herkömmliche Transfertechniken auf Lösungsmittelbasis sind schädlich.
Mechanismus: Die Wissenschaftler haben ein spezielles UV-Band in Form eines Polymers entwickelt. Das Band wird stark von Graphen angezogen, bevor es UV-Strahlung ausgesetzt wird. Sobald es auf einem Substrat aufgebracht ist, wird die Bindungsstruktur des Bandes durch UV-Bestrahlung verändert, was die Haftung verringert und das einfache Abziehen des Bandes erleichtert, sodass das 2D-Material perfekt auf das Substrat übertragen bleibt.
Auswirkungen: Diese Technologie erleichtert die Forschung und Entwicklung von 2D-Materialien in der Halbleiter-basierten Elektronik der nächsten-Generation und flexiblen Elektronik.
3.3 Präzisionsstanzbänder-
Um die Leistung in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbereich zu erfüllen, werden Nanobänder aus technischen Polymeren wie kohlenstofffaserverstärktem Polymer (CFRP) zur Erhöhung der extremen Festigkeit oder Epoxidharz zur Verbindung struktureller Steifigkeiten hergestellt. Solche Materialien können in komplexe Formen gestanzt werden. Zu den wichtigsten Spezifikationen gehören:
Temperaturbeständigkeit: Dauerbetrieb zwischen -70 °C und mehr als 260 °C.
Chemische Beständigkeit: Kraftstoff-, Lösungsmittel- und UV{0}}Beständigkeit.
Industrielle und spezialisierte Anwendungen.
Automobil: Nano-Tapes bestehen aus doppelseitigem Acrylschaum, der die Verkleidung und die Sensoren befestigt und dabei hilft, das Gewicht zu verringern und Vibrationen zu dämpfen.
Luft- und Raumfahrt: Hochleistungsklebebänder befestigen Kabelbäume und Verbundplatten unter rauen Bedingungen.
Als letzte Kategorie sind schließlich Elektronik und Halbleiter zu nennen:
EMIShielding: CNT-Nanokompositbänder bieten eine leichte Abschirmung empfindlicher Komponenten.
Montage von Gadgets: Smartphones sind mit ultradünnen Klebebändern ausgestattet, die Displays befestigen und Leiterplatten isolieren.
Forschung und Entwicklung: UV-Bänder erleichtern das präzise Stapeln von 2D-Material zu neuen elektronischen Eigenschaften.
Medizinische Geräte: Biokompatible Nanobänder werden auf tragbare Monitore aufgebracht und widerstehen Sterilisationsprozessen.
Erneuerbare Energie: Nanotapes werden eingesetzt, um Module in der Solarfertigung witterungsbeständig zu versiegeln.
Marktumfeld und Zukunftsaussichten.
Aufgrund des Bedarfs an leistungsstarken und umweltfreundlichen Klebstofflösungen wird erwartet, dass der Markt für Nanobänder weltweit stetig wächst.
Markttreiber:
Nachhaltigkeit: Der Übergang zu wiederverwendbaren Klebebändern steht im Einklang mit den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft.
Miniaturisierung: In der Elektronik werden ultra{0}dünne multifunktionale-Verbindungsmaterialien benötigt, und dies ist ein wesentlicher Wachstumstreiber.
High-{0}}Produktion: 5G-Telekommunikation und Elektroautos erfordern Klebstoffe, die in aggressiven Umgebungen funktionieren.
Hauptkonkurrenten: 3M und Tesa sind Weltmarktführer, und auch andere spezialisierte Hersteller mit Sitz in Asien-sind Teil des Marktes.
Neue Trends:
Multifunktionalität Zukünftige Klebebänder werden in der Lage sein, Haftung und Wärmemanagement oder Selbstheilung zu integrieren.
Intelligente Klebstoffe: Die Erfindung von Klebebändern, die licht- oder wärmeempfindlich werden, wird neue Perspektiven im Produktionsprozess eröffnen.
Abschluss
Die Nano-Taping-Technologie ist ein Übergang von der passiven Haftung zur aktiven Bindung. Mit der Kraft der Nanomaterie haben Ingenieure noch intelligentere, leistungsfähigere und vielseitigere Klebstoffe hergestellt. Nanobänder lassen uns auf eine Zukunft blicken, in der die Unterscheidung zwischen einem klebrigen Material und einem Arbeitselement noch unklarer ist; Tatsächlich wird die Grenze zwischen Klebstoff und Funktionselement vollständig aufgehoben, sodass die Unterscheidung zwischen einem Bauteil und dem Klebstoff undeutlich wird.