Vlastnosti a aplikace Nanodiamantů

Tvrdost nanodiamantů UDD

Nejen diamant, ale uhlík vůbec je výjimečný prvek v Mendělejevově periodické tabulce, protože na jeho schopnosti vázat se různými způsoby navzájem či s dalšími prvky je založen život na zemi. Při diamantové vazbě jde o nejpevnější a nejhustší možné uspořádání atomů v pevné látce (největší počet atomů v krychlovém centimetru). Proto je tvrdost diamantu největší.

Tepelná vodivost nanodiamantů UDD

Z tohoto uspořádání atomů v diamantové mříži pak vyplývají i další extrémní vlastnosti diamantu, jako například velká tepelná vodivost při pokojové teplotě, několikanásobně převyšující vodivost mědi (a 20násobně vodivost křemíku), což řeší problémy s odvodem tepla z elektronických součástek. Dále pak schopnost elektronických součástek pracovat při vysokých teplotách (elektronické vlastnosti diamantových p-n diod jsou optimální při teplotách několika set stupňů celsia), při vysokých proudových hustotách, na vysokých frekvencích, a to i v chemicky agresivním prostředí.

Biokompatibilita nanodiamantů UDD

Důležitou vlastností diamantu je jeho biokompatibilita. To znamená, že jej lidský organismus přijímá jako svoji přirozenou součást. Toho lze pak s výhodou použít k přípravě biosenzorů, které mohou být přímo implantovány do lidského organismu. Většina biosenzorů se však používá mimo lidský organismus a pouze využívá skutečnost, že vazba biologicky aktivních látek k povrchu diamantu je velmi pevná a stálá ve srovnání s vazbou na křemíku či jiných materiálech. Zakončení diamantového povrchu vodíkem či kyslíkem mění jeho povrchovou vodivost více než milionkrát, tyto unikátní povrchové vlastnosti pak umožňují pomocí oxidace hrotem AFM mikroskopu (mikroskop atomárních sil) vytvářet např. nanotranzistory či jiné umělé nanostruktury.

Katalyzátor pro galvanizaci  chromem, zlatem, stříbrem, cínem, - vylepšení parametrů povrchových vrstev (galvanizace) pomocí nanodiamantů UDD

UDD po přidání do elektrolytu působí jako katalyzátor a dojde ke zvýšení ionizace kovů (CR,Au,Ag,Cu,Ni a anodická oxidace Al a jeho slitin). Kov ionty obklopí každý  nanodiamant a vytvoří se krystalizační centra.  Vznik mimořádně vysokého počtu těchto krystalizačních center (až 5x10⁶ na  1/cm²) umožní vytvoření masivního multi-krystalizačního procesu na povrchu galvanizovaného materiálu. Vzhledem ke zvýšené ionizaci diamantu v rámci katalýzy - super malé fragmenty UDD jsou celistvě naneseny, takže neexistují žádné mikroskopické póry na povrchu galvanizovaného materiálu, na rozdíl od konvenčních postupů pokovování.  Výsledek je super-tvrdý diamant rozptýlený v nanášeném kovu. Vytvoří se tak kompozitní vrstva, která zvyšuje tvrdost povrchu a zároveň součinitel tření a zvyšuje odolnost proti korozi.

Mikrotvrdost povrchu materiálu (nanešení povlaku Cr s UDD - galvanizace) pomocí nanodiamantů UDD

Přítomnost UDD mikrotvrdost nanešených povlaků v požadované standartní kvalitě (do 1400 kg/mm²) vylepšuje 1,25 krát.  Nejlepší výsledky v kvalitě a jednoduchosti procesu se dosahuje v průmyslovém procesu v klasickém elektrolytu z následujícím obsahem chromového anhydridu CrO3 (250 gpl), kyselina sírová (2, 5 gpl) a UDD - 15 - 30 gpl. Obsah UDD v povlaku odpovídá 0,3 - 1,0%.

  Zpět  Vpřed - Lékařství  Vpřed - Galvanizace Cr  Vpřed - Galvanizace Au  Možná rizika nano