إنتاج قابل للتوسع لمواد أكاسيد المعادن النانوية
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة تصنيع مواد نانوية من أكاسيد المعادن باستخدام ركيزة صلبة قابلة للتحلل الحراري
العنوان الإنجليزي: Method of fabricating metal oxide nanomaterials using a thermally decomposable solid substrate
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تكون الطرق التقليدية لتصنيع الجسيمات النانوية مرتفعة التكلفة، وقد تسمح بتكتل الجسيمات عندما تكون مواد التغطية ضعيفة الذوبان أو غير متجانسة التوزيع أو تجذب الأيونات أثناء الترسيب.
أهميتها
يُعد التحكم في تباعد الجسيمات مهمًا لأن حجم المواد النانوية من أكاسيد المعادن وتشتتها يؤثران في ملاءمتها لتطبيقات البحث والتقنية.
النهج
تجمع الطريقة محلولًا مائيًا لملح معدني مع ركيزة صلبة قابلة للتحلل الحراري بالترسيب الرذاذي أو بالنقع، ثم تُكلسن المادة المركبة. ويؤدي التكليس إلى تكوين جسيمات نانوية من أكسيد المعدن مع بقاء جزيئات مشتقة من الركيزة كفواصل تحد من التكتل.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي المواد النانوية ومطوري العمليات الكيميائية والمصنعين الذين يقيّمون مسارات مضبوطة لإنتاج جسيمات أكاسيد المعادن النانوية.
القيمة المحتملة
يدمج المسار الموصوف تكوين الأكسيد وتباعد الجسيمات في عملية حرارية واحدة، ويمكن تكييفه مع عدة أملاح معدنية وركائز قائمة على السليلوز أو الكربون.
الخلفية
الخلفية
تُدرس الجسيمات المعدنية النانوية لاستخدامات تمتد من المواد المتغيرة لونيًا بالحرارة وتحويل الطاقة إلى الاتصالات وتوصيل الأدوية. وتعتمد كثير من مسارات التصنيع المعروفة على خطوات فيزيائية وكيميائية متعددة، وقد تكون مكلفة أو تسمح بتكتل الجسيمات. وتستخدم عمليات السول-جل والعمليات الحرارية المائية عادة مادة تغطية لفصل الجسيمات، لكن ضعف الذوبان وعدم تجانس التوزيع والتجاذب الكهروستاتيكي قد يحد من فعاليتها. لذلك يقترح المنشور مسارًا تكون فيه المادة الحاملة نفسها عاملًا مساعدًا على إبقاء الجسيمات متباعدة أثناء تكوين الأكسيد.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يُطبَّق محلول مائي لملح النحاس أو النيكل أو الحديد أو الكوبالت أو الفضة أو الذهب على ركيزة قابلة للتحلل الحراري مثل ورق الترشيح أو مسحوق السليلوز أو القطن أو الفحم أو المناديل الورقية. ثم تُكلسن الركيزة المحملة، عمومًا ضمن المجال الموصوف من 400 إلى 900 درجة مئوية. وتتحول الركيزة إلى جزيئات تغطية بينما يشكل الملح جسيمات أكسيد نانوية بين تلك الجزيئات، بما يوفر آلية تباعد داخل العملية.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- إنتاج مواد نانوية من أكاسيد المعادن لتقييمها لاحقًا في الأنظمة المتغيرة لونيًا بالحرارة وأنظمة تحويل الطاقة.
- تحضير مواد نانوية لأبحاث الاتصالات أو البصريات أو الإلكترونيات التي تستفيد من التشتت المضبوط.
- توفير جسيمات أكاسيد معادن نانوية بدرجة بحثية لدراسات الصياغة والتوصيل بعد التحقق الخاص بكل تطبيق.
- استكشاف ركائز السليلوز أو المناديل المستهلكة كوسائط تشغيل في تصنيع المواد النانوية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- تتكون جزيئات التغطية المشتقة من الركيزة أثناء التكليس للمساعدة في إبقاء جسيمات الأكسيد النانوية متباعدة.
- يمكن إدخال محلول الملح المعدني إما بالترسيب الرذاذي أو بالنقع.
- يستوعب الوصف عدة معادن وعدة ركائز صلبة قابلة للتحلل الحراري.
- يحدث تكوين الأكسيد ووظيفة تباعد الجسيمات ضمن تسلسل التكليس نفسه.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع؛ لم يتم التحقق بشكل مستقل من مرحلة التطوير.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تدعم الطريقة فرص الترخيص أو التطوير التعاوني مع منتجي المواد النانوية الباحثين عن مسارات قابلة للتكييف لتصنيع أكاسيد المعادن. وتعتمد الفرصة العملية على التحقق من توزيع أحجام الجسيمات والنقاوة والإنتاجية واستهلاك الطاقة وقابلية التكرار عند نطاق الإنتاج المستهدف. كما يتطلب تحديد موقعها السوقي مقارنتها بالمسارات الراسخة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01G1/02المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
- B09B3/40التخلص من النفايات الصلبة غير المنصوص عليه في موضع آخر
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B82Y40/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
- B09B3/40التخلص من النفايات الصلبة غير المنصوص عليه في موضع آخر
- B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
- C01G1/02المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
- C01P2004/64مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
- مخترعمحمد رحمة الله الأمين
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- أكسيد معدني
- جسيمات نانوية
- التكليس
- ركيزة صلبة
- التغطية
- الترسيب الرذاذي
- التحكم في التكتل
- المواد النانوية
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.