Introducción: Qué se entiende por Nano en Adhesión.
Nano cinta es un término utilizado para describir un linaje de soluciones adhesivas en las que la nanotecnología permite un funcionamiento excelente. Estas características se consiguen mediante dos métodos diferentes que incluyen superficies nanoestructuradas o refuerzo con nanomateriales.
Superficies nanoestructuradas: estas cintas forman adhesión en escala física, utilizando patrones de escala micro- y nano-, basados en los principios físicos de las fuerzas de van der Waals, como las patas de gecko.
Refuerzo de nanomateriales: estas cintas implican la incorporación de nanomateriales, que son nanotubos de carbono (CNT) o grafeno, en una estructura polimérica para mejorar drásticamente las características mecánicas, térmicas o eléctricas y convertirlos en productos industriales de alto-rendimiento.
Categoría I: Nanocintas inspiradas en micro{0}}succión y Gecko-.
El tipo indicado es el tipo de nanocinta más-conocido, que se vende como una solución adhesiva reutilizable y sin residuos-.
El mecanismo de adhesión: El efecto Gecko.
Estas nanocintas utilizan adhesión física a diferencia de las cintas tradicionales que utilizan unión química. Su superficie está formada por miles de millones de poros microscópicos. Al presionar contra una superficie lisa, el aire sale de estas micro-cavidades formando un fuerte sello de vacío. Las fuerzas de Van der Waals desempeñan un papel central en este mecanismo; la enorme superficie formada por la nanoestructuración de la estructura aumenta muchas veces estas fuerzas débiles y forman un fuerte vínculo colectivo.
2.2 Composición y Variantes del Material.
Poliuretano (PU): el poliuretano es bien-conocido como un material de alto sellado con alta absorción de impactos, que se utiliza en electrónica para amortiguar las vibraciones.
Acrílico: Es el mejor en términos de propiedades de envejecimiento y estabilidad a los rayos UV y, por lo tanto, es mejor en molduras de automóviles y señalización exterior.
PVC: un sellador y aislante de bajo costo para uso general-.
2.3 Atributos clave de desempeño
Reutilizabilidad: Es un rasgo característico; La cinta se puede lavar con agua y recuperar su adhesividad.
Eliminación de residuos: la adhesión es principalmente física y, por lo tanto, se puede eliminar sin destrucción.
Limitaciones: no puede funcionar en superficies rugosas o porosas donde no se puede crear un sello de micro-vacío.
Categoría II: Nanocintas Nanocompuestas y Funcionales.
Este grupo es una ingeniería de alto-valor y los nanomateriales se utilizan para conferir determinadas propiedades eléctricas, térmicas o mecánicas.
Compuestos de nanopapel NTC NP310/CNP310/CNP310 como blindaje EMI.
Cuanto más fuertes son los componentes electrónicos, más importante es la interferencia electromagnética (EMI). Una nueva alternativa es el desarrollo de una nanocinta utilizando nanopapel de nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) revestidos con resina.
Fabricación: Una estera de nanopapel CNT se rellena con una resina especialmente diseñada mediante un proceso conocido como remojo por inmersión.
Rendimiento: El nanocompuesto resultante tiene una impresionante capacidad de blindaje EMI (EMI SE). La sintonizabilidad de la protección se muestra mediante una sola capa que da un promedio de 21 dB.
3.2 Cinta de transferencia sensible a los rayos UV-de materiales 2D.
Los materiales atingentes como el grafeno son muy difíciles de manipular. Las técnicas convencionales de transferencia basadas en disolventes son perjudiciales.
Mecanismo: Los científicos han ideado una cinta UV especial en forma de polímero. La cinta se siente muy atraída por el grafeno antes de exponerse a los rayos UV. Una vez depositada sobre un sustrato, la estructura de unión de la cinta se modifica mediante irradiación UV, lo que reduce el nivel de adhesión y facilita el fácil despegado de la cinta para dejar el material 2D sobre el sustrato perfectamente transferido.
Impacto: Esta tecnología facilita la investigación y el desarrollo de materiales 2D en electrónica flexible y electrónica de próxima-generación basada en semiconductores.
3.3 Cintas de troquelado-de precisión
Para cumplir con el rendimiento aeroespacial y automotriz, las nanocintas se fabrican utilizando polímeros diseñados como el polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) para mejorar la resistencia extrema o la resina epoxi para unir las rigideces estructurales. Estos materiales pueden troquelarse-en formas complejas. Las especificaciones clave incluyen:
Resistencia a la temperatura: funcionamiento continuo entre -70 °C y más de 260 °C.
Resistencia química: resistencia al combustible, a los disolventes y a los rayos UV-.
Aplicaciones Industriales y Especializadas.
Automotriz: Las nanocintas están hechas con espuma acrílica doblada en ambos lados, sujetando la moldura y los sensores y ayudando a disminuir el peso y amortiguar la vibración.
Aeroespacial: cintas de alto-rendimiento sujetan mazos de cables y paneles compuestos en condiciones difíciles.
En última instancia, la última categoría a mencionar es la electrónica y los semiconductores:
EMIShielding: Las cintas de nanocompuestos CNT ofrecerán un blindaje liviano de componentes sensibles.
Ensamblaje de dispositivos: los teléfonos inteligentes están equipados con cintas ultra-delgadas que sujetan pantallas y aíslan las placas de circuito.
I+D: Las cintas UV facilitan el apilado preciso de material 2D con nuevas características electrónicas.
Dispositivos médicos: las nanocintas biocompatibles se aplican a monitores portátiles y resisten los procesos de esterilización.
Energía renovable: Las nanocintas se utilizan para sellar módulos en la fabricación solar de forma que sean resistentes a la intemperie.
Entorno de mercado y perspectivas de futuro.
Se espera que el mercado de nanocintas aumente de manera constante en todo el mundo debido a la necesidad de contar con una solución adhesiva ecológica y de alto-rendimiento.
Impulsores del mercado:
Sostenibilidad: La transición a cintas reutilizables está en línea con los principios de la economía circular.
Miniaturización: en la electrónica se requieren materiales de unión multifuncionales y ultrafinos-multi-, lo que constituye un importante motor de crecimiento.
Producción de alta-tecnología: las telecomunicaciones 5G y los automóviles eléctricos requieren adhesivos que funcionen en entornos hostiles.
Principales competidores: 3M y Tesa son líderes mundiales y otros fabricantes especializados-con base en Asia también forman parte del mercado.
Tendencias emergentes:
Multifuncionalidad Las cintas futuras podrán integrar adhesión y gestión térmica o autorreparación.
Adhesivos inteligentes: la invención de cintas que se vuelven sensibles a la luz o al calor introducirá nuevas perspectivas en el proceso de producción.
Conclusión
La tecnología de nano-cinta es una transición de la adhesión pasiva a la unión activa. Con el poder de la nanomateria, los ingenieros han producido adhesivos aún más inteligentes, potentes y versátiles. Las nanocintas nos permiten ver un futuro en el que la distinción entre un material adhesivo y un elemento de trabajo es aún más oscura; de hecho, la frontera entre adhesivo y elemento funcional se borra por completo, haciendo que la distinción entre un componente y el adhesivo sea confusa.