Introduction : Qu'entend-on par Nano dans l'adhésion.
Nano tape est un terme utilisé pour décrire une lignée de solutions adhésives dans lesquelles la nanotechnologie permet un excellent fonctionnement. Ces caractéristiques sont obtenues grâce à deux méthodes différentes qui incluent des surfaces nanostructurées ou un renforcement de nanomatériaux.
Surfaces nanostructurées : ces bandes forment une adhésion physique, en utilisant des motifs à micro- et nano-échelles, basés sur les principes physiques des forces de Van der Waals, telles que les pattes de gecko.
Renforcement des nanomatériaux : ces rubans impliquent l'incorporation de nanomatériaux, tels que des nanotubes de carbone (CNT) ou du graphène, dans une structure polymère pour améliorer considérablement les caractéristiques mécaniques, thermiques ou électriques afin d'en faire des produits industriels-hautes performances.
Catégorie I : Nano-bandes inspirées des micro-aspirations et des Gecko-.
Le type donné est le type de nano-ruban le plus connu-, vendu comme une solution adhésive réutilisable et sans résidus-.
Le mécanisme d’adhésion : L’effet Gecko.
Ces nano-rubans utilisent une adhésion physique, contrairement aux rubans traditionnels qui utilisent une liaison chimique. Leur surface est conçue par des milliards de pores microscopiques. En appuyant contre une surface lisse, l'air est expulsé de ces micro-cavités formant un solide joint sous vide. Les forces de Van der Waals jouent un rôle central dans ce mécanisme, l’immense surface formée par la nanostructuration de la structure multiplie ces forces faibles et elles forment un lien collectif fort.
2.2 Composition et variantes de matériau.
Polyuréthane (PU) : le polyuréthane est bien connu-comme un matériau à haute étanchéité et à forte absorption des chocs, utilisé dans l'électronique pour amortir les vibrations.
Acrylique : C'est le meilleur en termes de propriété de vieillissement et de stabilité aux UV et il est donc le meilleur pour les garnitures automobiles et la signalisation extérieure.
PVC : un produit d'étanchéité et d'isolation à faible coût-à usage général.
2.3 Attributs clés de performance
Réutilisabilité : C'est une caractéristique ; le ruban peut être lavé à l'eau et son adhésivité retrouve.
Élimination des résidus : L'adhérence est principalement physique et peut donc être éliminée sans destruction.
Limitations : Il ne peut pas fonctionner sur des surfaces accidentées ou poreuses où un micro-joint sous vide ne peut pas être créé.
Catégorie II : Nanocomposites et nano-bandes fonctionnelles.
Ce groupe est une ingénierie à haute valeur-, et les nanomatériaux sont utilisés pour conférer certaines propriétés électriques, thermiques ou mécaniques.
Composites nanopapier NTC NP310/CNP310/CNP310 comme blindage EMI.
Plus l’électronique est puissante, plus les interférences électromagnétiques (EMI) sont importantes. Une nouvelle alternative est le développement d'une nanobande utilisant un nanopapier de nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) recouvert de résine.
Fabrication : Un tapis de nanopapier CNT est rempli d'une résine spécialement conçue selon un processus connu sous le nom de trempage par immersion.
Performance : le nanocomposite résultant possède une capacité de blindage EMI impressionnante (EMI SE). L'accordabilité de la protection est démontrée par une seule couche donnant une moyenne de 21 dB.
3.2 Bande de transfert sensible aux UV-de matériaux 2D.
Les matériaux atingentiques tels que le graphène sont notoirement difficiles à manipuler. Les techniques classiques de transfert à base de solvants sont néfastes.
Mécanisme : Les scientifiques ont mis au point une bande UV spéciale sous forme de polymère. Le ruban est fortement attiré par le graphène avant exposition aux UV. Une fois déposée sur un substrat, la structure de liaison du ruban est modifiée par irradiation UV, ce qui abaisse le niveau d'adhésion et facilite le pelage facile du ruban pour laisser le matériau 2D sur le substrat parfaitement transféré.
Impact : Cette technologie facilite la recherche et le développement de matériaux 2D dans l'électronique de nouvelle génération-à base de semi-conducteurs-et l'électronique flexible.
3.3 Rubans de découpe de précision-
Pour répondre aux performances de l'aérospatiale et de l'automobile, les nano-rubans sont fabriqués à partir de polymères techniques tels que le polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP) pour améliorer la résistance extrême ou la résine époxy pour lier les rigidités structurelles. Ces matériaux peuvent être découpés-sous des formes complexes. Les spécifications clés incluent :
Résistance à la température : fonctionnement continu entre -70 °C et plus de 260 °C.
Résistance chimique : résistance aux carburants, aux solvants et aux UV-.
Applications industrielles et spécialisées.
Automobile : les nano-rubans sont fabriqués à partir de mousse acrylique doublée des deux côtés, fixant la garniture et les capteurs et contribuant à réduire le poids et à amortir les vibrations.
Aérospatiale : des rubans-hautes performances fixent les faisceaux de câbles et les panneaux composites dans des conditions difficiles.
En fin de compte, la dernière catégorie à mentionner est celle de l’électronique et des semi-conducteurs :
EMIShielding : les bandes nanocomposites CNT offriront un blindage léger des composants sensibles.
Assemblage de gadgets : les smartphones sont équipés de rubans adhésifs ultra-fins qui fixent les écrans et isolent les circuits imprimés.
R&D : les bandes UV facilitent l'empilage précis de matériaux 2D présentant de nouvelles caractéristiques électroniques.
Dispositifs médicaux : des nano-rubans biocompatibles sont appliqués sur les moniteurs portables et résistent aux processus de stérilisation.
Énergie renouvelable : les nano-rubans sont utilisés pour sceller les modules dans la fabrication solaire de manière à résister aux intempéries.
Environnement du marché et perspectives d’avenir.
Le marché des nano-rubans devrait croître de manière constante dans le monde entier en raison de la nécessité de disposer de solutions adhésives écologiques et à hautes performances.
Facteurs du marché :
Durabilité : La transition vers des rubans réutilisables s'inscrit dans les principes de l'économie circulaire.
Miniaturisation : des matériaux de liaison multifonctionnels ultra-ultra-fonctionnels sont nécessaires dans l'électronique, ce qui constitue un moteur de croissance important.
Production de haute-technologie : les télécommunications 5G et les voitures électriques nécessitent des adhésifs capables de fonctionner dans des environnements hostiles.
Principaux concurrents : 3M et Tesa sont des leaders mondiaux et d'autres fabricants spécialisés basés en Asie-font également partie du marché.
Tendances émergentes :
Multifonctionnalité Les futures bandes pourront intégrer l'adhésion et la gestion thermique ou l'auto-réparation.
Adhésifs intelligents : l'invention de rubans qui deviennent sensibles à la lumière ou à la chaleur ouvrira de nouvelles perspectives dans le processus de production.
Conclusion
La technologie du nano-taping est une transition de l'adhésion passive à la liaison active. Grâce à la puissance de la nanomatière, les ingénieurs ont produit des adhésifs encore plus intelligents, plus puissants et plus polyvalents. Les nano-rubans nous permettent d'entrevoir un avenir dans lequel la distinction entre un matériau collant et un élément fonctionnel sera encore plus obscure ; en fait, la frontière entre l'adhésif et l'élément fonctionnel est complètement effacée, rendant indistincte la distinction entre un composant et l'élément adhésif.