CN100425525C - 纳米超流体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米超流体。该纳米超流体是由超流体物质和纳米粒子混合均匀的纳米超流体，上述纳米粒子可以为纳米碳球、纳米碳管、纳米二氧化钛粒子等，上述超流体物质可以为压缩的二氧化碳超流体等。本发明由于具有超流体的较强清洗能力和溶解能力，和纳米粒子具有较大的表面积等优点使纳米超流体在清洗过程中，与清洁表面能充分接触而达到很好的清洁效果，而且无污染问题。本发明可广泛应用于半导体工业、表面化学工业、环境保护等领域。

Description

纳米超流体
【技术领域】
本发明涉及一种超流体，尤其涉及一种纳米超流体。
【背景技术】
超流体(Superfluid)可称超临界流体(Super Critical Fluid，SCF)，是指在临界温度和临界压力以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为临界状态。处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以致于无法分辨，故称为超临界流体。
目前，最常应用的超流体是二氧化碳超流体，此技术是利用低温高压将二氧化碳气相变成液相制成超流体清洗剂。二氧化碳超流体具有表面张力非常小，对有机物有较强的溶解能力和较强的扩散渗透能力，所以对轻薄短小的通讯产品、电子组件和精密机械零件的精密清洗具有非常好的效果，而且清洗过程中，二氧化碳取代大量水和化合物的使用，而无污染问题。但是，二氧化碳超流体具有溶解选择性，所以，二氧化碳超流体对不溶解的重金属、无机物、尘土等难以清洁。
有鉴于此，提供一种可提高清洁能力的纳米超流体实为必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可提高清洁能力的纳米超流体。
为实现本发明目的，本发明提供一种纳米超流体，该纳米超流体是由超流体物质和纳米粒子混合的纳米超流体，上述纳米粒子可以为纳米碳球、纳米碳管、纳米二氧化钛粒子等，上述超流体物质可以为压缩的二氧化碳超流体等。
和现有技术相比较，本发明在现有技术的二氧化碳超流体中增加纳米材料，纳米材料粒子尺寸为纳米级，具有较大的表面积，而且吸附能力强。所以，具有深刻清洗各种污染物的优点，可以广泛应用在半导体工业、表面化学工业、环境保护等领域。
【附图说明】
图1是二氧化碳的相图。
【具体实施方式】
请参阅图1，为二氧化碳的相图。图中所示的圆圈位置为二氧化碳超临界区域。临界点是指气液两相共存线的终结点，此时，汽液两相的相对密度一致，差别消失。在临界温度以上压力不高时和气体性质相近，压力较高时则和液体性质更接近，由此，超临界流体性质介于汽液两相之间，并容易随压力调节，其主要特性表现为：有近似于气体的流动行为，粘度小，传质系数大，但是其相对密度大，溶解度也比气相大得多，又表现出一定的液体行为。另外，超临界流体的介电常数，极化率及分子行为和汽液两相均有明显的区别。
本发明第一实施例为将纳米碳球和压缩的二氧化碳超流体混合均匀，制成固体混合物或液固相混合物，封装于一可开启的密封容器内。使用时，开启上述密封容器使固体混合物或液固相混合物在大于或等于临界压力(1050psig)及临界温度(31℃)下，固体二氧化碳变成二氧化碳超临界流体带动纳米碳球以极快速度喷出，喷于欲清洁物可达清洗效果。其清洁原理为：二氧化碳超临界流体溶解度比气体大，而且具有溶解选择性，由于二氧化碳为非极性溶剂对有机物有很好的溶解能力及扩散渗透能力；纳米碳球是由多层石墨层以球中球结构所组成的多面体碳簇，其粒径约为数纳米至数十纳米，所以，纳米碳球拥有很大的表面积，对任何细小的微粒具有很强的吸附能力。
另外，使用本发明的纳米超流体进行冲洗，可以节约大量水的使用，而且不用对废水中所含的污染物进行处理。干燥阶段可以不使用酒精等干燥剂，而是通过降低纳米超临界流体的压力，使其恢复气体状态，实现欲清洁物的干燥和清洁。
本发明的纳米超流体材料，可深入芯片集成电路的纵横沟壑等微小空间进行清洗，所以，可以用于清洁半导体芯片、彩色滤光片等电子元器件，也可以用于清洁汽车外表、玻璃表面等有油污的表面。
本发明第二实施例为将纳米碳管和压缩的二氧化碳超流体混合均匀，制成固体混合物或液固相混合物，封装于一可开启的密封容器内。使用时，开启上述密封容器使固体混合物或液固相混合物在大于或等于临界压力(1050psig)及临界温度(31℃)下，固体二氧化碳变成二氧化碳超临界流体带动纳米碳管以极快速度喷出，喷于欲清洁物可达清洗效果。纳米碳管为纳米级大小的多层或单层同轴中空的碳管，其同样具有表面积大，吸附能力强的优点。
本发明第三实施例为将纳米级二氧化钛粒子和压缩的二氧化碳超流体混合均匀，制成固体混合物或液固相混合物，封装于一可开启的密封容器内。使用时，开启上述密封容器使固体混合物或液固相混合物在大于或等于临界压力(1050psig)及临界温度(31℃)下，固体二氧化碳变成二氧化碳超临界流体带动纳米级二氧化钛粒子以极快速度喷出，喷于欲清洁物可达清洗效果。纳米级二氧化钛粒子具有表面积大，吸附能力强外还具有光触媒作用，清洁过程中辅于紫外线照射，能更好起到清洁及杀菌作用。
另外，由于二氧化碳临界温度为31℃，临界压力为1050psig，临界条件容易达到。而且二氧化碳化学性质不活泼，安全性好，容易制备等优点成为超临界流体的优选。其它许多气体，在适当条件下也可使之处于超临界状态，例如水，氩气，氧化氮，乙烷及丙烷，或其混合物。但是，必须根据该气体的相关性质作适当的改进或有使用条件的限制，例如，乙烷和丙烷的溶解性要优于二氧化碳，但是极容易爆炸，所以，使用时需注意工作环境的条件。
根据上述相关超临界气体的特性，本发明的实施例还可以将纳米粒子和如氩气，氧化氮，乙烷，丙烷或其混合物等的超流体混合均匀，制成固体混合物或液固相混合物，封装在一可开启的密封容器内。该纳米超流体可以同样达到本发明的可深刻清洗各种污染物的目的。
本发明的纳米超流体兼有超流体的较强清洗能力和溶解能力，和纳米粒子具有较大的表面积，吸附能力强的优点使纳米超流体在清洗过程中，与清洁表面能充分接触而达到很好的清洁效果，而且无污染问题。本发明可广泛应用在半导体工业、表面化学工业、环境保护等领域。

Claims (6)

1. 一种纳米超流体，其特征在于该纳米超流体是由超流体物质和纳米粒子均匀混合的纳米超流体。
2. 如权利要求1所述的纳米超流体，其特征在于超流体物质为二氧化碳超流体。
3. 如权利要求1所述的纳米超流体，其特征在于超流体物质为氩气，氧化氮，乙烷，丙烷或其混合物。
4. 如权利要求1所述的纳米超流体，其特征在于纳米粒子为纳米碳球。
5. 如权利要求1所述的纳米超流体，其特征在于纳米粒子为纳米碳管。
6. 如权利要求1所述的纳米超流体，其特征在于纳米粒子为纳米二氧化钛粒子。
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