duurzaam doen lezing 18 juni 2013 over nanotechnologie | roc friese poort centrum duurzaam
DESCRIPTION
Op dinsdag 18 juni organiseerde ROC Friese Poort | Centrum Duurzaam in samenwerking met BPL International een lunchlezing over Nanotechnologie.TRANSCRIPT
BLP International
Introductie Nanotechnologie
Agenda
Jan 2013
• Achtergrond
• Technieken
• Toepassingen
Achtergrond
Jan 2013
1974:
Istec specialist meet- en regel, rotatie- en vibratiemeting en technieken.
1999:
Istec maakt kennis met het chemisch binden van elementen in metalen op nanoschaal.
2001:
Istec verwerft distributierechten nanotechnieken via joint-venture en brengt het commercieel gemaakte patent van University Chicago en US Department of Energy naar Europa.
2008:
Istec: 65% van de energiecentrales in NL en B is klant voor stops en in-bedrijfsnames. BLP BV opgezet om specialisme in nanotechniek apart te huisvesten.
2013:
BLP
ontwikkelt en distribueert diverse nanotechnieken en applicatietechnieken voor (food) fabrikanten, maintenance en reliability van plants, schepen en zware machines en fleet-owners gericht op verduurzaming, standtijdverlenging en kostenreductie.
BLP International
Achtergrond
Jan 2013
1990:
Universiteit Argonne Chicago presenteert proces van boor-moleculen die chemisch binden
met metaal.
1996:
Het proces rond binden van elementen in oppervlakte structuren wint de R&D100 Award. Commerciële partijen raken geïnteresseerd.
2005:
Chemisch bindende nanotechnieken met boor, keramiek, slilicium en wolfraam worden commercieel ingezet.
2008:
Wereldwijd wordt nanotechniek in tal van industrieën toegepast als (droog)smering, conservering, isolatie, en anti-corrosief, anti-fouling, tegen abrasie of moleculaire aanpassing van brandstof.
2010:
Het aan brengen van nanotechniek ontwikkelt zich naast de toepassingen zelf tot speerpunt van duurzaamheid en kwaliteit van prestaties.
Ontwikkelingen Nanotechnieken
Achtergrond
Jan 2013
1 kilometer = 1.000 meter
1 meter = 1.000 millimeter
1 millimeter = 1.000 micrometer
1 micrometer = 1.000 nanometer
Dat ziet er zo uit:
Nano is klein!
Achtergrond
Jan 2013
Paleis ‘t Loo: Vanaf 1.000 meter hoogte
Achtergrond
Jan 2013
Plantenbak ‘t Loo: 1m hoog
Achtergrond
Jan 2013
Zand in die plantenbak: 1mm groot
Achtergrond
Jan 2013
Het basisidee:
Het is mogelijk, als de chemische samenstelling en het driedimensionale bouwplan
van een stof bekend is, de structuur van deze stof te vervolmaken door de juiste
bouwstenen op de goede plaats samen te voegen.
Achtergrond
Jan 2013
Alle vormen...
... zijn maakbaar!
Achtergrond
Jan 2013
Coaten van een keten op nano-niveau...
...is coaten IN het materiaal, niet erop!
Achtergrond
Jan 2013
• Boor
• Wolfraam
• Silicium
• Keramiek
• Glas
• Mangaan
• Magnesium
• Calcium
• Natrium
Siliciumstructuur op nanoschaal
Geschikte elementen om (synthetische) nanopartikels te maken
Achtergrond
Jan 2013
1. Nanopartikels worden kunstmatig geproduceerd en specifiek gemaakt voor
eigenschappen als elektrische geleidbaarheid of chemische reactiviteit. Hierdoor:
• Kunnen we nanostructuren chemisch binden met structuur van het substraat i.p.v.
mechanisch binden;
• Kunnen we typische chemische reacties van het substraat op externe factoren
manipuleren;
• Kunnen we electrische geleidbaarheid bevorderen of blokkeren.
Waarom maken we (synthetische) nanopartikels
Achtergrond
Jan 2013
Nanopartikels vullen intermoleculaire ruimten op d.m.v. chemische binding
Achtergrond
Jan 2013
2. Het effect van dichtheid wordt verwaarloosbaar t.o.v. onderlinge aantrekkingskracht
en thermische beweging. Hierdoor:
• Is het mogelijk om stoffen die normaliter niet zouden kunnen mengen of oplossen,
tot een suspensie te maken;
• Is het mogelijk specifieke nanostructuren d.m.v. een drager (olie, verf, alcohol,
enz.) tot bij het substraat te brengen zonder demontage van een groter geheel.
Waarom maken we (synthetische) nanopartikels
Diverse nanoparticles in suspensie:
Goud Zilver Tungsten Carbon
Achtergrond
Jan 2013
3. Vanwege het grote oppervlak ten opzichte van het volume van nanodeeltjes:
• Als voor een chemische reactie 1 kg katalysator met een deeltjesgrootte van 1
mm³ nodig is, dan is bij een deeltjesgrootte van 1 nm³ slechts 1 mg nodig voor
hetzelfde reactieve oppervlak;
• Een zeer kleine hoeveelheid nanodeeltjes kan zo dus een grote massa aan
producten laten reageren!
• Nanodeeltjes (bijvoorbeeld goud) van 2,5 nm smelten bij een veel lagere
temperatuur (ongeveer 300 °C) dan massief goud (1064 °C).
Waarom maken we (synthetische) nanopartikels
Achtergrond
Jan 2013
4. Omdat fysische eigenschappen kunnen veranderen, door interactie met licht:
• Nanodeeltjes hebben vaak onverwachte optische eigenschappen, zo hebben
nanodeeltjes van goud in suspensie een diep rode tot zwarte kleur;
• Magnetische nanodeeltjes zoals die worden gebruikt bij magnetische
gegevensdragers kunnen superparamagnetisme vertonen: spontaan omkeren van
de magnetische oriëntatie.
Waarom maken we (synthetische) nanopartikels
Technieken
Jan 2013
BLP
International
Nano Frictie
Techniek
Nano Corrosie Techniek
Nano Brandstof Techniek
Nano Filter
Techniek
Nano Abrasie
Techniek
Nano Isolatie
Techniek
Nano
Fauling
Techniek
Technieken
Jan 2013
• Maakt gebruik van speciaal bewerkte moleculen, zoals boor, wolfraam, keramiek
• Moleculen binden chemisch met metaaloppervlakken
• Extreem lage frictie-coëfficiënt, <0,037%
• Inzetbaar in extreme omstandigheden (4.000 kgf, 1.800°C, spoelvast)
• Maakt oppervlakken anti-corrosief, geen pitting
Kenmerken: Nano Frictie
Techniek
Nano Frictie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Chemisch gebonden oppervlak Chemisch gebonden oppervlaktestructuur
Nano Frictie
Techniek
METAL STEEL 4130
Boorwinning Wrijvingscoëfficiënt metaal met en zonder boor-oppervlaktestucturen
M
Nano Frictie
Techniek
Technieken
Jan 2013
• Voorkomt metaal-op-metaal contact, mechanische geluiden nemen af in d(B)
• Bedrijfstemperatuur daalt met gemiddeld 10% á 30%
• Wrijving neemt af met 60% á 80%, wrijvingscoëfficiënt < 0,037%
• Standtijden olie/vet/onderdelen verlengen met factor 2 á 4
• Energieverbruik neemt af met 5% á 15%
• Extreem drukvast (20.000 bar), hittevast (1.800° C), slijtvast (Mohs H9)
Prestaties: Nano Frictie
Techniek
Nano Frictie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Frictie
Techniek
Archoil AR9100
Nano Frictie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Frictie
Techniek
Archoil AR9100
Nano Frictie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Regelmatige afnemers van BLP nano- frictietoepassingen zijn o.a.
Nano Frictie
Techniek
Nano Frictie
Techniek
Technieken
Jan 2013
• Gebaseerd op chelate binding of covalente binding
• Ontroesten zonder stralen of schuren, zonder manuren
• Passiveren corrosie d.m.v. moleculaire bindingen uitgevoerd
• Toepasbaar op alle ferro en non-ferro metalen
• In foodgrade verkrijgbaar, bio-based verkrijgbaar
Kenmerken: Nano
Corrosie Techniek
Nano Corrosie Techniek
Technieken
Jan 2013
Covalente binding: binding tussen atomen waarin de atomen een of meer gemeenschappelijke elektronenparen hebben. Met deze vorm van binding worden moleculen opgebouwd.
Nano Corrosie Techniek
Chelate binding: chemische stoffen die oplosbare moleculen vormen met metaalionen, waarbij metaalionen geinactiveerd worden zodat zij niet kunnen reageren met andere elementen of ionen om een neerslag of aanslag te vormen.
Nano Corrosie Techniek
Technieken
Jan 2013
• Ontdoet in 2 tot 20 uur alle metaal van corrosie
• Passiveert bestaande corrosie, geen stralen of coaten meer nodig
• Voorkomt filiforme corrosie op aluminium
• Offshore sealant: Tot 24 maanden bescherming tegen roest
• Offshore Nano Protector: Tot 15 jaar bescherming tegen roest/corrosie
• Offshore roest passivator stopt corrosieproces tot 6 jaar
Prestaties: Nano
Corrosie Techniek
Nano Corrosie Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Corrosie Techniek
Nano Corrosie Techniek
Technieken
Jan 2013
• Gebaseerd op verhoging oppervlaktespanning brandstofdruppels
• Verhoogde oppervlaktespanning zorgt voor maximale verbranding
• Maximale verbranding houdt verbrandingsgedeelte motoren schoon
• Maximale verbranding betekent minder uitstoot
• Maximale verbranding zorgt voor langere standtijd smeerolie
• Brandstof blijft gewoon voldoen aan EN590 en EN228 normering
Kenmerken: Nano
Brandstof Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Brandstof Techniek
Verhogen van de oppervlaktespanning: Links wordt met normale oppervlaktespanning een aantal aanwezige Joules in de druppel verbrand. Rechts wordt met verhoogde oppervlaktespanning ca. 98% van de in de druppel aanwezige Joules verbrand.
D0 = 445 μm at normal gravity
Dezelfde hoeveelheid arbeid wordt nu met minder brandstof verricht. Maximale verbranding zorgt ook voor een schoon inspuitsysteem
AR6200 0-meting
AR6200 na 100 dagen
Technieken
Jan 2013
• Referenties wegtransport: gem. 4% tot 12% minder brandstofverbruik
• Referenties grondverzet: gem. 6% tot 19% minder brandstofverbruik
• Referenties scheepvaart: gem. 6% tot 15% minder brandstofverbruik
• Uitstootvermindering met gemiddelden van 10% tot 30%
• Gereinigde bunkers blijven water- en sludgevrij
• Brandstof blijft tot 20 jaar vrij van repolymerisatie
Prestaties: Nano
Brandstof Techniek
Technieken
Jan 2013
• PLC systeem monitort fluidconditie en ISOPur filter slaat aan wanneer ingestelde
parameters worden overschreden
• Zuiveringstechniek laadt àlle vuildeeltjes met positieve of negatieve lading
• Zuiveringstechniek reinigt fluids en systeem van alle particles tot op nano niveau
• Verwijdert sludge en lak en alle sporen van oxidatie
• Kan snel water uitfilteren en afvoeren
• Functioneert in een bypass-opstelling ten opzichte van het te filteren
hoofdsysteem
Kenmerken: Nano Filter
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Filter
Techniek
ISOPur Gepatenteerd principe
Technieken
Jan 2013
• Filtert van 50 liter tot maximaal 4500 liter per uur
• Temperatuurbereik 15°C tot 95°C
• Viscositeit van 2 tot 220 CSt (380 CSt optioneel)
• Portable systeem, kan worden vastgezet
• Afmetingen 100x65x55 tot 150x160x90 cm
• Gewicht vanaf 70 kg tot 427 kg
Capaciteiten en afmetingen: Nano Filter
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Filter
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Filter
Techniek
1 2 3 4 5 6 7 8
Weeks
Technieken
Jan 2013
Basisprincipe en kenmerken:
Een kleurloze, chemisch bindende nanotechniek van industriële kwaliteit. Na het aanbrengen van de vloeistof ontstaat een onzichtbare nanolaag. De laag: • Voorkomt contact tussen medium en substraat. • Verdicht oppervlaktelaag van het substraat. • Verlaagt de wrijvingscoëfficiënt zodat medium geen grip
krijgt op substraat.
Nano Abrasie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Corrosie Techniek
Nano Permanent Substraat Copper salt-spray test DIN 50021 240 uur
Nano Abrasie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano Abrasie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Prestaties:
• Houdt metalen tot 20 jaar vrij van corrosie. • ISO6270CH 768 uur: Corrosie grade 0-1 in CC5 galvanized steel. • Beschermt metalen tot 4 jaar tegen abrasieve slijtage, Mohs H9. • Maakt metalen volkomen hydrofoob. • Voorkomt opbouw van scale en kleverige afzetting (bv caramel) • Verlaagt wrijvingscoëfficiënt hostmetaal tot 50%. • Inzetbaar in temperaturen tot 750° C. • Weerstaat drukken tot 20.000 bar, hardheid Brinell >750. • In foodomgevingen inzetbaar, voldoet aan FDA requirements. • EC 10/2011 compliant. • EC 321/2011 en 1282/2011 compliant.
Referenties verkrijgbaar, oa United Coffee, Agrifirm, Usha Martin enz.
Nano Abrasie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Verminder warmte/koude afdracht. Verminder warmte/koude indringing. Verbeter inspectiemogelijkheden en verlaag risico’s. Toepassingsgebieden o.a. leidingsystemen, wanden, vloeren. Opbrengen op nanoschaal.
• Thermisch isolerend • Volkomen anti-corrosief • UV-resistent • Chemisch resistent • Vuurvast • Milieuvriendelijk • OSHA compliant
Basisprincipe en kenmerken: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Technieken
Jan 2013
• Reduceert warmteafdracht tot 20% van temperatuur medium • Tot 35% minder energieverbruik • Minder ongelukken, lager risico op brandwonden • Prestaties tot 10 jaar consistent • GM9540P Accelerated Corrosion Test: 24 cycles (8=pass) • Reduceert inspectietijden
Prestaties: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Technieken
Jan 2013
Biomimetica is de wetenschap en de kunst van het imiteren van de beste biologische ideeën in de natuur om menselijke toepassingen uit te vinden, te verbeteren en duurzamer te maken.
Biomimetica is gebaseerd op 3,8 miljard jaar evolutie waarbij de beste ideeën
en aanpassingen het overleven. Essentieel daarbij is dat een organisme nooit z'n eigen leefomgeving vervuilt, vergiftigt of onleefbaar maakt.
Basisprincipe en kenmerken: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Nano
Fauling
Techniek
Technieken
Jan 2013
Er zijn drie pijlers binnen deze discipline: • Vorm • Materiaal • Ecosysteem Biomimetica kan heel onze vervuilende wegwerp-economie omzetten in een
gesloten systeem van recyclage.
Basisprincipe en kenmerken: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Nano
Fauling
Techniek
Technieken
Jan 2013
Nano-Cure is ontwikkeld om: • Het uiterlijk van oppervlakten te verbeteren • De duurzaamheid van de oppervlakte-afwerkingen te verhogen. De belangrijkste component van Nano-Cure is Silicium, een samengestelde
component van glas. Het product is hierdoor volledig biologisch in de leer van de Biomimetica.
Basisprincipe en kenmerken: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Nano
Fauling
Techniek
Technieken
Jan 2013
Wanneer Nano-Cure wordt toegepast op een schoon oppervlak, neemt die oppervlakte een aantal eigenschappen aan die vrijwel identiek zijn aan gehard glas. De oppervlakte wordt chemisch inert en materialen die van buitenaf in aanraking komen reageren niet meer met het basismateriaal van de oppervlakte.
Basisprincipe en kenmerken: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Nano
Fauling
Techniek
Technieken
Jan 2013
• Hechting van vuil aan de behandelde oppervlakken wordt onmogelijk. • Bescherming van oppervlakken tegen industriele vervuiling. • Bescherming van oppervlakken tegen organische vervuiling (vogelpoep). • Stoot stof vanuit de lucht af, geen stofopbouw. • Vermindert schoonmaakkosten vanaf 50%. • Maakt oppervlakken vlambestendig na behandeling. • Is bestand tegen temperaturen tot 300° C. • Is bestand tegen ultra violet (UV) blootstelling. • Biedt anti-fouling eigenschappen en gaat algengroei tegen.
Nano-Cure biedt de volgende mogelijkheden: Faal
Detectie
Nano Isolatie
Techniek
Nano
Fauling
Techniek
Toepassingen
Genoemde toepassingen zijn in NL onder meer ingezet door:
Abeko BV Beverwijk Aarnoudse Transport Klaaswaal Agrifirm Drachten Aldel Delfzijl Avebe U.A. Ter Apelkanaal Barloworld Intern transport BV Vianen BEL Leerdammer BV Schoonrewoerd Bemo Rail BV Warmenhuizen BMW Van Poelgeest Hoofddorp Bossche Container Terminal BV Den Bosch Breedijk Transport Opmeer Breedveld Staal BV Krimpen aan de Ijssel Brenntag NV Deerlijk B, Brevini Nederland BV Alphen aan den Rijn Briese Shipping BV Scheemda Brunton Shaw Worksop UK Bunkerstation Papendrecht BV Papendrecht CP Kraanverhuur BV De Rijp Constructie- en Machinebouw Abresch Oude Tonge DSM Geleen Dutchvee Racing Wormerveer Engeldot Technische Groothandel BV Hoogeveen Eku Eems Industrietechniek BV Delfzijl Feyter Forklift Services BV Vlissingen Flinter BV Barendrecht
Fugro Marine Services BV Leidschendam Halm Industries Inc. Warmond Istec International BV Lisse Internationaal Scheepvaartbedrijf JGH Verwey en Zoon Vlijmen Jansen Venneboer BV Wijhe Jungheinrich Nederland BV Alphen a/d Rijn Kotug International BV Rotterdam Kremer Porsche Köln D Louis Reyners BV Zaandam Louis Ruys BV Hendrik Ido Ambacht Loodswezen BV Hoek van Holland Loonbedrijf Koonstra Vinkenbuurt Loonbedrijf Scheper Westerbork Middelkoop Transport Nieuw Vennep MFE Machinefabriek Emmen Motorschip Sarcelle Nieuwegein Nedmag Veendam NeKo Industries Farmsum Nike EDC Laakdal B Nuon Haelen Oliehandel Anton van Megen BV Zaandam Oegema Transport Dedemsvaart PPG Delfzijl Pon Equipment BV Almere Powerenhancer Ltd Norfolk UK Racers Machine Centre Hillegom
Remerij Oilfield Services Emmen Robbemont Mechanisatie Smilde Sleepboot Adriaan Rotterdam Stork Gears Rotterdam Tata Steel Velsen-Noord TB Boten Spijk Team Veemax Vantaa FIN Theo Pouw Eemshaven Tjassing Power Wormerveer Tramec Duursma BV Deventer Triferto BV Veendam United Coffee Bolsward Usha Martin Group Europe De Ruiter Staalkabels BV Sliedrecht Tengs Technik AS Oslo N Willy Naessens Construct NV Petegem B Van Dooren Transport BV Lisse Van Mourik Ede VSL Silologistics Tessenderlo B Waterned Amsterdam Werkstaetten Nordhorn D Zeehavenbedrijf Dordrecht NV Dordrecht
TOEPASSINGEN
BLP International BV geeft mede invulling aan programma's en projecten met
betrekking tot maintenance en reliability, energieverbruik en duurzaamheid.
Doelen als vermindering van Total Cost of Ownership, energiebesparing,
verlenging van up-time en uitstootreductie worden gerealiseerd met toepassing
van verschillende nano-technologieën.
Daar kunt u rustig een vraag over stellen.