Das Streben nach dem Ultimativen – Eine Sunresin-Perspektive zum Thema Reinheit

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Diese Regel gilt für unser häufigstes, einfachstes und unverzichtbares Sonnenlicht, Luft und Wasser. Das Sonnenlicht spaltet sich in sieben Farben auf: Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlendioxid und einigen weiteren Stoffen. Auch das Wasser, das wir zu uns nehmen, enthält viele Ionen wie Calcium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium-, Carbonat-, Bicarbonat-, Sulfat- und Chloridionen.

 

 

 

In industriellen Anwendungen benötigen und nutzen wir jedoch nur eine bestimmte Eigenschaft einer bestimmten Substanz, was dazu führt, dass die spezifischen Komponenten aus den Gemischen getrennt werden müssen. Um die Nutzung der spezifischen Komponente zu maximieren, gilt grundsätzlich: „Je reiner, desto besser“. Daher ist die Entwicklungsgeschichte der industriellen Zivilisation begleitet vom Fortschritt der  Trenn- und Reinigungstechnologien .

 

 

Die Welle neuer technologischer Revolutionen, die in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ihren Anfang nahm, verändert das menschliche Leben auf beispiellose Weise. Zu den auffälligsten zählen die Informationstechnologie und die moderne  Biotechnologie , deren rasante Entwicklung zu deutlich höheren Anforderungen an die  Trenntechnologien .

 

 

Im  Halbleiterindustrie Es gibt das sogenannte „Mooresche Gesetz“, wonach sich die Anzahl der Transistoren in einem dichten integrierten Schaltkreis (IC) etwa alle zwei Jahre verdoppelt und damit auch die Leistung des Prozessors. Mit anderen Worten: Um die gleiche Funktion zu realisieren, muss der benötigte Platz halbiert werden. Durch die ständige Verbesserung der Präzision der Lithografie konnten die Komponenten- und Schaltkreisdichte auf dem Siliziumchip erheblich verbessert werden. Mit der zunehmenden Dichte steigen auch die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Materials als Träger integrierter Schaltkreise bzw. als Träger des Chips. Diese Verbesserung der Materialeigenschaften wird durch eine höhere Reinheit erreicht. Bei den zig Milliarden Transistoren auf einem Chip von der Größe eines Fingernagels kann selbst der kleinste Reinheitsmangel zu unregelmäßiger Wärmeableitung, Leitfähigkeit oder Kurzschlüssen führen, die wiederum verheerende Auswirkungen auf den Chip haben.

 

 

Die Reinheit von Polysilizium in Elektronikqualität muss 99,999999999 % erreichen. Höhere Reinheit bedeutet komplexere Produktions- und Veredelungsprozesse. Die 11N-Reinheit entspricht der Gesamtverunreinigung vom Gewicht einer 1-Euro-Münze in 5.000 Tonnen Polysilizium in Elektronikqualität.

 

 

Bei der Chipherstellung ist es notwendig, ständig mit Wasser zu spülen. Das verwendete Wasser ist nicht rein, aber " Ultrareines Wasser ", mit einem spezifischen Widerstand nahe dem Grenzwert von 18,3 MΩ*cm (25 °C). Außer Wassermolekülen sind fast keine Verunreinigungen, Bakterien, Viren, chlorierte Dioxine oder andere organische Substanzen zulässig. Natürlich sind auch die Mineralstoffe, die der menschliche Körper benötigt, nicht akzeptabel. Der Verunreinigungsgehalt von  Reinstwasser  wird gesteuert bei der  ppb  (Parts Per Billion)-Niveau. Bei der Chipherstellung können Verunreinigungen im Wasser die Chips während des Waschvorgangs verunreinigen, daher ist die Kontrolle der Verunreinigungen im Wasser sehr, sehr streng.

 

 

In den letzten 30 Jahren  Biotechnologie ,  Die Gentechnik hat eine rasante Entwicklung durchlaufen und erfordert auch dringende Optimierungen der nachgelagerten Prozesse, d. h. der Trenn- und Reinigungstechnologie für biotechnologische Produkte.

 

 

Im Unterschied zur herkömmlichen chemischen Trennung und Reinigung weist die Trennung und Reinigung von Biotechnologieprodukten folgende Merkmale auf:

(1) Das Trennobjekt weist eine spezifische biologische Aktivität auf, und der Trenn- und Reinigungsprozess kann aufgrund einer unsachgemäßen Prozessgestaltung inaktiviert werden.

(2) Das Trennobjekt liegt häufig in einer verdünnten Lösung vor, die viele Verunreinigungen mit sehr ähnlichen Eigenschaften enthält, was die Schwierigkeit noch vergrößert.

(3) Aus hygienischer und sicherheitstechnischer Sicht gelten für gentechnisch veränderte Produkte zur Behandlung extrem hohe Anforderungen an Reinheit und Identität, hohe Anforderungen an die Entfernungsrate schädlicher Verunreinigungen und strengere Anforderungen an Trenngeräte und Trennmedien.

 

 

Darüber hinaus ist die Entwicklung von Hochtechnologien in  Materialwissenschaft ,  Umweltwissenschaften ,  Ressourcen und  neu  Energie  Auch die Anforderungen an die Reinheit werden immer höher. Beispielsweise werden für Siliziumtetrachlorid, das zur Herstellung von Glasfasern benötigt wird, hohe Reinheitsanforderungen gestellt. Der Gehalt an wasserstoffhaltigen Verbindungen muss weniger als 4 x 10 betragen. ^-6 , und der Gehalt an Metallionen muss weniger als 2 x 10 betragen ^-9 .

 

 

In der Wirtschaft gibt es ein wichtiges Konzept: die Marge, was so viel bedeutet wie „das Letzte, das hinzugefügt wird“. Die Grenzkosten sind die Mehrkosten für die Produktion eines weiteren Produkts. Der Grenzerlös ist der Mehrerlös durch die Produktion eines weiteren Produkts. Gemäß dem Gesetz des abnehmenden Grenzertrags sinkt der Ertrag pro Produkt schrittweise, sobald das Produktionsvolumen ein bestimmtes Niveau erreicht und weiter steigt. In ähnlicher Weise steigen auch die Grenzkosten, d. h. wenn ein weiteres Produkt produziert wird, steigen die Kosten pro Produkt schrittweise. Unter den Bedingungen eines vollkommen wettbewerbsorientierten Marktes ist daher die Produktion optimal, wenn Grenzkosten und Grenzerlös gleich sind. Der Nutzen aus dieser Produktion ist maximal, und gleichzeitig sind die Kosten am niedrigsten.

 

 

Auf dieser Grundlage haben wir das Konzept der „Grenzreinheit“ entwickelt. Das heißt, selbst eine geringfügige Erhöhung der Reinheit eines Materials steigert dessen Wert erheblich und verändert manchmal sogar seine physikalischen Eigenschaften, die auch seinen Handelswert bestimmen. Mit anderen Worten: Die Zahl 9 in der Reinheit von 99,9999 % und die Größe N im Verunreinigungsgehalt von a x 10 ^-N  seinen Wert bestimmen. Beispielsweise ist hochreines Gallium metallisches Gallium mit einer Reinheit von über 99,999 % und einem Gesamtverunreinigungsgehalt von weniger als 10 ^- &123

124&. Je nach Reinheitsgrad wird es in 5N (Reinheit von 5 9ern, d. h. 99,999 %), 6N, 7N und 8N unterteilt. Hochreines Gallium ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Halbleitermaterialien. Von den vier Produktklassen haben 6N- und 7N-Produkte die meisten Anwendungen. 6N-Gallium hoher Reinheit wird hauptsächlich in den Bereichen LED-Beleuchtung und Photovoltaikzellen eingesetzt, 7N-Gallium hoher Reinheit hauptsächlich in den Bereichen integrierte Schaltkreise und Mikroelektronik. Eine weitere 9, und die Anwendungen sind völlig unterschiedlich.

 

 

Die Trennung spielt in vielen Anwendungen eine entscheidende Rolle für die Produktionskosten und die Produktqualität. Laut Statistik beträgt die Investition in den Trennungsprozess bei einem typischen Chemieunternehmen in der Regel ein Drittel der Gesamtinvestition. Im Produktionsprozess einiger gentechnisch veränderter Produkte betragen die Kosten für Trennung und Reinigung bis zu 90 % der Gesamtproduktionskosten.   ( entsprechend  Zhu Jiawen und Wu Yanyang, „Separation Engineering“).

 

 

Es gibt verschiedene Methoden und  Technologien zur Trennung und Reinigung und die  Adsorptionstechnologie  Das  Sonnenharz  ist eine davon. Moderne Industrie, Informationstechnologie,  Biowissenschaften , Umweltschutz und neue Energiewissenschaften stellen immer höhere Anforderungen an die Reinheit und einen breiten nachgelagerten Anwendungsbereich, was Sunresin Technology zu einem Pionier in der Innovation von Trenntechnologien weltweit macht.

 

 

Sunresin, der Innovationstreiber.