Das Streben nach dem Ultimativen – Eine Sunresin-Perspektive zur Reinheit

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Diese Regel gilt für unser häufigstes, einfachstes und unverzichtbarstes Sonnenlicht, unsere Luft und unser Wasser. Das Sonnenlicht spaltet sich in sieben Farben auf, nämlich Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlendioxid und einigen anderen Stoffen. Das Wasser, das wir in unserem Leben verbrauchen, löst auch viele Ionen wie Kalzium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium-, Carbonat-, Bicarbonat-, Sulfat- und Chloridionen.

 

 

 

In industriellen Anwendungen benötigen und nutzen wir jedoch nur eine bestimmte Eigenschaft eines bestimmten Stoffes, was dazu führt, dass die spezifischen Komponenten aus den Gemischen getrennt werden müssen. Um den Nutzen der jeweiligen Komponente zu maximieren, gilt die einfache Regel: „Je reiner, desto besser“. Daher geht die Entwicklungsgeschichte der industriellen Zivilisation mit dem Fortschritt einher  Trenn- und Reinigungstechnologien .

 

 

Die in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts einsetzende Welle neuer technologischer Revolutionen verändert das menschliche Leben auf beispiellose Weise. Unter ihnen sind die Informationstechnologie und die Moderne am auffälligsten  Biotechnologie , deren rasante Entwicklung zu deutlich höheren Anforderungen an die geführt hat  Trenntechnologien .

 

 

Im  Halbleiterindustrie , gibt es das sogenannte „Mooresche Gesetz“, nach dem sich die Anzahl der Transistoren in einem dichten integrierten Schaltkreis (IC) etwa alle zwei Jahre verdoppelt und sich auch die Leistung des Prozessors verdoppelt. Mit anderen Worten: Um die gleiche Funktion zu realisieren, wird der Platz um die Hälfte reduziert. Aufgrund der kontinuierlichen Verbesserung der Präzision der „Lithographie“ wurden die Komponentendichte und die Schaltkreisdichte auf dem Siliziumchip erheblich verbessert. Mit der Zunahme der Dichte wurden strengere Anforderungen an die Materialleistung als Träger integrierter Schaltkreise oder Chipraums gestellt. Diese Verbesserung der Materialeigenschaften erfolgt durch eine Verbesserung der Reinheit. Bei den zig Milliarden Transistoren auf einem Chip von der Größe eines Fingernagels kann jeder kleine Reinheitsfehler zu unregelmäßiger Wärmeableitung, Leitfähigkeit oder Kurzschlüssen führen, die für den Chip eine Katastrophe bedeuten.

 

 

Die Reinheit von Polysilizium in elektronischer Qualität muss 99,999999999 % erreichen. Höhere Reinheit bedeutet kompliziertere Produktions- und Raffinierungsprozesse. Die Reinheit 11N entspricht der Gesamtverunreinigung des Gewichts einer 1-Euro-Münze in 5.000 Tonnen Polysilizium in elektronischer Qualität.

 

 

Bei der Chipherstellung ist es notwendig, ständig mit Wasser zu spülen. Das verwendete Wasser ist nicht rein, sondern „ Ultrareines Wasser ", mit einem spezifischen Widerstand nahe dem Grenzwert von 18,3 MΩ*cm (25°C). Außer Wassermolekülen sind nahezu keine Verunreinigungen, Bakterien, Viren, chlorierte Dioxine oder andere organische Substanzen erlaubt. Natürlich die mineralischen Elemente Die Bedürfnisse des menschlichen Körpers sind ebenfalls inakzeptabel. Der Verunreinigungsgehalt von  Reinstwasser  wird am gesteuert  ppb  (Parts Per Billion) Ebene. Bei der Chipherstellung können Verunreinigungen im Wasser die Chips während des Waschvorgangs verunreinigen, daher ist die Kontrolle von Verunreinigungen im Wasser sehr, sehr streng.

 

 

In den letzten 30 Jahren  Biotechnologie ,  vertreten durch die Gentechnik, hat eine rasante Entwicklung erreicht und auch einen dringenden Optimierungsbedarf für seinen nachgelagerten Prozess, d. h. die Trenn- und Reinigungstechnologie biotechnologischer Produkte, geäußert.

 

 

Im Gegensatz zur herkömmlichen chemischen Trennung und Reinigung weist die Trennung und Reinigung biotechnologischer Produkte die folgenden 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 oft in einer verdünnten Lösung vor, die viele Verunreinigungen mit sehr ähnlichen Eigenschaften enthält, was die Schwierigkeit noch erhöht.

(3) Aus hygienischer und sicherheitstechnischer Sicht unterliegen gentechnisch veränderte Behandlungsprodukte extrem hohen Reinheits- und Identitätsanforderungen, hohen Anforderungen an die Entfernungsrate schädlicher Verunreinigungen und strengeren Anforderungen an Trenngeräte und Trennmedien.

 

 

Darüber hinaus ist die Entwicklung von Hightechs in  Materialwissenschaften ,  Umweltwissenschaft ,  Ressourcen und  neu  Energie  hat auch immer höhere Anforderungen an die Reinheit gestellt. Beispielsweise stellt Siliziumtetrachlorid, das bei der Herstellung optischer Fasern benötigt wird, hohe Reinheitsanforderungen, wobei der Gehalt an wasserstoffhaltigen Verbindungen weniger als 4 × 10 betragen muss ^-6 und der Gehalt an Metallionen muss weniger als 2 × 10 betragen ^-9 .

 

 

In der Wirtschaftswissenschaft gibt es ein wichtiges Konzept: Marge, was „das zuletzt hinzugefügte“ bedeutet. Grenzkosten sind die zusätzlichen Kosten für die Herstellung eines weiteren Produkts. Der Grenzerlös ist der Umsatz, der durch die Herstellung eines weiteren Produkts entsteht. Aufgrund des „Gesetzes der abnehmenden Grenzerträge“ nimmt der Ertrag pro Produkt allmählich ab, wenn das Produktionsvolumen ein bestimmtes Niveau erreicht und es weiter zunimmt. In ähnlicher Weise entspricht diese Zeit auch dem Anstieg der Grenzkosten, d. h. wenn ein weiteres Produkt hergestellt wird, steigen die Kosten pro Produkt allmählich an. Unter den Bedingungen eines vollkommen wettbewerbsorientierten Marktes ist der Output daher der optimale Output, wenn die Grenzkosten und der Grenzerlös gleich sind. Der Nutzen aus dieser Ausgabe ist der maximale Nutzen und zugleich auch der, wenn die Kosten am niedrigsten sind.

 

 

Auf dieser Grundlage haben wir ein Konzept der „marginalen Reinheit“ vorgeschlagen, d. h. die letzte kleine Erhöhung der Reinheit des Materials steigert seinen Wert erheblich und verändert manchmal sogar die physikalischen Eigenschaften des Materials vollständig, was auch seine kommerzielle Nutzung bestimmt Wert. Mit anderen Worten, die Zahl 9 in der Reinheit beträgt 99,9999 ... % und die Größe von N im Verunreinigungsgehalt beträgt a·10 ^-N  seinen Wert bestimmen. Hochreines Gallium ist beispielsweise metallisches Gallium mit einer Reinheit von mehr als 99,999 % und einem Gesamtverunreinigungsgehalt von weniger als 10 ^- &123

124&. Je nach Reinheit kann es in 5N (Reinheit von 5 9s, also 99,999 %), 6N, 7N und 8N unterteilt werden. Hochreines Gallium ist der wichtigste Grundrohstoff für die Herstellung von Halbleitermaterialien. Unter den vier Produktklassen entfallen 6N- und 7N-Produkte auf die meisten Anwendungen. 6N hochreines Gallium wird hauptsächlich in den Bereichen LED-Beleuchtung und Photovoltaikzellen verwendet, und 7N hochreines Gallium wird hauptsächlich im Bereich integrierter Schaltkreise und Mikroelektronik verwendet. Noch eine 9, und die Anwendungen sind völlig anders.

 

 

In vielen Anwendungen spielt die Trennung eine entscheidende Rolle bei den Produktionskosten und der Produktqualität. Laut Statistik machen die Investitionen in den Trennprozess bei einem typischen Chemieunternehmen im Allgemeinen 1/3 der Gesamtinvestition aus. Im Produktionsprozess einiger gentechnischer Produkte machen die Kosten für die Trennung und Reinigung bis zu 90 % der gesamten Produktionskosten aus.   ( entsprechend  Zhu Jiawen und Wu Yanyang, „Separation Engineering“).

 

 

Es gibt verschiedene Methoden und  Technologien zur Trennung und Reinigung , und das  Adsorptionstechnologie  Das  Sonnenharz  ist einer von ihnen. Moderne Industrie, Informationstechnologie,  Biowissenschaften In den Bereichen Umweltschutz, Umweltschutz und neue Energiewissenschaften werden immer höhere Anforderungen an Reinheit und ein breites nachgelagertes Anwendungsspektrum gestellt, was die Sunresin-Technologie zu einem Pionier bei der Innovation von Trenntechnologien weltweit macht.

 

 

Sunresin treibt die Innovation voran.