Alla ricerca dell'eccellenza: una prospettiva Sunresin sulla purezza

In natura, le sostanze si presentano sotto forma di miscele. Questa regola si applica ai nostri elementi più comuni, semplici e indispensabili: la luce solare, l'aria e l'acqua. La luce solare si scompone in sette colori: viola, indaco, blu, verde, giallo, arancione e rosso. L'aria è composta principalmente da azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica e alcune altre sostanze. Anche l'acqua che consumiamo durante la nostra vita dissolve molti ioni come calcio, magnesio, sodio, potassio, carbonato, bicarbonato, solfato e cloruro.

 

 

 

Tuttavia, nelle applicazioni industriali, abbiamo bisogno e utilizziamo solo una proprietà specifica di una sostanza specifica, il che porta alla necessità di separare i componenti specifici dalle miscele. Per massimizzare l'uso del componente specifico, la regola è semplice: "Più puro è, meglio è". Pertanto, la storia dello sviluppo della civiltà industriale è accompagnata dal progresso di  tecnologie di separazione e purificazione .

 

 

L'ondata di nuove rivoluzioni tecnologiche innescata nella seconda metà del XX secolo sta cambiando la vita umana in modi senza precedenti. Tra queste, le più evidenti sono l'informatica e le moderne tecnologie.  biotecnologia , il cui rapido sviluppo ha portato a requisiti molto più elevati per la  tecnologie di separazione .

 

 

Nel  industria dei semiconduttori Esiste la cosiddetta "Legge di Moore", secondo la quale il numero di transistor in un circuito integrato (IC) denso raddoppia circa ogni due anni, e anche le prestazioni del processore raddoppieranno. In altre parole, per realizzare la stessa funzione, lo spazio si riduce della metà. Grazie al continuo miglioramento della precisione della "litografia", la densità dei componenti e la densità dei circuiti sul chip di silicio sono state notevolmente migliorate. Con l'aumento della densità, sono stati imposti requisiti più severi alle prestazioni del materiale come supporto dei circuiti integrati o allo spazio del chip. Questo miglioramento delle proprietà dei materiali avviene attraverso l'aumento della purezza. Per le decine di miliardi di transistor su un chip delle dimensioni di un'unghia, qualsiasi piccolo difetto di purezza può portare a una dissipazione del calore irregolare, a una conduttività o a cortocircuiti che possono causare disastri per il chip.

 

 

La purezza del polisilicio di grado elettronico deve raggiungere il 99,999999999%. Una purezza più elevata comporta processi di produzione e raffinazione più complessi. La purezza 11N equivale al contenuto totale di impurità pari al peso di una moneta da 1 euro in 5.000 tonnellate di polisilicio di grado elettronico.

 

 

Nel processo di produzione dei chip, è necessario risciacquare costantemente con acqua. L'acqua utilizzata non è pura, ma " Acqua ultra pura ", con una resistività prossima al valore limite di 18,3 MΩ*cm (25°C). Ad eccezione delle molecole d'acqua, non sono ammesse quasi impurità, batteri, virus, diossine clorurate o altre sostanze organiche. Naturalmente, anche gli elementi minerali di cui il corpo umano ha bisogno sono inaccettabili. Il contenuto di impurità di  Acqua ultrapura  è controllato al  ppb  (Parti per miliardo). Nella produzione di chip, le impurità presenti nell'acqua possono contaminare i chip durante il processo di lavaggio, quindi il controllo delle impurità nell'acqua è molto, molto rigoroso.

 

 

Negli ultimi 30 anni,  biotecnologia ,  rappresentata dall'ingegneria genetica, ha raggiunto un rapido sviluppo e ha anche posto l'urgente necessità di ottimizzare il suo processo a valle, ovvero la tecnologia di separazione e purificazione dei prodotti biotecnologici.

 

 

A differenza della tradizionale separazione e purificazione chimica, la separazione e purificazione dei prodotti biotecnologici presenta le seguenti caratteristiche:

(1) L'oggetto di separazione ha un'attività biologica specifica e il processo di separazione e purificazione può essere inattivato a causa di una progettazione impropria del processo.

(2) L'oggetto della separazione spesso esiste in una soluzione diluita contenente molte impurità con proprietà molto simili, il che aumenta la difficoltà.

(3) Dal punto di vista dell'igiene e della sicurezza, i prodotti di ingegneria genetica per il trattamento hanno requisiti di purezza e identità estremamente elevati, requisiti elevati per il tasso di rimozione delle impurità nocive e requisiti più rigorosi per le apparecchiature di separazione e i mezzi di separazione.

 

 

Inoltre, lo sviluppo di tecnologie avanzate in  scienza dei materiali ,  scienze ambientali ,  risorse e  nuovo  energia  ha inoltre imposto requisiti di purezza sempre più elevati. Ad esempio, il tetracloruro di silicio richiesto nella produzione di fibre ottiche ha requisiti di purezza elevati, in cui il contenuto di composti contenenti idrogeno deve essere inferiore a 4×10 ^-6 , e il contenuto di ioni metallici deve essere inferiore a 2×10 ^-9 .

 

 

In economia esiste un concetto importante: il margine, che significa "l'ultimo aggiunto". Il costo marginale è il costo aggiuntivo per produrre un prodotto in più. Il ricavo marginale è il ricavo aggiuntivo per produrre un prodotto in più. A causa della "legge dei rendimenti marginali decrescenti", quando il volume di produzione raggiunge un certo livello, se continua ad aumentare, il rendimento per prodotto diminuirà gradualmente. Analogamente, questo tempo corrisponde anche all'aumento del costo marginale, ovvero se viene prodotto un prodotto in più, il costo per prodotto aumenterà gradualmente. Pertanto, in condizioni di mercato perfettamente concorrenziale, quando il costo marginale e il ricavo marginale sono uguali, l'output è quello ottimale. Il beneficio derivante da questo output è il massimo e, allo stesso tempo, lo è anche quando il costo è il minimo.

 

 

Sulla base di ciò, proponiamo un concetto di "purezza marginale", ovvero l'ultimo piccolo aumento nella purezza del materiale ne aumenta notevolmente il valore e talvolta ne modifica completamente le proprietà fisiche, determinandone anche il valore commerciale. In altre parole, il numero di 9 nella purezza del 99,9999...% e la quantità di N nel contenuto di impurità a×10 ^-N  determinarne il valore. Ad esempio, il gallio ad alta purezza è gallio metallico con purezza superiore al 99,999% e contenuto totale di impurità inferiore al 10 ^- &123

124&. In base alla purezza, può essere suddiviso in 5N (purezza di 5 9s, ovvero 99,999%), 6N, 7N e 8N. Il gallio ad alta purezza è la materia prima di base fondamentale per la produzione di materiali semiconduttori. Tra i quattro gradi di prodotto, i prodotti 6N e 7N rappresentano il maggior numero di applicazioni. Il gallio ad alta purezza 6N è utilizzato principalmente nei settori dell'illuminazione a LED e delle celle fotovoltaiche, mentre il gallio ad alta purezza 7N è utilizzato principalmente nel campo dei circuiti integrati e della microelettronica. Un altro 9, e le applicazioni sono completamente diverse.

 

 

La separazione ha svolto un ruolo chiave e decisivo sui costi di produzione e sulla qualità dei prodotti in molte applicazioni. Secondo le statistiche, per una tipica azienda chimica, l'investimento nel processo di separazione rappresenta generalmente 1/3 dell'investimento totale. Nel processo di produzione di alcuni prodotti di ingegneria genetica, il costo di separazione e purificazione rappresenta fino al 90% del costo di produzione totale.   ( secondo  Zhu Jiawen e Wu Yanyang, "Ingegneria della separazione").

 

 

Esistono vari metodi e  tecnologie per la separazione e la purificazione , e il  tecnologia di adsorbimento  Quello  Resina solare  è impegnata in uno di questi. L'industria moderna, la tecnologia dell'informazione,  scienze della vita , la tutela ambientale e le nuove scienze energetiche impongono requisiti sempre più elevati di purezza e un ampio spazio di applicazione a valle, rendendo la tecnologia Sunresin un pioniere nell'innovazione delle tecnologie di separazione a livello globale.

 

 

Sunresin, alla guida dell'innovazione.