Nano Zircone pour Coatings Optiques & Ophtalmiques : Livre Blanc

💡Comment notre nano-zircone permet d’obtenir des produits de qualité supérieure en relevant les défis des coatings optiques et ophtalmiques

Dans le domaine en constante évolution des coatings optiques et ophtalmiques, rester à l’avant-garde nécessite la recherche de matériaux ultra performants. Notre dernier livre blanc, « Advanced Materials for Superior Optical & Ophthalmic Coatings », explore le potentiel de la nano-zircone zilight®, un produit de Mathym®, capable de changer la donne dans ce domaine.

En effet, ces revêtements jouent un rôle crucial dans l’amélioration de la clarté visuelle, de la durabilité et du confort de l’utilisateur dans une large gamme d’applications, des lunettes et lentilles de contact  aux instruments optiques haut de gamme . Cependant, maintenir de telles performances sans compromettre les propriétés essentielles de transparence ou de transmittance reste un défi. C’est là que les nanomatériaux innovants de Mathym® font la différence.

Notre nano-zircone améliore grandement les propriétés mécaniques et permet un réglage très précis de l’indice de réfraction, faisant de zilight® un produit idéal pour développer des revêtements antireflets avec des indices de réfraction inférieurs à n=1,8, tout en garantissant une clarté visuelle supérieure. Cette transparence et durabilité exceptionnelles est garantie, même à des concentrations élevées.

Dans ce guide, vous découvrirez également des exemples concrêts de la nano-zircone zilight® 203 et une résine acrylique, ainsi qu’une résine PVA.

Pour en savoir plus, téléchargez notre livre blanc complet (uniquement en anglais).

ADVANCED MATERIALS FOR
SUPERIOR OPTICAL & OPHTHALMIC COATINGS
WHITE PAPER

 zilight® Nano-Zirconia solutions

Nano-zirconia for superior optical and opthalmic coatings

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Une révolution pour la restauration dentaire : la suspension de nano zircone zilight®

La recherche de matériaux de restauration dentaire alliant résistance, sécurité et esthétique est depuis longtemps une priorité en dentisterie. La suspension innovante de nano-zircone à indice de réfraction élevé de Mathym®, zilight®, est un produit avant-gardiste en passe de relever ce défi.

Des matériaux Dentaires qui Combinent Esthétique et Résistance

Restorative dentistryLes patients sont en quête de restaurations dentaires qui soient à la fois durables et visuellement naturelles. Les matériaux traditionnels tels que la porcelaine sur armature métallique ne répondent pas à cette demande, en particulier dans les zones visibles telles que les dents de devant, en raison de leur opacité et de leur teinte parfois grisâtre. Bien que les restaurations céramiques offrent certaines améliorations, elles restent confrontées à des problèmes d’écaillage, de fragilité et en particulier de translucidité limitée.

Les céramiques de zircone stabilisée à l’yttrium (YSZ), en particulier celles dopées à 3 % d’yttrium (3YSZ), ont gagné en popularité en raison de leur résistance élevée, de leur biocompatibilité et de leur compatibilité avec les technologies CAD-CAM. Cependant, la 3YSZ conventionnelle n’offre pas une translucidité suffisante pour des restaurations dentaires parfaitement esthétiques.

zilight® offre des Propriétés Optiques et Mécaniques Supérieures

Mathym® Aqueous colloidal suspensions of yttria-doped zirconia nanoparticles

Le contrôle de la taille des grains de zircone de Mathym à moins de 100 nm permet de produire des céramiques à haute translucidité sans compromettre la solidité. En outre, l’ajustement du dopage à l’yttrium dans la plage des 8 % mol permet également d’améliorer la transparence optique. Les céramiques obtenues présentent une opalescence similaire à celle de l’émail naturel, créant un aspect bleuté et orangé sous différentes conditions d’éclairage.

Ces propriétés liées à la miniaturisation des pores résiduels, à l’affinement de la taille des grains, à la concentration de dopage appropriée et à la capacité de frittage à seulement 900°C font de zilight® une alternative supérieure aux options commerciales existantes pour les applications dentaires.

La faible température de frittage est un avantage concurrentiel remarquable qui permet également de réduire la consommation d’énergie, de raccourcir les temps de traitement et de minimiser les dommages thermiques potentiels sur d’autres composants.

Compatible avec l’impression 3D céramique, notre solution innovante est conçue pour répondre aux besoins des techniques de restauration avancées.

Comment Améliorer les Restaurations Dentaires grâce aux Innovations de Mathym®

restorative radiopacifer dental composite

L’engagement de Mathym en matière d’innovation va au-delà de la suspension de nano-zircone zilight®.

Notre offre comprend également des nano-charges dentaires innovantes telles que le fluorure d’ytterbium, filixio®, ainsi que les nanoparticules de cérium, conçues pour améliorer ou ajouter des propriétés spécifiques aux matériaux dentaires telles que la radio-opacité, la résistance à l’usure et la stabilité de la couleur.

En outre, la fonctionnalisation des nanoparticules garantit la compatibilité avec divers monomères dentaires, même à des concentrations élevées.

Toutes ces avancées permettent d’obtenir des résultats supérieurs dans un grand nombre de restauration, tout en prévenant les caries secondaires, en inhibant la croissance bactérienne et en favorisant la reminéralisation de l’émail.

En savoir plus sur l’offre dentaire de Mathym®

Pour plus de détails ou un besoin de solutions sur mesure, contactez nos équipes pour discuter de vos besoins.

L’alumine CR6 améliore l’efficacité de séparation et de filtration des membranes composites

Composite membrane for filtration applicationsBaikowski est à la pointe de l’innovation dans le domaine de la science des matériaux. Nos produits font partie intégrante de la recherche et des avancées technologiques. Parmi les applications, on trouve le développement de membranes composites d’oxyde de graphène (GO) ancrées sur des substrats d’α-alumine dans la publication scientifique suivante : « Composite GO/Ceramic Membranes Prepared via Chemical Attachment: Characterisation and Gas Permeance Properties. »

En fournissant une plate-forme stable et inerte pour le dépôt de GO, les substrats ont permis dans cette étude la création de membranes avec des structures de pores finement ajustées et des capacités de séparation améliorées, essentielles dans de nombreuses applications industrielles.

Ces substrats céramiques poreux fabriqués avec notre poudre CR6 offrent une capacité de résistance dans des environnements corrosifs et à haute température où les membranes polymères généralement échouent.

Les Applications Potentielles des membranes composites GO/céramique

Ces membranes qui présentent une stabilité et perméance améliorées, ainsi que des propriétés de surface adaptées, peuvent être utilisées dans diverses applications pour relever des défis critiques en matière de séparation et de filtration telles que :

  • 🌟 La séparation des gaz : Les membranes composites peuvent être utilisées dans les processus de séparation des gaz industriels, la purification du gaz naturel et les technologies de capture du carbone grâce à leur capacité à perméabiliser sélectivement certains gaz tout en en retenant d’autres.
  • 🌟 Le traitement de l’eau : Les modifications hydrophiles et hydrophobes permises par les liants chimiques tels que le PDA, le GPTMS et l’APTMS permettent aux membranes de séparer efficacement les contaminants de l’eau. Cette application est particulièrement pertinente pour le traitement des eaux usées, le dessalement et l’élimination des polluants organiques et inorganiques des sources d’eau.
  • 🌟 Les traitements chimiques: La résistance des membranes composites aux produits chimiques et leur stabilité thermique permettent par exemple la séparation de solvants organiques, la récupération de produits chimiques précieux et la purification de produits de réaction.
  • 🌟 Le secteur de l’énergie : leurs propriétés de perméation sélective peuvent être exploitées pour séparer l’hydrogène des autres gaz, ce qui constitue une étape critique dans la production d’hydrogène de haute pureté pour les piles à combustible et d’autres applications énergétiques.
  • 🌟La protection de l’environnement : En permettant la séparation efficace des gaz nocifs et des polluants, ces membranes peuvent contribuer à réduire les émissions et à traiter les effluents industriels, favorisant ainsi des processus plus propres et durables.

Avantages de l’alumine ultra pure CR6

CR6 est une poudre d’alumine alpha de haute pureté de notre gamme Baikalox®. Elle est connue pour la finesse de ses particules et ses excellentes propriétés de frittage, qui en font un excellent matériau pour créer des supports céramiques denses et robustes, essentiels pour les membranes composites de haute performance.

High purity aluminaLes propriétés mise en avant pour cette application sont :

  • 🌟 La haute pureté : La poudre CR6 garantit en effet une contamination minimale, ce qui est crucial pour maintenir l’intégrité des substrats céramiques et de la couche de GO qui y est déposée.
  • 🌟 La distribution contrôlée de la taille des particules : elle contribue à la création de structures macroporeuses uniformes. Cette uniformité est essentielle pour assurer une performance constante de la membrane, car elle influence à la fois la perméance au gaz et à l’eau.
  • 🌟 La compatibilité chimique : Sa compatibilité avec divers liants chimiques, tels que la polydopamine (PDA), le 3-Glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) et le 3-Aminopropyltriméthoxysilane (APTMS), facilite l’ancrage efficace des couches de GO sur les substrats céramiques.
  • 🌟 L’excellent comportement au frittage : elle permet de créer des supports mécaniquement solides et thermiquement stables.

Dans l’étude citée, le processus de préparation a consisté à utiliser comme substrats des disques d’alumine alpha d’une épaisseur d’environ 2 mm et d’un diamètre de 22 mm. Les disques ont été fabriqués en pressant la poudre d’alumine CR6 dans un moule sur mesure et en les frittant à 800°C pendant 30 heures, puis à 1180°C pendant 2 heures. Une face du disque a été polie jusqu’à ce qu’aucune rayure évidente ne soit observée lors d’une inspection visuelle au microscope optique.

Comment l’alumine CR6 contribue à la performance des membranes composites?

L’un des principaux défis de la technologie des membranes composites est d’assurer une adhésion forte et stable des couches de GO aux substrats céramiques.

Le succès ici en partie dû à :

  • 🌟 Une stabilité accrue : Les substrats ont fait preuve d’une stabilité remarquable, conservant leur intégrité structurelle et leurs performances dans diverses conditions.
  • 🌟 Une surface lisse et polie : ces caractéristiques ont assuré une interaction optimale avec les agents modificateurs (PDA, APTES, GLYMO) et les nanocomposites à base de graphène.
  • 🌟 L’épaisseur : Les substrats ont permis la formation de membranes composites avec un contrôle précis de l’épaisseur, ouvrant la voie à différentes applications.

Notre poudre d’alumine de haute pureté CR6 s’est donc révélée être un composant essentiel dans l’avancement des technologies de membranes composites. Ses propriétés supérieures facilitent la création de supports de membrane fiables et performants, permettant l’intégration réussie de nanocomposites à base de graphène.
Cette synergie entre l’alumine de haute pureté et les nanomatériaux avancés ouvre de nouvelles possibilités d’applications dans la séparation des gaz, la purification de l’eau et d’autres domaines nécessitant des solutions membranaires durables et efficaces.

Pour en savoir plus sur notre alumine CR6 pour l’application des membranes composites, consultez aussi la publication : A Combined Gas and Water Permeances Method for Revealing the Deposition Morphology of GO Grafting on Ceramic Membranes

 

Automobile : Comment les Convertisseurs YAG améliorent la Technologie des Phares Adaptatifs ?

ADB (Adaptive Driving Beam) est un système intelligent capable d’ajuster automatiquement la la lumière des phares en fonction des conditions de circulation, comme par exemple la présence de véhicules ou de piétons venant en sens inverse. En créant une zone non éblouissante autour des véhicules, l’ADB peut fournir au conducteur un éclairage optimal sur de longues distances sans éblouir les autres usagers de la route, améliorant ainsi la sécurité et le confort nocturnes.
Cette technologie repose sur un système qui recueillent des données, des commandes logicielles qui déclenchent une réponse appropriée et des optiques de phare innovants incorporant des convertisseurs à base de YAG pour exécuter la commande.

Rôle des luminophores convertisseurs de lumière dans les dispositifs à semi-conducteurs et la technologie ADB ?

High power LED chip made with fine YAG powder

La source lumineuse est un élément clé de l’ABD. Elle est généralement basée sur la technologie des LEDs (diodes électroluminescentes) et les changements de lumière sont principalement contrôlés par une conception matricielle LED.

Si les LED présentent des avantages en termes d’efficacité, de durée de vie, de faible consommation d’énergie et de rapidité de réponse par rapport aux lampes halogènes ou au xénon conventionnelles, le rendu de la couleur et la stabilité thermique représentent un défi. Dans le cas d’applications à haute puissance telles que l’ADB, la stabilité thermique et l’efficacité luminescente des luminophores aident à les surmonter.

En effet, les luminophores de conversion de lumière ont la capacité d’absorber la lumière d’une certaine longueur d’onde (généralement bleue ou proche de l’ultraviolet) et de réémettre une longueur d’onde différente (généralement jaune ou rouge). En combinant la lumière d’origine avec la lumière convertie, on obtient une lumière blanche avec la température de couleur et l’indice de rendu de couleurs souhaités. La température de couleur idéale pour les phares doit être proche de la lumière du soleil (environ 5000K-6000K) afin d’assurer une visibilité optimale pour les yeux humains.

L’un des luminophores de conversion de la lumière les plus utilisés pour les LED blanches est le YAG:Ce3+ (grenat d’yttrium et d’aluminium dopé aux ions de cérium) qui convertit efficacement la lumière bleue en lumière jaune, et produit ainsi une lumière blanche chaude. Cette luminosité au contraste élevé contribue à créer une image claire et nette sur la route.

La poudre submicronique YAG:Ce de Baikowski présente d’excellentes caractéristiques phasiques, de cristallinité et de pureté chimique, ainsi qu’une taille de particule et une distribution optimisées, qui lui permettent de produire des convertisseurs YAG aux performances exceptionnelles telles que :

  • 🌟 un rendement élevé avec un minimum d’énergie perdue en termes de chaleur et de rendu lumineux à partir de la source d’entrée
  • 🌟 Une réponse rapide et précise au signal d’entrée pour des ajustements précis.
  • 🌟 Une stabilité exceptionnelle de la couleur et de la luminosité.Entièrement compatibles avec les diodes bleues nanostructurées et divers modèles de puces LED, nos nanoluminophores YAG permettent la miniaturisation des dispositifs.

En savoir plus sur les poudres YAG submichroniques

Des YAG customisés pour des convertisseurs offrant un éclairage ADB ultra performant

Le dopage permet d’améliorer les performances du YAG:Ce3+. Voici quelques exemples qui pourraient répondre à vos besoins en matière d’éclairage ADB :

  • 🌟 Rendu des couleurs : Le dopage de YAG:Ce3+ avec des Tb3+ (ions terbium) permet d’obtenir un spectre d’émission plus large qui améliore l’indice de rendu des couleurs de la lumière blanche.
  • 🌟 Propriétés émissives et stabilité : l’ajout d’ions gadolinium (Gd3+) en tant que codopant garantit une couleur et une luminosité constantes.
  • 🌟 Efficacité quantique : Le codopage à l’europium peut augmenter l’efficacité quantique du luminophore YAG:Ce, améliorant ainsi le rendement lumineux.

N’hésitez pas à contacter nos équipes commerciales et R&D pour votre besoin sur mesure de YAG.

 

Zilight® Une Nano-Zircone ultra petite

Une nano-dispersion aux applications variées

Depuis que zilight® est disponible sur le marché, il a été un succès croissant pour notre start-up Mathym. En effet, zilight® répond à des applications haut de gamme où la petite taille des particules est essentielle et où il n’existe pas de véritables produits concurrents. Grâce à son indice de réfraction élevé, ce produit s’adresse principalement aux marchés de l’optique et de la photonique. Toutefois, les marchés de l’énergie et de l’environnement devraient bénéficier de ses propriétés pour des applications techniques exigeantes et émergentes telles que les piles à combustible. Dopé à l’yttrium (YSZ), zilight® peut également être un nanomatériau de choix pour les applications de restauration dentaire.

Nano-dispersion of zirconia zilight® by Mathym

Une Nano-Zircone customisable

zilight® est disponible dopé (avec de l’yttrium (YSZ), CeO2, GdO2) ou non dopé (ZrO2). Le savoir-faire de Mathym mène non seulement à des nanoparticules de zircone haut-de-gamme, mais aussi à des nano-dispersions à la pointe de l’innovation. zilight® est disponible dispersé dans une large variété de solvants et résines:

  • Eau, alcool, polyol, acétone, MEK
  • Solvants organiques triés sur le volet
  • Huiles siliconées, mélange monomère adapté au besoin du client, e.g.: époxy et fluorène (en développement)

Le taux de charge peut aller jusqu’à 70% en fonction du milieu de dispersion.

LED device shutterstock

zilight® présente un très haut indice de réfraction, idéal dans la conception de matériaux optiques de pointe. De plus, zilight® conserve un haut niveau de transparence dans les nanocomposites. Cette nanocharge sera parfaitement adaptée aux matériaux d’encapsulage, qui améliorent l’efficacité des dispositifs LED. Il peut aussi jouer le rôle d’additif pour les céramiques techniques (aide au frittage), les technologies d’affichage (augmente l’indice de réfraction), ou pour le « coating » (revêtement pour la résistance aux rayures).

Voir la documentation produit

Les oxydes prêts à l’emploi et customisation

La conception de solutions faciles à mettre en œuvre, qui répondent aux besoins, process et applications de nos clients, fait partie de notre savoir-faire et ADN. En effet, Baikowski® propose divers oxydes prêts à l’emploi tels que :

les poudres atomisées et les suspensions.

Ready-to-use and ready-to-press oxides

Les poudres désagglomérées

Plusieurs procédés de désagglomération sont utilisés selon la distribution et la taille de particules souhaitées

  • Le broyage par jet d’air est la manière la plus simple d’obtenir des particules de taille moyenne et une large distribution granulométrique, qui peut se composer d’une ou de deux populations.
  • Le broyage à billes permet une réduction de la taille des particules plus importante que le broyage jet d’air grâce à la force mécanique, ainsi qu’une distribution granulométrique plus faible.
  • Le broyage humide est celui qui donne les plus petites tailles de particules et la distribution la plus étroite parmi l’ensemble de ces procédés.

La maîtrise de ces différentes techniques a non seulement permis à Baikowski® d’étoffer son portfolio en proposant des produits avec des propriétés physico-chimiques spécifiques et une réactivité au frittage accrue, mais aussi de contrôler la dispersion, la morphologie, la composition et l’homogénéité de ses poudres.

Les avantages des oxydes prêts à l’emploi et prêt à presser (RTP)

Le broyage humide permet la conception et la production de suspensions prêtes à l’emploi, de poudres atomisées avec ou sans liant et de solutions lyophilisées.

Parmi les avantages considérables que procurent ces produits, on trouve
la coulabilité, une bonne aptitude au pressage et des produits finaux d’une grande constance.

D’une manière générale, ils ont ouvert de nouveaux débouchés dans des secteurs de pointe comme l’énergie, les batteries, la santé ou encore l’impression 3D, grâce à la conception de matériaux innovants.

À titre d’exemple :

  • Les poudres atomisées ont largement amélioré le moulage par injection des céramiques en facilitant la production de feed stocks.
  • Les suspensions prêtes à l’emploi sont à l’origine d’une avancée majeure dans l’industrie des semi-conducteurs en garantissant l’absence de grosses particules dans le processus de planarisation chimico-mécanique (CMP).
  • Les nano-dispersions d’YbF3, déjà dispersées dans les formulations dentaires, ont contribué à l’obtention de performances exceptionnelles en matière de restauration et de reconstitution. La société Mathym®, qui développe des nano-dispersions au sein du groupe Baikowski ®, est un acteur clé de ce marché.

Notre offre de produits prêts à l’emploi et prêt à presser

Au vu de leurs nombreux atouts, Baikowski® propose commercialement ses alumines de haute pureté BA15 et GEA6, ainsi que ses ZTA/ATZ et spinelles sous différentes mises en forme (suspensions, poudres atomisées et RTP) .

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Capacités d’analyse & oxydes sur-mesure

Comment caractérisons-nous et concevons-nous des poudres et des suspensions grâce à nos capacités analytiques ?

Écoutez Livia MARRA, notre Senior Project Manager, sur ce sujet dans cette courte vidéo.

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High Purity Alumina product catalog

Phosphors leaflet

Spinel leafletNano dispersions leaflet, including nano-YBF3 for dental application and nanozirocnia

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