Kako lahko ultrazvočna atomizacija izboljša učinkovitost nanosa materiala iz ogljikovih nanocevk

Kako lahko ultrazvočna atomizacija izboljša učinkovitost nanašanja materiala iz ogljikovih nanocevk?

 

Ogljikove nanocevke (CNT) se pogosto uporabljajo v novih energetskih baterijah, fleksibilni elektroniki, prevodnih filmih, senzorjih in kompozitnih materialih zaradi svoje odlične prevodnosti, visoke trdnosti, visoke specifične površine in dobre toplotne stabilnosti.

 

Doseganje enotne, stabilne in nadzorovane prevleke in nanašanja je ključnega pomena za industrializacijo ogljikovih nanocevk. Tradicionalne metode pršenja pogosto povzročijo odpad materiala, neenakomerno debelino nanosa in nestabilno porazdelitev delcev. Tehnologija ultrazvočnega razprševanja z razpršitvijo na mikronski -ravni in zmožnostmi natančnega nanašanja ponuja novo rešitev za izdelavo funkcionalnih prevlek iz ogljikovih nanocevk.

 

Načelo tehnologije ultrazvočnega razprševanja

Oprema za ultrazvočno razprševanje uporablja energijo, ki jo ustvarijo visoko{0}}frekvenčne ultrazvočne vibracije, za razgradnjo tekočih materialov, ki vsebujejo ogljikove nanocevke, v enakomerne drobne kapljice, ki se nato skozi šobe natančno nanesejo na površino ciljne podlage.

V primerjavi s tradicionalnim pnevmatskim razprševanjem ultrazvočno razprševanje ne zahteva visokotlačne-zračne pomoči in ponuja prednosti, kot so enotni razpršeni delci, visoka poraba materiala in nadzorovana debelina nanosa, zaradi česar je še posebej primerno za natančno obdelavo nanomaterialov visoke-vrednosti.

II. Uporaba v proizvodnji tankih filmov iz ogljikovih nanocevk

1. Transparentni prevodni tanki filmi ogljikovih nanocevk

Ogljikove nanocevke imajo odlične lastnosti prenosa elektronov in jih je mogoče uporabiti za izdelavo prozornih prevodnih filmov. Ultrazvočno pršenje lahko enakomerno prekrije disperzije CNT na površine stekla, prožnih substratov in polprevodniških materialov ter tvori neprekinjeno prevodno mrežo.

Aplikacije vključujejo:

- Prilagodljivi zasloni

- Prozorne elektrode

- Pametne nosljive naprave

- Sončne celice

2. Kompozitni premazi iz ogljikovih nanocevk

Ogljikove nanocevke je mogoče dodati kot ojačitvene materiale polimernim, keramičnim in kovinskim kompozitom za izboljšanje njihove električne prevodnosti, mehanske trdnosti in toplotne odpornosti.

Ultrazvočno pršenje se lahko uporablja za pripravo:

- CNT/polimerni kompozitni premazi

- Kompozitni filmi CNT/grafena

- Elektromagnetni zaščitni premazi

III. Aplikacije na področju novih energetskih baterij

Z razvojem tehnologij litijevih baterij in superkondenzatorjev so ogljikove nanocevke (CNT) prejele široko pozornost kot prevodni dodatki.

Ultrazvočna oprema za brizganje lahko enakomerno razprši CNT goščo na površino elektrodnih materialov, kar izboljša:

- Prevodnost elektrode

- Aktivna uporaba materiala

Stabilnost cikla baterije

Hkrati lahko pri izdelavi slojev katalizatorja gorivnih celic ultrazvočno brizganje natančno nadzoruje debelino sloja katalizatorja, kar izboljša delovanje sklopov membranskih elektrod.

IV. Prednosti opreme za ultrazvočno razprševanje

1. Zelo enakomeren premaz: stabilna velikost mikro-kapljic, ki jih ustvari ultrazvok, zmanjša neenakomernost debeline premaza in kopičenje materiala.

2. Varčuje z materialom ogljikovih nanocevk: Natančna metoda pršenja z nizkim-pretokom učinkovito zmanjša izgubo dragih nanomaterialov.

3. Natančen nadzor debeline filma: s prilagoditvijo hitrosti pršenja, pretoka, ultrazvočne moči in števila razpršil je mogoče izdelati CNT filme z različnimi zahtevami glede debeline.