Jak může ultrazvuková atomizace zlepšit účinnost ukládání materiálu z uhlíkových nanotrubic

Jak může ultrazvuková atomizace zlepšit účinnost ukládání materiálu z uhlíkových nanotrubic?

 

Uhlíkové nanotrubice (CNT) jsou široce používány v nových energetických bateriích, flexibilní elektronice, vodivých filmech, senzorech a kompozitních materiálech díky jejich vynikající vodivosti, vysoké pevnosti, vysokému specifickému povrchu a dobré tepelné stabilitě.

 

Dosažení rovnoměrného, ​​stabilního a kontrolovatelného povlaku a depozice je zásadní pro industrializaci uhlíkových nanotrubic. Tradiční metody stříkání často vedou k plýtvání materiálem, nerovnoměrné tloušťce povlaku a nestabilní distribuci částic. Technologie ultrazvukového rozprašování s atomizací na mikro-úrovni a přesným nanášením nabízí nové řešení pro výrobu funkčních povlaků uhlíkových nanotrubiček.

 

Princip technologie ultrazvukového rozprašování

Zařízení pro ultrazvukové rozprašování využívá energii generovanou vysoko{0}}frekvenčními ultrazvukovými vibracemi k rozbití kapalných materiálů obsahujících uhlíkové nanotrubice na stejnoměrné jemné kapičky, které jsou pak tryskami přesně nanášeny na povrch cílového substrátu.

Ve srovnání s tradičním pneumatickým stříkáním nevyžaduje ultrazvukové stříkání vysokotlaký vzduch a nabízí výhody, jako jsou rovnoměrné stříkané částice, vysoké využití materiálu a ovladatelná tloušťka povlaku, díky čemuž je zvláště vhodné pro přesné zpracování vysoce-hodnotných nanomateriálů.

II. Aplikace při výrobě tenkých filmů z uhlíkových nanotrubiček

1. Transparentní vodivé uhlíkové nanotrubice tenké filmy

Uhlíkové nanotrubice mají vynikající vlastnosti pro přenos elektronů a lze je použít k výrobě průhledných vodivých filmů. Ultrazvukové stříkání může rovnoměrně nanášet disperze CNT na povrchy skla, flexibilních substrátů a polovodičových materiálů a vytvářet tak souvislou vodivou síť.

Aplikace zahrnují:

- Flexibilní displeje

- Průhledné elektrody

- Chytrá nositelná zařízení

- Solární články

2. Kompozitní povlaky z uhlíkových nanotrubic

Uhlíkové nanotrubice mohou být přidány jako výztužné materiály do polymerních, keramických a kovových kompozitů, aby se zlepšila jejich elektrická vodivost, mechanická pevnost a tepelná odolnost.

Ultrazvukové stříkání lze použít k přípravě:

- CNT/polymerové kompozitní povlaky

- kompozitní filmy CNT/grafen

- Elektromagnetické stínící povlaky

III. Aplikace v oblasti nových energetických baterií

S rozvojem technologií lithiových baterií a superkondenzátorů se uhlíkovým nanotrubičkám (CNT) dostalo široké pozornosti jako vodivých přísad.

Ultrazvukové stříkací zařízení může rovnoměrně stříkat kaši CNT na povrch materiálů elektrod, což zlepšuje:

- Vodivost elektrod

- Aktivní využití materiálu

Stabilita cyklu baterie

Současně při výrobě vrstev katalyzátoru palivových článků může ultrazvukové stříkání přesně řídit tloušťku vrstvy katalyzátoru, čímž se zlepšuje výkon sestav membránových elektrod.

IV. Výhody zařízení pro ultrazvukové rozprašování

1. Vysoce rovnoměrný povlak: Stabilní velikost mikro-kapiček generovaných ultrazvukem snižuje nerovnoměrnost tloušťky povlaku a usazování materiálu.

2. Šetří materiál uhlíkových nanotrubiček: Přesná metoda stříkání s nízkým-průtokem účinně snižuje ztráty drahých nanomateriálů.

3. Přesná kontrola tloušťky filmu: Nastavením rychlosti nástřiku, průtoku, výkonu ultrazvuku a počtu nástřiků lze vyrábět filmy CNT s různými požadavky na tloušťku.