Работното ядро на ултразвуковото оборудване за пръскане на атомизация на графен се основава на ефекта на кавитацията на ултразвуковите вълни и принципа на вибрацията с висока честота. Оборудването е съставено главно от ултразвуков генератор, датчик, атомизиране на дюзата и система за управление на пръскане.
Когато се стартира оборудването, Ultrasonic генераторът генерира висок - честотен електрически сигнал, който се предава на преобразувателя. Преобразувателят обикновено използва пиезоелектричен керамичен материал, който има характеристиката, че след получаване на високия - честотен електрически сигнал, той може бързо да превърне електрическата енергия в механична енергия, генерирайки насилствени вибрации до десетки хиляди пъти в секунда или дори по -високи честоти (20kHz - 120kHz). Тази висока - честотна вибрация се предава на атомизиращата дюза. Когато разтворът на графен тече през дюзата, под мощния ефект на ултразвуковите вълни, вътре в разтвора се генерират безброй малки кавитационни мехурчета. Тези мехурчета се генерират незабавно и се спукат бързо, генерирайки силна сила на въздействие, като се атомизира разтвора на графен в изключително фини и равномерни капчици с диаметър само няколко микрона (регулируем между 10 - 45 μm).
За разлика от традиционното пръскане на налягането, което разчита на газ с високо налягане, за да издуха течност в капчици, процесът на образуване на капчици на ултразвуково пръскане на атомизация е по -деликатен и контролируем. Тези капчици с разтвор на графен с размер на микрона се напръскват върху повърхността на материала на субстрата по стабилен и равномерен начин под ръководството на прецизно регулиран въздушен поток с висока скорост. След достигане на повърхността на субстрата, капчиците се отлагат равномерно и се разпространяват и докато разтворителят се изпарява, постепенно се образува слой графеново покритие с равномерност, плътност и твърда адхезия. Чрез прецизния контрол на ключовите параметри като ултразвукова честота, мощност, дебит на разтвора и време на пръскане, дебелината на покритието може да бъде прецизно контролирана на нивото на нанометъра, а диапазонът на грешки може да бъде стабилно контролиран при ± 3 нанометри, което осигурява надеждна защита за сценарии на приложение с изключително високи изисквания за точност на покритие.
Полета за приложения: Разрешаване на иновации и развитие в множество индустрии
Електронно информационно поле
При производството на гъвкави електронни устройства ултразвуковото оборудване за пръскане на атомизация на графен играе ключова роля. Чрез пръскане на графеновия разтвор равномерно върху гъвкав полимерен субстрат може да се подготви прозрачен проводим филм с висока проводимост и добра гъвкавост. Този филм се използва широко в продукти като гъвкави дисплеи и носими електронни устройства, което прави възможно постигането на тънкост, гъвкавост и висока производителност на електронни продукти. Например, при гъвкави OLED дисплеи, като електроди се използват ултразвукови разпръснати графенови проводими филми. В сравнение с традиционните метални електроди, той може не само да подобри светлинната пропускливост на екрана и да направи дисплея по -ясен, но и да подобри гъвкавостта на екрана и да намали риска от повреди, причинени от огъване. При производството на интегрално вериги графеновите покрития могат да се използват за подобряване на характеристиките на разсейване на топлината на чиповете. Чрез равномерно напръскване на графен върху повърхността на чипа и използвайки отличната му топлопроводимост, топлината, генерирана от чипа, може бързо да се разсее, като ефективно намалява температурата на чипа и подобрява работната стабилност и живота на чипа.
Поле за съхранение и преобразуване на енергия
В полето на литиевите батерии, ултразвуковото пръскане на графенов разтвор върху повърхността на електродни материали може да изгради ефективна проводима мрежа. Това помага значително да се подобри проводимостта и скоростта на пренос на електрони на електрода, като по този начин се подобри ефективността на зареждането и изхвърлянето и живота на цикъла на литиевата батерия. Експерименталните данни показват, че ефективността на зареждането и изхвърлянето на електродите на литиевата батерия, третирани с ултразвуков пръскане на графен, може да бъде увеличена с 20%- 30%, а животът на цикъла на батерията може да бъде удължен с 30%- 50%, което осигурява важна техническа поддръжка за насърчаване на развитието на технологията на литската батерия и задоволяване на нуждите на превозните средства на електрическите средства, енергийните захранвания и т.н. В областта на слънчевите клетки прилагането на графеново покритие върху повърхността на фотоволтаичните клетки може да подобри ефективността на абсорбцията на светлината на батерията и ефективността на пренос на заряд, като по този начин подобрява ефективността на фотоелектрическата конверсия на слънчевите клетки. В същото време високата стабилност и устойчивост на корозия на графен може също да подобри експлоатационния живот на слънчевите клетки във външна среда, да намали разходите за поддръжка и да насърчи ефективното използване и широко разпространено популяризиране на слънчевата енергия.
Полето за защита и подобряване на материала
По отношение на защитата на металния материал, след смесване на графен с корозия - Устойчиви покрития, ултразвуковата пръскаща атомизация върху металната повърхност може да образува плътно защитно покритие. Това покритие може не само ефективно да изолира метала от контакта с външната корозивна среда, но и да използва отличните свойства на графен, за да подобри механичната якост и устойчивостта на износване на покритието и значително да подобри устойчивостта на корозия на металните материали в тежки среди. Например, в морското инженерство, използването на това графеново покритие за метални структурни части като кораби и офшорни сондажни платформи може значително да удължи живота си на обслужване и да намали разходите за поддръжка и подмяна. При приготвянето на композитни материали ултразвуковият пръскан графен може да бъде равномерно диспергиран в матричния материал, да играе ролята на фазата на подсилване и ефективно да подобри механичните свойства на композитните материали. Например, добавянето на ултразвук на пръскания графен към композитни материали от въглеродни влакна, използвани в аерокосмическото поле, може да подобри здравината и сковаността на материала, като същевременно намалява теглото на материала, осигурявайки гаранция за материали за лекия дизайн и високия полет на аерокосмическите превозни средства.
Биомедицинско поле
В биомедицинското поле ултразвуковото оборудване за пръскане на атомизация на графен също показа голям потенциал за приложение. Например, при приготвянето на лекарствени носители, разтвор на графен, съдържащ лекарства, се пръска върху повърхността на наночастиците чрез ултразвукова атомизация за приготвяне на лекарствени носители със специфични функции. Този носител може да постигне прецизно доставяне и устойчиво освобождаване на лекарства, да подобри терапевтичния ефект на лекарствата и да намали страничните ефекти на лекарствата върху нормалните тъкани. По отношение на биосензорите чрез пръскане на графеновото покритие върху сензорната повърхност може да се подобри чувствителността и селективността на сензора и може да се постигне бързо и точно откриване на биологични молекули, осигурявайки мощен инструмент за диагностика на заболяването и биомедицински изследвания.