Inti kerja peralatan penyemprotan atomisasi graphene ultrasonik didasarkan pada efek kavitasi gelombang ultrasonik dan prinsip getaran frekuensi tinggi. Peralatan ini terutama terdiri dari generator ultrasonik, transduser, nosel atom dan sistem kontrol penyemprotan.
Ketika peralatan dimulai, generator ultrasonik menghasilkan sinyal listrik frekuensi - yang tinggi, yang ditransmisikan ke transduser. Transduser biasanya menggunakan bahan keramik piezoelektrik, yang memiliki karakteristik bahwa setelah menerima sinyal listrik frekuensi tinggi, ia dapat dengan cepat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, menghasilkan getaran kekerasan hingga puluhan ribu kali per detik atau bahkan frekuensi lebih tinggi (20kHz - 120kHz). Getaran frekuensi tinggi - ditransmisikan ke nosel atomisasi. Ketika solusi graphene mengalir melalui nosel, di bawah efek kuat gelombang ultrasonik, gelembung kavitasi kecil yang tak terhitung jumlahnya dihasilkan di dalam larutan. Gelembung -gelembung ini dihasilkan secara instan dan meledak dengan cepat, menghasilkan kekuatan dampak yang kuat, atomisasi larutan graphene menjadi tetesan yang sangat halus dan seragam dengan diameter hanya beberapa mikron (dapat disesuaikan antara 10 - 45μm).
Tidak seperti penyemprotan tekanan tradisional, yang bergantung pada gas tertekan tinggi untuk meniup cairan ke dalam tetesan, proses pembentukan tetesan penyemprotan atomisasi ultrasonik lebih halus dan dapat dikendalikan. Tetesan solusi graphene berukuran mikron ini disemprotkan ke permukaan bahan substrat dengan cara yang stabil dan seragam di bawah bimbingan aliran udara - kecepatan tinggi yang disesuaikan secara tepat. Setelah mencapai permukaan substrat, tetesan diendapkan dan menyebar secara merata, dan ketika pelarut menguap, lapisan lapisan graphene dengan ketebalan seragam, kepadatan dan adhesi yang kuat secara bertahap terbentuk. Melalui kontrol yang tepat dari parameter kunci seperti frekuensi ultrasonik, daya, laju aliran larutan dan waktu penyemprotan, ketebalan lapisan dapat dikontrol secara tepat pada tingkat nanometer, dan rentang kesalahan dapat dikontrol secara stabil pada ± 3 nanometer, yang memberikan perlindungan yang andal untuk skenario aplikasi dengan persyaratan akurasi pelapisan yang sangat tinggi.
Bidang Aplikasi: Mengaktifkan Inovasi dan Pengembangan di berbagai industri
Bidang Informasi Elektronik
Dalam pembuatan perangkat elektronik yang fleksibel, peralatan penyemprotan atomisasi graphene ultrasonik memainkan peran penting. Dengan menyemprotkan solusi graphene secara merata pada substrat polimer yang fleksibel, film konduktif transparan dengan konduktivitas tinggi dan fleksibilitas yang baik dapat disiapkan. Film ini banyak digunakan dalam produk seperti tampilan yang fleksibel dan perangkat elektronik yang dapat dikenakan, memungkinkan untuk mencapai ketipisan, fleksibilitas, dan kinerja tinggi produk elektronik. Misalnya, dalam layar OLED yang fleksibel, film konduktif graphene yang disemprot secara ultrasonik digunakan sebagai elektroda. Dibandingkan dengan elektroda logam tradisional, tetapi juga tidak hanya dapat meningkatkan transmisi cahaya layar dan membuat tampilan lebih jelas, tetapi juga meningkatkan fleksibilitas layar dan mengurangi risiko kerusakan yang disebabkan oleh pembengkokan. Dalam pembuatan sirkuit terintegrasi, pelapis graphene dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja disipasi panas chip. Dengan menyemprotkan graphene secara merata pada permukaan chip dan memanfaatkan konduktivitas termal yang sangat baik, panas yang dihasilkan oleh chip dapat dengan cepat dihilang, secara efektif mengurangi suhu chip dan meningkatkan stabilitas operasi dan umur chip.
Bidang Penyimpanan dan Konversi Energi
Di bidang baterai lithium, penyemprotan ultrasonik larutan graphene pada permukaan bahan elektroda dapat membangun jaringan konduktif yang efisien. Ini membantu untuk secara signifikan meningkatkan laju transfer konduktivitas dan elektron dari elektroda, sehingga meningkatkan efisiensi pengisian dan pelepasan dan umur siklus baterai lithium. Data eksperimental menunjukkan bahwa efisiensi pengisian dan pelepasan elektroda baterai lithium yang diobati dengan graphene penyemprotan ultrasonik dapat ditingkatkan sebesar 20%- 30%, dan umur siklus baterai dapat diperpanjang sebesar 30%- 50%, yang memberikan dukungan teknis yang penting untuk mempromosikan kinerja baterai lithium dan memenuhi kebutuhan kendaraan listrik, stasiun daya penyimpanan energi, dll. Untuk kinerja -. Di bidang sel surya, menerapkan lapisan graphene ke permukaan sel fotovoltaik dapat meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya baterai dan efisiensi transfer muatan, sehingga meningkatkan efisiensi konversi fotolektrik sel surya. Pada saat yang sama, stabilitas tinggi dan resistensi korosi graphene juga dapat meningkatkan masa pakai sel surya di lingkungan luar, mengurangi biaya pemeliharaan, dan mempromosikan penggunaan yang efisien dan mempopulerkan energi matahari yang luas.
Bidang Perlindungan dan Peningkatan Material
Dalam hal perlindungan bahan logam, setelah mencampur graphene dengan korosi - pelapis tahan, penyemprotan atomisasi ultrasonik pada permukaan logam dapat membentuk lapisan pelindung yang padat. Lapisan ini tidak hanya dapat secara efektif mengisolasi logam dari kontak dengan media korosif eksternal, tetapi juga memanfaatkan sifat -sifat graphene yang sangat baik untuk meningkatkan kekuatan mekanik dan ketahanan aus lapisan, dan secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi bahan logam di lingkungan yang keras. Misalnya, dalam rekayasa laut, penggunaan lapisan graphene ini untuk bagian struktural logam seperti kapal dan platform pengeboran lepas pantai dapat sangat memperpanjang masa pakai mereka dan mengurangi biaya pemeliharaan dan penggantian. Dalam persiapan bahan komposit, graphene yang disemprot ultrasonik dapat tersebar secara merata dalam bahan matriks, memainkan peran fase penguatan, dan secara efektif meningkatkan sifat mekanik bahan komposit. Misalnya, menambahkan graphene yang disemprotkan secara ultrasonik ke bahan komposit serat karbon yang digunakan di bidang kedirgantaraan dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan material, sambil mengurangi berat bahan, memberikan jaminan material untuk desain ringan dan penerbangan kinerja tinggi dari kendaraan dirgantara.
Bidang biomedis
Di bidang biomedis, peralatan penyemprotan atomisasi graphene ultrasonik juga menunjukkan potensi aplikasi yang hebat. Misalnya, dalam persiapan pembawa obat, larutan graphene yang mengandung obat disemprotkan pada permukaan nanopartikel melalui atomisasi ultrasonik untuk menyiapkan pembawa obat dengan fungsi spesifik. Pengangkut ini dapat mencapai pengiriman yang tepat dan pelepasan obat yang berkelanjutan, meningkatkan efek terapeutik obat, dan mengurangi efek samping obat pada jaringan normal. Dalam hal biosensor, dengan menyemprotkan lapisan graphene pada permukaan sensor, sensitivitas dan selektivitas sensor dapat ditingkatkan, dan deteksi molekul biologis yang cepat dan akurat dapat dicapai, menyediakan alat yang kuat untuk diagnosis penyakit dan penelitian biomedis.