O núcleo de trabalho do equipamento de pulverização de atomização por grafeno ultrassônico é baseado no efeito de cavitação das ondas ultrassônicas e no princípio da vibração alta - O equipamento é composto principalmente de gerador ultrassônico, transdutor, bico atomizante e sistema de controle de pulverização.
Quando o equipamento é iniciado, o gerador ultrassônico gera um sinal elétrico de alta frequência, que é transmitido ao transdutor. O transdutor geralmente usa material de cerâmica piezoelétrica, que tem a característica de que, depois de receber o sinal elétrico de alta frequência, ele pode converter rapidamente energia elétrica em energia mecânica, gerando vibrações violentas de até dezenas de milhares de vezes por segundo ou ainda mais altas (20kHz - 120kHz). Essa vibração de alta frequência é transmitida ao bico atomizador. Quando a solução de grafeno flui através do bico, sob o poderoso efeito de ondas ultrassônicas, inúmeras pequenas bolhas de cavitação são geradas dentro da solução. Essas bolhas são geradas instantaneamente e explodem rapidamente, gerando uma forte força de impacto, atomizando a solução de grafeno em gotículas extremamente finas e uniformes com um diâmetro de apenas alguns mícrons (ajustáveis entre 10 - 45μm).
Diferentemente da pulverização de pressão tradicional, que depende do gás de alta pressão para soprar líquido em gotículas, o processo de formação de gotículas de pulverização de atomização ultrassônica é mais delicada e controlável. Essas gotículas de solução de grafeno de tamanho mícro - são pulverizadas na superfície do material do substrato de maneira estável e uniforme, sob a orientação de um fluxo de ar de velocidade alto ajustado com precisão. Depois de atingir a superfície do substrato, as gotículas são depositadas e espalhadas uniformemente e, à medida que o solvente evapora, é formada uma camada de revestimento de grafeno com espessura uniforme, densidade e adesão firme. Através do controle preciso de parâmetros -chave, como frequência ultrassônica, potência, vazão da solução e tempo de pulverização, a espessura do revestimento pode ser controlada com precisão no nível do nanômetro, e a faixa de erro pode ser controlada de forma estável a ± 3 nanômetros, que fornecem proteção confiável para cenários de aplicação com requisitos de precisão de revestimento extremamente altos.
Campos de aplicação: permitindo inovação e desenvolvimento em vários setores
Campo de informações eletrônicas
Na fabricação de dispositivos eletrônicos flexíveis, o equipamento de pulverização de atomização por grafeno ultrassônico desempenha um papel fundamental. Ao pulverizar a solução de grafeno uniformemente em um substrato de polímero flexível, um filme condutor transparente com alta condutividade e boa flexibilidade pode ser preparado. Este filme é amplamente utilizado em produtos como displays flexíveis e dispositivos eletrônicos vestíveis, possibilitando a magreza, a flexibilidade e o alto desempenho de produtos eletrônicos. Por exemplo, em monitores OLED flexíveis, os filmes condutores de grafeno pulverizados por ultrasonicamente são usados como eletrodos. Comparado aos eletrodos metálicos tradicionais, ele pode não apenas melhorar a transmitância de luz da tela e tornar a tela mais clara, mas também aumentar a flexibilidade da tela e reduzir o risco de danos causados pela flexão. Na fabricação de circuitos integrados, os revestimentos de grafeno podem ser usados para melhorar o desempenho de dissipação de calor dos chips. Ao pulverizar uniformemente o grafeno na superfície do chip e utilizando sua excelente condutividade térmica, o calor gerado pelo chip pode ser rapidamente dissipado, reduzindo efetivamente a temperatura do chip e melhorando a estabilidade operacional e a vida útil do chip.
Campo de armazenamento e conversão de energia
No campo das baterias de lítio, a pulverização ultrassônica da solução de grafeno na superfície dos materiais do eletrodo pode construir uma rede condutiva eficiente. Isso ajuda a melhorar significativamente a condutividade e a taxa de transferência de elétrons do eletrodo, melhorando assim a eficiência de carregamento e descarga e a vida útil da bateria de lítio. Dados experimentais mostram que a eficiência de carregamento e descarregamento dos eletrodos de bateria de lítio tratados com grafeno por pulverização ultrassônica pode ser aumentada em 20%- 30%, e a vida útil do ciclo da bateria pode ser estendida em 30%- 50%, o que fornece suporte técnico importante para promover o desenvolvimento da tecnologia de bateria de lítio e atender às necessidades das necessidades. No campo das células solares, a aplicação de revestimento de grafeno na superfície das células fotovoltaicas pode melhorar a eficiência da absorção de luz da bateria e a eficiência da transferência de carga, melhorando assim a eficiência da conversão fotoelétrica das células solares. Ao mesmo tempo, a alta estabilidade e a resistência à corrosão do grafeno também podem melhorar a vida útil das células solares em ambientes externos, reduzir os custos de manutenção e promover o uso eficiente e a ampla popularização da energia solar.
Campo de proteção e aprimoramento de material
Em termos de proteção do material metálico, após misturar grafeno com corrosão - Revestimentos resistentes, a pulverização por atomização ultrassônica na superfície do metal pode formar um revestimento protetor denso. Esse revestimento pode não apenas isolar efetivamente o metal do contato com o meio corrosivo externo, mas também utilizar as excelentes propriedades do grafeno para melhorar a resistência mecânica e a resistência ao desgaste do revestimento e melhorar significativamente a resistência à corrosão dos materiais metálicos em ambientes advertidos. Por exemplo, na engenharia marítima, o uso deste revestimento de grafeno para peças estruturais de metal, como navios e plataformas de perfuração offshore, pode prolongar bastante sua vida útil e reduzir os custos de manutenção e reposição. Na preparação de materiais compostos, o grafeno pulverizado ultrassônico pode ser disperso uniformemente no material da matriz, desempenhar o papel da fase de reforço e melhorar efetivamente as propriedades mecânicas dos materiais compósitos. Por exemplo, a adição de grafeno pulverizado ultrassonicamente a materiais compósitos de fibra de carbono utilizados no campo aeroespacial pode melhorar a força e a rigidez do material, enquanto reduzem o peso do material, fornecendo garantia de material para o projeto leve e o alto desempenho de desempenho dos veículos aeroespaciais.
Campo biomédico
No campo biomédico, o equipamento de pulverização de atomização por grafeno ultrassônico também mostrou um grande potencial de aplicação. Por exemplo, na preparação de portadores de drogas, uma solução de grafeno contendo medicamentos é pulverizada na superfície das nanopartículas através da atomização ultrassônica para preparar portadores de drogas com funções específicas. Esse transportador pode obter entrega precisa e liberação sustentada de medicamentos, melhorar o efeito terapêutico dos medicamentos e reduzir os efeitos colaterais dos medicamentos nos tecidos normais. Em termos de biossensores, pulverizando o revestimento de grafeno na superfície do sensor, a sensibilidade e a seletividade do sensor pode ser melhorada e a detecção rápida e precisa de moléculas biológicas pode ser alcançada, fornecendo uma ferramenta poderosa para diagnóstico de doenças e pesquisa biomédica.