Pracovné jadro ultrazvukového grafénového rozprašovacieho zariadenia je založené na kavitačnom účinku ultrazvukových vĺn a princíp vibrácií s vysokým obsahom frekvencie. Zariadenie sa skladá hlavne z ultrazvukového generátora, prevodníka, rozprašovania trysky a riadiaceho systému postrekovania.
Po spustení zariadenia generuje ultrazvukový generátor vysoko - frekvenčný elektrický signál, ktorý sa prenáša do prevodníka. Prevodník zvyčajne používa piezoelektrický keramický materiál, ktorý má charakteristiku, že po prijatí elektrického signálu s vysokým obsahom - frekvencia môže rýchlo premeniť elektrickú energiu na mechanickú energiu a vytvára násilné vibrácie až do desiatok tisíc krát za sekundu alebo dokonca vyšších frekvencií (20 kHz - 120 kHz). Táto vysoká - frekvenčná vibrácia sa prenáša do atomizujúcej dýzy. Keď grafénový roztok preteká dýzou, pod silným účinkom ultrazvukových vĺn sa vo vnútri roztoku generuje nespočetné množstvo malých kavitačných bublín. Tieto bubliny sa generujú okamžite a rýchlo praskajú, vytvárajú silnú nárazovú silu, atomizujú roztok grafénu do extrémne jemných a rovnomerných kvapôčok s priemerom iba niekoľkých mikrónov (nastaviteľné medzi 10 - 45 μm).
Na rozdiel od tradičného tlakového postrekovania, ktoré sa spolieha na vysoký - tlakový plyn na vyfúknutie kvapaliny do kvapôčok, je proces tvorby kvapôčok ultrazvukového rozprašovania atomizácie jemnejší a kontrolovateľnejší. Tieto kvapôčky grafénového roztoku s veľkosťou mikrónov - sú postriekané na povrch substrátového materiálu stabilným a rovnomerným spôsobom pod vedením presne upraveného vysokorýchlostného prúdu vzduchu. Po dosiahnutí povrchu substrátu sa kvapky rovnomerne nanesú a rozširujú a ako sa rozpúšťadlo odparuje, postupne sa vytvára vrstva grafénového povlaku s rovnomernou hrúbkou, hustotou a pevnou adhéziou. Prostredníctvom presnej kontroly kľúčových parametrov, ako je ultrazvuková frekvencia, výkon, prietok roztoku a čas postrekovania, môže byť hrúbka povlaku presne riadená na úrovni nanometrov a rozsah chýb môže byť stabilne kontrolovaný pri ± 3 nanometroch, ktoré poskytujú spoľahlivú ochranu pre aplikačné scenáre s extrémne vysokými požiadavkami na presnosť s presnosťou.
Aplikačné oblasti: umožnenie inovácií a rozvoja vo viacerých odvetviach
Elektronické informácie
Pri výrobe flexibilných elektronických zariadení zohráva kľúčovú úlohu ultrazvukový grafénový rozprašovací zariadenia. Postrekovaním grafénového roztoku rovnomerne na flexibilný polymérny substrát sa môže pripraviť priehľadný vodivý film s vysokou vodivosťou a dobrou flexibilitou. Tento film sa široko používa vo výrobkoch, ako sú flexibilné displeje a nositeľné elektronické zariadenia, čo umožňuje dosiahnuť tenkú, flexibilitu a vysoký výkon elektronických výrobkov. Napríklad v flexibilných OLED displejoch sa ako elektródy používajú ultrazvukovo striekané grafénové vodivé filmy. V porovnaní s tradičnými kovovými elektródami dokáže nielen zlepšiť priepustnosť obrazovky svetla a objasniť displej, ale tiež zlepšiť flexibilitu obrazovky a znížiť riziko poškodenia spôsobeného ohybom. V integrovanej výrobe obvodov sa grafénové povlaky môžu použiť na zlepšenie výkonu rozptylu tepla čipov. Rovnomerným rozprašovaním grafénu na povrch čipu a využitím jeho vynikajúcej tepelnej vodivosti sa teplo generované čipom môže rýchlo rozptýliť, čo účinne zníži teplotu čipu a zlepší prevádzkovú stabilitu a životnosť čipu.
Pole v oblasti ukladania energie a konverzie
V poli lítiových batérií môže ultrazvukové postrek grafénového roztoku na povrchu elektródových materiálov vytvárať efektívnu vodivú sieť. To pomáha výrazne zlepšiť vodivosť a rýchlosť prenosu elektrónov elektródy, čím sa zlepšuje účinnosť nabíjania a vybíjania a životnosť cyklu lítiovej batérie. Experimentálne údaje ukazujú, že účinnosť nabíjania a vybíjania elektród lítiových batérií ošetrených grafénom s ultrazvukovým rozprašovaním sa môže zvýšiť o 20%- 30%a životnosť cyklu batérie sa môže rozšíriť o 30%- 50%, čo poskytuje dôležitú technickú podporu na podporu vývoja technológie lítium a uspokojuje potreby elektrických vozidiel, staníc na energiu na skladovanie atď. V poli solárnych článkov môže použitie grafénového povlaku na povrch fotovoltaických buniek zlepšiť účinnosť absorpcie svetla a účinnosť prenosu náboja, čím sa zlepší účinnosť fotoelektrickej konverzie solárnych článkov. Súčasne môže vysoká stabilita a odolnosť proti korózii grafénu tiež zlepšiť služobnú životnosť solárnych článkov vo vonkajších prostrediach, znížiť náklady na údržbu a podporovať efektívne využívanie a rozšírenú popularizáciu solárnej energie.
Pole ochrany materiálu a vylepšenia
Pokiaľ ide o ochranu kovového materiálu, po zmiešaní grafénu s koróziou odolným povlakom môže ultrazvukové rozprašovanie atomizácie na kovový povrch tvoriť hustý ochranný povlak. Tento povlak môže nielen efektívne izolovať kov od kontaktu s vonkajším korozívnym médiom, ale tiež využívať vynikajúce vlastnosti grafénu na zvýšenie mechanickej pevnosti a odolnosti proti opotrebeniu a výrazne zlepšiť odolnosť kovových materiálov v drsnom prostredí v drsnom prostredí. Napríklad v námornom inžinierstve môže použitie tohto grafénového povlaku pre kovové štrukturálne časti, ako sú lode a pobrežné vŕtacie platformy, výrazne rozšíriť svoju životnosť a znížiť náklady na údržbu a výmenu. Pri príprave kompozitných materiálov môže byť ultrazvukový rozprašovaný grafén rovnomerne rozptýlený v matricovom materiáli, zohrávať úlohu výstužnej fázy a účinne zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitných materiálov. Napríklad pridanie ultrazvukovo nastriekaného grafénu do kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien používaných v leteckom poli môže zlepšiť pevnosť a stuhnutosť materiálu, pričom sa zníži hmotnosť materiálu, pričom poskytuje záruku materiálu pre ľahký dizajn a vysoký výkon leteckých vozidiel leteckých vozidiel.
Biomedicínske pole
V biomedicínskom poli zariadenie na rozprašovanie atomizácie ultrazvukového grafénu tiež ukázalo skvelý aplikačný potenciál. Napríklad pri príprave nosičov liečiva sa na povrch nanočastíc postrieka na povrch nanočastíc na povrch nanočastíc ultrazvukovú atomizáciu, aby sa pripravili nosiče liečiv so špecifickými funkciami. Tento nosič môže dosiahnuť presné dodanie a trvalé uvoľňovanie liekov, zlepšiť terapeutický účinok liekov a znížiť vedľajšie účinky liekov na normálne tkanivá. Pokiaľ ide o biosenzory, postrekovaním grafénového povlaku na povrchu senzora je možné zlepšiť citlivosť a selektivitu senzora a je možné dosiahnuť rýchlu a presnú detekciu biologických molekúl, čím sa poskytne silný nástroj na diagnostiku choroby a biomedicínsky výskum.