Delovno jedro ultrazvočne opreme za brizganje atomizacije grafena temelji na kavitacijskem učinku ultrazvočnih valov in načelu visoke - frekvenčne vibracije. Oprema je sestavljena predvsem iz ultrazvočnega generatorja, pretvornika, atomiziranega šobe in krmilnega sistema za razprševanje.
Ko se oprema zažene, ultrazvočni generator ustvari visoko - frekvenčni električni signal, ki se prenaša na pretvornik. Transduktor običajno uporablja piezoelektrični keramični material, ki ima značilnost, da lahko po sprejemu visokega - frekvenčnega električnega signala hitro pretvori električno energijo v mehansko energijo, pri čemer ustvari nasilne vibracije do več deset tisoč krat na sekundo ali celo višje frekvence (20KHz - 120kHz). Ta visoka - frekvenčna vibracija se prenaša v šobo za atomizacijo. Ko raztopina grafena teče skozi šobo, pod močnim učinkom ultrazvočnih valov nastajajo nešteto drobnih kavitacijskih mehurčkov znotraj raztopine. Ti mehurčki se takoj ustvarijo in hitro počijo, ustvarijo močno udarno silo, ki raztopi grafensko raztopino na izjemno fine in enakomerne kapljice s premerom le nekaj mikronov (nastavljivo med 10 - 45 μm).
Za razliko od tradicionalnega brizganja tlaka, ki se opira na visok - tlačni plin, da piha tekočino v kapljice, je postopek tvorbe kapljic ultrazvočnega brizganja atomizacije bolj občutljiv in nadzorovan. Te kapljice grafenske raztopine z mikronom - velikosti razpršijo na površino substratnega materiala na stabilen in enakomeren način pod vodstvom natančno prilagojenega visokega - hitrostnega pretoka zraka. Po doseganju površine substrata se kapljice enakomerno odložijo in razširijo, in ko topilo izhlapi, se postopoma tvori plast grafenske prevleke z enakomerno debelino, gostoto in trdno oprijem. Z natančnim nadzorom ključnih parametrov, kot so ultrazvočna frekvenca, moč, hitrost pretoka raztopine in čas škropljenja, je debelina prevleke mogoče natančno nadzorovati na ravni nanometra, območje napak pa je mogoče stabilno nadzorovati pri ± 3 nanometri, kar zagotavlja zanesljivo zaščito za scenarije z izjemno visoko natančnostjo.
Področja aplikacij: Omogočanje inovacij in razvoja v več panogah
Polje elektronskega informacijskega polja
Pri proizvodnji fleksibilnih elektronskih naprav ima ključno vlogo ultrazvočna oprema za brizganje grafena. By spraying the graphene solution evenly on a flexible polymer substrate, a transparent conductive film with high conductivity and good flexibility can be prepared. This film is widely used in products such as flexible displays and wearable electronic devices, making it possible to achieve thinness, flexibility and high performance of electronic products. Na primer, v prilagodljivih OLED zaslonih se kot elektrode uporabljajo ultrazvočno razpršeni grafenski prevodni filmi. Compared with traditional metal electrodes, it can not only improve the light transmittance of the screen and make the display clearer, but also enhance the flexibility of the screen and reduce the risk of damage caused by bending. Pri integrirani proizvodnji vezja se lahko uporabijo grafenski prevleki za izboljšanje zmogljivosti odvajanja toplote. By evenly spraying graphene on the surface of the chip and utilizing its excellent thermal conductivity, the heat generated by the chip can be quickly dissipated, effectively reducing the chip temperature and improving the operating stability and life of the chip.
Polje za shranjevanje in pretvorbo energije
In the field of lithium batteries, ultrasonic spraying of graphene solution on the surface of electrode materials can build an efficient conductive network. This helps to significantly improve the conductivity and electron transfer rate of the electrode, thereby improving the charging and discharging efficiency and cycle life of the lithium battery. Experimental data show that the charging and discharging efficiency of lithium battery electrodes treated with ultrasonic spraying graphene can be increased by 20%-30%, and the battery cycle life can be extended by 30%-50%, which provides important technical support for promoting the development of lithium battery technology and meeting the needs of electric vehicles, energy storage power stations, etc. for high-performance batteries. In the field of solar cells, applying graphene coating to the surface of photovoltaic cells can improve the battery's light absorption efficiency and charge transfer efficiency, thereby improving the photoelectric conversion efficiency of solar cells. At the same time, the high stability and corrosion resistance of graphene can also enhance the service life of solar cells in outdoor environments, reduce maintenance costs, and promote the efficient use and widespread popularization of solar energy.
Polje za zaščito materiala in izboljšanje
In terms of metal material protection, after mixing graphene with corrosion-resistant coatings, ultrasonic atomization spraying on the metal surface can form a dense protective coating. This coating can not only effectively isolate the metal from the contact with the external corrosive medium, but also utilize the excellent properties of graphene to enhance the mechanical strength and wear resistance of the coating, and significantly improve the corrosion resistance of metal materials in harsh environments. For example, in marine engineering, the use of this graphene coating for metal structural parts such as ships and offshore drilling platforms can greatly extend their service life and reduce maintenance and replacement costs. In the preparation of composite materials, ultrasonic sprayed graphene can be evenly dispersed in the matrix material, play the role of reinforcing phase, and effectively improve the mechanical properties of composite materials. For example, adding ultrasonically sprayed graphene to carbon fiber composite materials used in the aerospace field can improve the strength and stiffness of the material, while reducing the weight of the material, providing material guarantee for the lightweight design and high-performance flight of aerospace vehicles.
Biomedicinsko polje
Na biomedicinskem polju je ultrazvočna oprema za brizganje ultrazvočnega grafena pokazala tudi odličen potencial uporabe. Na primer, pri pripravi nosilcev zdravil se na površini nanodelcev z ultrazvočno atomizacijo razprši raztopino grafena, ki vsebujejo zdravila, da pripravijo nosilce zdravil s specifičnimi funkcijami. Ta nosilec lahko doseže natančno dostavo in trajno sproščanje zdravil, izboljša terapevtski učinek zdravil in zmanjša stranske učinke zdravil na normalna tkiva. Glede na biosenzorje je mogoče z brizganjem grafenske prevleke na površini senzorja izboljšati občutljivost in selektivnost senzorja in doseči hitro in natančno odkrivanje bioloških molekul, ki zagotavlja močno orodje za diagnozo bolezni in biomedicinske raziskave.