Bërthama e punës e pajisjeve të spërkatjes së atomizimit të grafenit ultrasonik bazohet në efektin e kavitacionit të valëve tejzanor dhe parimin e dridhjeve të frekuencës së lartë. Pajisjet janë kryesisht të përbëra nga gjenerator tejzanor, dhënës, grykë atomizuese dhe sistem i kontrollit të spërkatjes.
Kur fillimi i pajisjeve, gjeneratori tejzanor gjeneron një sinjal elektrik të frekuencës së lartë - e cila transmetohet në dhënësin. Shndërruesi zakonisht përdor materiale qeramike piezoelektrike, e cila ka karakteristikën që pasi të marrë sinjalin elektrik të frekuencës së lartë, ai mund të shndërrojë shpejt energjinë elektrike në energji mekanike, duke gjeneruar dridhje të dhunshme deri në dhjetëra mijëra herë në sekondë ose edhe frekuenca më të larta (20kHz - 120kHz). Kjo dridhje e lartë - frekuencore transmetohet në grykën atomizuese. Kur zgjidhja e grafenit rrjedh nëpër hundë, nën efektin e fuqishëm të valëve tejzanor, flluska të panumërta të vogla të kavitacionit gjenerohen brenda zgjidhjes. Këto flluska gjenerohen menjëherë dhe shpërthejnë shpejt, duke gjeneruar një forcë të fortë ndikimi, duke atomizuar zgjidhjen e grafenit në pikat jashtëzakonisht të imëta dhe uniforme me një diametër vetëm disa mikron (të rregullueshëm midis 10 - 45 μm).
Për dallim nga spërkatja tradicionale e presionit, e cila mbështetet në të lartë - gazi i presionit për të hedhur lëng në pikat, procesi i formimit të pikave të spërkatjes së atomizimit tejzanor është më delikate dhe e kontrollueshme. Këto pikat e zgjidhjes së grafenit me madhësi mikron - janë spërkatur në sipërfaqen e materialit të substratit në një mënyrë të qëndrueshme dhe uniforme nën drejtimin e një rrjedhë të ajrit të lartë të rregulluar saktësisht të rregulluar. Pas arritjes së sipërfaqes së substratit, pikat depozitohen dhe përhapen në mënyrë të barabartë, dhe ndërsa tretësja avullon, gradualisht formohet një shtresë e veshjes së grafenit me trashësi, densitet dhe ngjitje të fortë. Përmes kontrollit të saktë të parametrave kryesorë si frekuenca tejzanor, fuqia, shkalla e rrjedhës së zgjidhjes dhe koha e spërkatjes, trashësia e veshjes mund të kontrollohet saktësisht në nivelin e nanometrit, dhe diapazoni i gabimit mund të kontrollohet në mënyrë të qëndrueshme në nanometra ± 3 nanometra, i cili siguron mbrojtje të besueshme për skenari të aplikimit me kërkesa jashtëzakonisht të larta të saktësisë së veshjes.
Fushat e Aplikimit: Mundësimi i inovacionit dhe zhvillimit në industri të shumta
Fusha e informacionit elektronik
Në prodhimin e pajisjeve elektronike fleksibël, pajisjet tejzanor të spërkatjes së atomizimit të grafenit luan një rol kryesor. Duke spërkatur zgjidhjen e grafenit në mënyrë të barabartë në një substrat fleksibël polimer, mund të përgatitet një film përçues transparent me përçueshmëri të lartë dhe fleksibilitet të mirë. Ky film është përdorur gjerësisht në produkte të tilla si ekranet fleksibël dhe pajisjet elektronike të veshshme, duke bërë të mundur arritjen e hollësisë, fleksibilitetit dhe performancës së lartë të produkteve elektronike. Për shembull, në ekranet fleksibël OLED, filmat përçues të grafenit të spërkatur ultrasonikisht përdoren si elektroda. Krahasuar me elektrodat tradicionale metalike, por jo vetëm që mund të përmirësojë transmetimin e dritës së ekranit dhe ta bëjë ekranin më të qartë, por gjithashtu të përmirësojë fleksibilitetin e ekranit dhe të zvogëlojë rrezikun e dëmtimit të shkaktuar nga lakimi. Në prodhimin e qarkut të integruar, veshjet e grafenit mund të përdoren për të përmirësuar performancën e shpërndarjes së nxehtësisë së çipave. Duke spërkatur në mënyrë të barabartë grafenin në sipërfaqen e çipit dhe duke përdorur përçueshmërinë e tij të shkëlqyeshme termike, nxehtësia e gjeneruar nga çipi mund të shpërndahet shpejt, duke zvogëluar në mënyrë efektive temperaturën e çipit dhe duke përmirësuar stabilitetin e funksionimit dhe jetën e çipit.
Ruajtja e energjisë dhe fusha e konvertimit
Në fushën e baterive të litiumit, spërkatja tejzanor e zgjidhjes së grafenit në sipërfaqen e materialeve të elektrodës mund të ndërtojë një rrjet efikas përçues. Kjo ndihmon për të përmirësuar ndjeshëm përcjellshmërinë dhe shkallën e transferimit të elektroneve të elektrodës, duke përmirësuar kështu efikasitetin e karikimit dhe shkarkimit dhe jetën e ciklit të baterisë së litiumit. Të dhënat eksperimentale tregojnë se karikimi dhe efikasiteti i shkarkimit të elektrodave të baterisë litium të trajtuara me grafen ultrasonik të spërkatjes mund të rritet me 20%- 30%, dhe jeta e ciklit të baterisë mund të zgjatet me 30%- 50%, gjë që ofron mbështetje të rëndësishme teknike për promovimin e zhvillimit të teknologjisë së baterive litium dhe plotësimin e nevojave të automjeteve elektrike, stacionet e energjisë për ruajtjen e energjisë, etj për bateritë e larta - të performancës. Në fushën e qelizave diellore, aplikimi i veshjes së grafenit në sipërfaqen e qelizave fotovoltaike mund të përmirësojë efikasitetin e thithjes së dritës së baterisë dhe efikasitetin e transferimit të ngarkesës, duke përmirësuar kështu efikasitetin e konvertimit fotoelektrik të qelizave diellore. Në të njëjtën kohë, stabiliteti i lartë dhe rezistenca ndaj korrozionit të grafenit gjithashtu mund të përmirësojnë jetën e shërbimit të qelizave diellore në mjedise të jashtme, të zvogëlojnë kostot e mirëmbajtjes dhe të promovojnë përdorimin efikas dhe popullarizimin e gjerë të energjisë diellore.
Mbrojtja e materialit dhe fusha e përmirësimit
Për sa i përket mbrojtjes së materialit metalik, pas përzierjes së grafenit me korrozion - Veshjet rezistente, spërkatja e atomizimit tejzanor në sipërfaqen metalike mund të formojë një shtresë mbrojtëse të dendur. Kjo shtresë jo vetëm që mund të izolojë në mënyrë efektive metalin nga kontakti me mediumin e jashtëm korroziv, por gjithashtu të përdor vetitë e shkëlqyera të grafenit për të përmirësuar forcën mekanike dhe rezistencën e veshjes së veshjes, dhe të përmirësojë ndjeshëm rezistencën e korrozionit të materialeve metalike në mjedise të ashpra. Për shembull, në inxhinierinë detare, përdorimi i kësaj shtrese grafeni për pjesët strukturore metalike siç janë anijet dhe platformat e shpimit në det të hapur mund të zgjasin shumë jetën e tyre të shërbimit dhe të zvogëlojnë kostot e mirëmbajtjes dhe zëvendësimit. Në përgatitjen e materialeve të përbëra, grafeni tejzanor i spërkatur mund të shpërndahet në mënyrë të barabartë në materialin e matricës, të luajë rolin e fazës përforcuese dhe të përmirësojë në mënyrë efektive vetitë mekanike të materialeve të përbëra. Për shembull, shtimi i grafenit të spërkatur ultrasonikisht në materiale të përbëra të fibrave të karbonit të përdorura në fushën e hapësirës ajrore mund të përmirësojë forcën dhe ngurtësinë e materialit, ndërsa zvogëlon peshën e materialit, duke siguruar garanci materiale për modelin e lehtë dhe të lartë - Fluturimi i performancës së automjeteve të hapësirës ajrore.
Fushë biomjekësore
Në fushën biomjekësore, pajisjet e spërkatjes së atomizimit tejzanor të grafenit kanë treguar gjithashtu një potencial të shkëlqyeshëm aplikimi. Për shembull, në përgatitjen e transportuesve të ilaçeve, një zgjidhje e grafenit që përmban ilaçe është spërkatur në sipërfaqen e nanopartikujve përmes atomizimit tejzanor për të përgatitur transportuesit e drogës me funksione specifike. Ky transportues mund të arrijë shpërndarjen e saktë dhe lëshimin e qëndrueshëm të ilaçeve, të përmirësojë efektin terapeutik të ilaçeve dhe të zvogëlojë efektet anësore të ilaçeve në indet normale. Për sa i përket biosensorëve, duke spërkatur veshjen e grafenit në sipërfaqen e sensorit, mund të arrihet ndjeshmëria dhe selektiviteti i sensorit, dhe mund të arrihet zbulimi i shpejtë dhe i saktë i molekulave biologjike, duke siguruar një mjet të fuqishëm për diagnostikimin e sëmundjes dhe hulumtimin biomjekësor.