แกนกลางที่ทำงานของอุปกรณ์ฉีดพ่นกราฟีนอัลตราโซนิกนั้นขึ้นอยู่กับผลกระทบของคลื่นอัลตราโซนิกและหลักการของการสั่นสะเทือนความถี่สูง - อุปกรณ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัลตราโซนิกตัวแปลงสัญญาณหัวฉีดอะตอมและระบบควบคุมการฉีดพ่น
เมื่ออุปกรณ์เริ่มต้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัลตราโซนิกจะสร้างสัญญาณไฟฟ้าความถี่สูง - ซึ่งส่งไปยังตัวแปลงสัญญาณ ทรานสดิวเซอร์มักจะใช้วัสดุเซรามิก piezoelectric ซึ่งมีลักษณะที่หลังจากได้รับสัญญาณไฟฟ้าสูง - ความถี่มันสามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเชิงกลอย่างรวดเร็วสร้างการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงสูงถึงหลายหมื่นครั้งต่อวินาทีหรือสูงกว่า (20kHz - 120kHz) การสั่นสะเทือนที่สูง - ความถี่นี้ถูกส่งไปยังหัวฉีดอะตอม เมื่อสารละลายกราฟีนไหลผ่านหัวฉีดภายใต้เอฟเฟกต์อันทรงพลังของคลื่นอัลตราโซนิกฟองอากาศขนาดเล็กนับไม่ถ้วนจะถูกสร้างขึ้นภายในสารละลาย ฟองเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นทันทีและระเบิดได้อย่างรวดเร็วสร้างแรงกระแทกที่แข็งแกร่งทำให้เกิดการแก้ปัญหากราฟีนเป็นหยดที่ละเอียดมากและสม่ำเสมอด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่ไมครอน (ปรับได้ระหว่าง 10 - 45μm)
ซึ่งแตกต่างจากการฉีดพ่นแรงดันแบบดั้งเดิมซึ่งขึ้นอยู่กับสูง - ก๊าซความดันที่จะเป่าของเหลวลงในหยดน้ำกระบวนการก่อตัวของหยดน้ำของการฉีดพ่นอะตอมอัลตร้าโซนิกนั้นบอบบางและควบคุมได้มากขึ้น หยดสารละลายกราฟีนขนาดไมครอนเหล่านี้จะถูกพ่นลงบนพื้นผิวของวัสดุพื้นผิวในลักษณะที่มั่นคงและสม่ำเสมอภายใต้คำแนะนำของการไหลเวียนของอากาศความเร็วสูงที่ปรับได้อย่างแม่นยำ หลังจากมาถึงพื้นผิวของสารตั้งต้นหยดจะถูกสะสมและแพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอและเมื่อตัวทำละลายระเหยเป็นชั้นของการเคลือบกราฟีนที่มีความหนาสม่ำเสมอความหนาแน่นและการยึดเกาะที่มั่นคงจะค่อยๆเกิดขึ้น ผ่านการควบคุมที่แม่นยำของพารามิเตอร์สำคัญเช่นความถี่อัลตราโซนิก, พลังงาน, อัตราการไหลของสารละลายและเวลาการพ่นความหนาการเคลือบสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำในระดับนาโนเมตรและช่วงข้อผิดพลาดสามารถควบคุมได้ที่± 3 นาโนเมตรซึ่งให้การป้องกันที่เชื่อถือได้

ฟิลด์แอปพลิเคชัน: การเปิดใช้งานนวัตกรรมและการพัฒนาในหลายอุตสาหกรรม
เขตข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์
ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นอุปกรณ์ฉีดพ่นกราฟีนอัลตราโซนิกมีบทบาทสำคัญ ด้วยการพ่นสารละลายกราฟีนอย่างสม่ำเสมอบนสารตั้งต้นพอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นจะเป็นฟิล์มนำไฟฟ้าโปร่งใสที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและมีความยืดหยุ่นที่ดีสามารถเตรียมได้ ฟิล์มนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์เช่นจอแสดงผลที่ยืดหยุ่นและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ทำให้สามารถบรรลุความบางความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพสูงของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่นในจอแสดงผล OLED ที่ยืดหยุ่นได้ใช้ฟิล์มนำไฟฟ้ากราฟีนที่ถูกพ่นด้วยอัลตร้าซอนเป็นอิเล็กโทรด เมื่อเทียบกับขั้วไฟฟ้าโลหะแบบดั้งเดิมไม่เพียง แต่สามารถปรับปรุงการส่งผ่านแสงของหน้าจอและทำให้จอแสดงผลชัดเจนขึ้น แต่ยังช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของหน้าจอและลดความเสี่ยงของความเสียหายที่เกิดจากการดัด ในการผลิตวงจรรวมการเคลือบกราฟีนสามารถใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของชิป โดยการฉีดกราฟีนอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวของชิปและใช้การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมความร้อนที่เกิดจากชิปสามารถกระจายไปอย่างรวดเร็วลดอุณหภูมิชิปและปรับปรุงความเสถียรในการทำงานและอายุการใช้งานของชิป
การจัดเก็บพลังงานและสนามแปลง
ในสนามของแบตเตอรี่ลิเธียมการพ่นอัลตราโซนิกของสารละลายกราฟีนบนพื้นผิวของวัสดุอิเล็กโทรดสามารถสร้างเครือข่ายนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ สิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้าและอัตราการถ่ายโอนอิเล็กตรอนของอิเล็กโทรดอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและการปลดปล่อยและอายุการใช้งานรอบของแบตเตอรี่ลิเธียม ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการชาร์จและการปลดปล่อยของอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเธียมที่ได้รับการรักษาด้วยกราฟีนสเปรย์อัลตราโซนิกสามารถเพิ่มขึ้นได้ 20%- 30%และอายุการใช้งานรอบแบตเตอรี่สามารถขยายได้ 30%- 50%ซึ่งให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญ ในสาขาของเซลล์แสงอาทิตย์การใช้การเคลือบกราฟีนกับพื้นผิวของเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดซับแสงของแบตเตอรี่และประสิทธิภาพการถ่ายโอนประจุซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของเซลล์แสงอาทิตย์ ในขณะเดียวกันความมั่นคงและความต้านทานการกัดกร่อนสูงของกราฟีนยังสามารถเพิ่มอายุการใช้งานของเซลล์แสงอาทิตย์ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและส่งเสริมการใช้งานที่มีประสิทธิภาพและความนิยมอย่างกว้างขวางของพลังงานแสงอาทิตย์
การป้องกันวัสดุและเขตข้อมูลการปรับปรุง
ในแง่ของการป้องกันวัสดุโลหะหลังจากผสมกราฟีนกับการกัดกร่อน - การเคลือบที่ทนต่อการฉีดอะตอมอัลตราโซนิกบนพื้นผิวโลหะสามารถสร้างการเคลือบป้องกันความหนาแน่น การเคลือบนี้ไม่เพียง แต่สามารถแยกโลหะออกจากการสัมผัสกับสื่อการกัดกร่อนภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังใช้คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของกราฟีนเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานการสึกหรอของการเคลือบและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุโลหะในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ตัวอย่างเช่นในวิศวกรรมทางทะเลการใช้การเคลือบกราฟีนนี้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะเช่นเรือและแพลตฟอร์มการขุดเจาะนอกชายฝั่งสามารถยืดอายุการใช้งานได้อย่างมากและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและการทดแทน ในการเตรียมวัสดุคอมโพสิตกราฟีนสเปรย์อัลตราโซนิกสามารถกระจายตัวอย่างเท่าเทียมกันในวัสดุเมทริกซ์มีบทบาทของเฟสเสริมแรงและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นการเพิ่มกราฟีนที่พ่นด้วยอัลตร้าซอนลงในวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ในสนามอากาศยานสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุในขณะที่ลดน้ำหนักของวัสดุให้การรับประกันวัสดุสำหรับการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา
เขตชีวการแพทย์
ในสนามชีวการแพทย์อุปกรณ์การฉีดพ่นอะตอมอัลตร้าโซนิกกราฟีนได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้งานที่ยอดเยี่ยมเช่นกัน ตัวอย่างเช่นในการเตรียมผู้ให้บริการยาสารละลายกราฟีนที่มียาจะถูกพ่นบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนผ่านการทำให้เป็นอัลตราโซนิกเพื่อเตรียมผู้ให้บริการยาที่มีฟังก์ชั่นเฉพาะ ผู้ให้บริการรายนี้สามารถส่งการส่งมอบที่แม่นยำและปล่อยยาอย่างต่อเนื่องปรับปรุงผลการรักษาของยาและลดผลข้างเคียงของยาเสพติดต่อเนื้อเยื่อปกติ ในแง่ของ biosensors โดยการพ่นการเคลือบกราฟีนบนพื้นผิวเซ็นเซอร์ความไวและการคัดเลือกของเซ็นเซอร์สามารถปรับปรุงได้และการตรวจหาโมเลกุลชีวภาพอย่างรวดเร็วและแม่นยำสามารถทำได้ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการวินิจฉัยโรคและการวิจัยทางชีวภาพ






