Trong thế giới của vật liệu nano, các ống nano carbon được ca ngợi là "vật liệu ngôi sao" vì tính chất cơ học, điện và nhiệt của chúng. Tuy nhiên, làm thế nào để chuyển đổi hiệu suất trên quy mô vi mô này một cách hiệu quả và chính xác thành các chức năng thực tế trong các thiết bị vĩ mô đã là một nút cổ chai hạn chế các ứng dụng quy mô lớn của nó. Các kỹ thuật phủ phim truyền thống, chẳng hạn như quay, cạo hoặc phun thông thường, thường khó vượt qua các rào cản như tính đồng nhất, lãng phí vật liệu và thiệt hại cấu trúc. Chính trong bối cảnh này, công nghệ phun siêu âm đã nổi lên như một quy trình có khả năng "dệt" chính xác mạng lưới ống nano carbon, mở ra cánh cửa mới cho việc sản xuất các thiết bị hiệu suất cao.

01 nút thắt công nghệ, khó khăn trong ứng dụng ống nano carbon

Ống nano carbon phải đối mặt với vấn đề phân tán không đồng đều và dễ kết hợp trong các ứng dụng vật liệu composite, đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học vật liệu. Ngay cả khi bổ sung hàm lượng rất thấp (0,01~0,05wt%), ống nano carbon có thể tăng đáng kể tính chất cơ học của vật liệu ma trận, nhưng tất cả điều này chỉ khi nó phải đạt được sự phân tán đồng đều. Các ống nano carbon có tính kỵ nước nội tại và năng lượng bề mặt cao, khiến chúng có xu hướng quấn quanh nhau để tạo thành các khối kết tụ thông qua van der Waals, điều này không chỉ làm giảm diện tích bề mặt cụ thể hiệu quả của chúng mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất hoạt động của chúng. Khi được sử dụng như một lớp phủ có thể phun, do tính chất gắn kết của các vật liệu này, chúng có thể thu thập hoặc kết tụ. Phương pháp phun sương truyền thống dễ làm trầm trọng thêm hiện tượng đoàn tụ mà không thể đạt được sự phân tán đồng đều ở cấp độ nano.

02 phun siêu âm, nguyên tắc phân tán chính xác

Công nghệ phun siêu âm sử dụng năng lượng rung tần số cao (50-120kHz) để chuyển đổi chất lỏng thành các giọt nhỏ đồng nhất; Công nghệ cốt lõi của nó cũng nằm trong hiệu ứng cavitation được tạo ra bởi siêu âm trước để đạt được sự phân tán đồng đều của các ống nano carbon trong dung môi. Khi sóng âm lan truyền trong môi trường lỏng, sự sụp đổ tức thời của các bong bóng siêu nhỏ hình thành có thể tạo ra nhiệt độ cao cục bộ, áp suất cao và sóng xung kích mạnh, điều kiện vật lý này có thể tách các cụm ống nano carbon một cách hiệu quả, giống như việc giải phóng sự vướng víu của chúng bằng một "dao mổ nano" chính xác. Kết hợp với công nghệ ứng dụng siêu âm chuyên nghiệp, FUNSONIC đã phát triển một loạt các thiết bị phun chính xác tự động khác nhau, cung cấp các giải pháp mới cho việc phủ ống nano carbon. Không giống như các phương pháp phun sương truyền thống đòi hỏi điều kiện nhiệt độ cao hoặc áp suất cao, quá trình phun thiết bị phun sương siêu âm không cần thêm nhiệt độ cao hoặc áp suất cao, có thể tránh sự hình thành hiện tượng đoàn tụ của cấu trúc ống và bề mặt của ống nano carbon. Nó tạo ra các giọt nguyên tử nhẹ hơn và đồng đều hơn, làm giảm sự gãy và biến dạng của các ống nano carbon do lực cắt cơ học.

03 Năm lợi thế lớn thể hiện sức cạnh tranh kỹ thuật

Công nghệ phun siêu âm có nhiều lợi thế đáng kể trong việc phủ ống nano carbon, cho phép nó thể hiện triển vọng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc ống nano carbon là một trong những lợi thế chính. Nguyên tử siêu âm tránh gãy và biến dạng của ống nano carbon do lực cắt cơ học, duy trì tính chất tuyệt vời của đặc điểm này.

Tính đồng đều cao và khả năng kiểm soát là một lợi thế lớn khác. Siêu âm có thể phân tán dung dịch thành các giọt nano, tạo thành một màng hoặc lớp phủ đồng nhất. Bằng cách điều chỉnh chính xác các thông số nguyên tử (tần số, tốc độ dòng chảy, khoảng cách), hiệu ứng phun khác nhau có thể đạt được và đáp ứng nhiều nhu cầu ứng dụng.

Việc sử dụng vật liệu cao làm giảm đáng kể chi phí sản xuất, đặc biệt là đối với các vật liệu ống nano carbon đắt tiền. Việc sử dụng vật liệu phun siêu âm có thể đạt hơn 90%, giảm đáng kể chất thải.

Công nghệ này cũng thích hợp cho các chất nền và hoa văn phức tạp, có khả năng đạt được lớp phủ đồng đều trên nhiều loại vật liệu cơ bản và có thể được sử dụng kết hợp với các thiết bị sản xuất khác, mở rộng lĩnh vực ứng dụng của nó.

Độ bám dính mạnh mẽ của lớp phủ được hưởng lợi từ diện tích bề mặt cụ thể cao và tính chất cơ học tuyệt vời của ống nano carbon. Sự ra đời của ống nano carbon thông qua phun siêu âm có thể tạo ra một cấu trúc phủ dày đặc và mạnh mẽ hơn, do đó cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ.

Công nghệ phun siêu âm cung cấp một con đường hiệu quả và chính xác để áp dụng ống nano carbon. Như các nhà nghiên cứu đã nói, thông qua hiệu ứng cavitation siêu âm - chuẩn bị một dung dịch đồng nhất và sau đó rung tần số cao siêu âm - tạo ra một nguyên tử lỏng, cho phép các ống nano carbon phân bố đều trên cơ sở, xây dựng một mạng lưới dẫn điện 3D có thể so sánh với "mạch thần kinh". Trong tương lai, với sự tối ưu hóa và đổi mới liên tục của công nghệ phun siêu âm, ống nano carbon dự kiến sẽ thể hiện tiềm năng phi thường của nó trong nhiều lĩnh vực như năng lượng, điện tử, y tế, v.v., để mang lại sức sống mới cho tiến bộ khoa học và công nghệ và phát triển công nghiệp.

FUNSONICTrong những năm qua, siêu âm Pan Am đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm thực tiễn và dữ liệu, có phòng thí nghiệm ứng dụng siêu âm mở, cung cấp hoạt động kiểm chứng miễn phí cho đông đảo người dùng. Đối với quy mô lớn, diện tích lớn, liên tục dây chuyền sản xuất tự động nhu cầu, cũng có thể theo nhu cầu cụ thể của người dùng và quá trình công nghệ, thiết kế để cung cấp một giải pháp một cửa để đáp ứng tự động phun chính xác và chuẩn bị lớp phủ cao cấp.