Lĩnh vực năng lượng liên quan đến tất cả các ngành sản xuất, sản xuất, bán và phân phối năng lượng. Nó bao gồm các ngành công nghiệp dầu khí, than đá, năng lượng hạt nhân và năng lượng tái tạo.

Ngành năng lượng đang phát triển với nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng ở mọi nơi trên thế giới, cũng như môi trường và điều kiện tiên quyết để sử dụng nhiên liệu thay đổi liên tục. Khi tính khả thi về công nghệ, cơ sở hạ tầng hiện có, lợi ích kinh tế và tình hình địa chính trị liên tục thay đổi, các nhánh năng lượng liên tục thích ứng với tình hình mới cũng sẽ xuất hiện. Các nhánh hiện tại sẽ phát triển để đáp ứng nhu cầu mới, trong khi các phương pháp thu thập năng lượng mới sẽ tiếp tục xuất hiện.

[Xử lý bề mặt và lớp phủ - lớp phủ nano chức năng và lớp phủ hạt nano]

Lớp phủ truyền thống thường được sử dụng để bảo vệ vật liệu bên dưới hoặc cải thiện sự xuất hiện trực quan của nó. Ngoài ra, sơn cho các chức năng khác thu hút ngày càng nhiều sự quan tâm nghiên cứu. Những loại lớp phủ này thường được gọi là lớp phủ chức năng.

Các lớp phủ chức năng khác nhau được sử dụng rộng rãi, nhưng các lớp phủ được nghiên cứu nhiều nhất là chống bẩn, kháng khuẩn, dẫn điện, tự làm sạch, đổi màu ánh sáng và nhiệt, tự chữa lành và siêu kỵ nước.

Tùy thuộc vào chức năng mà lớp phủ cần đáp ứng, các chiến lược phủ khác nhau là cần thiết. Một lớp phủ chức năng đơn giản có thể được chuẩn bị bằng cách sử dụng lớp phủ ngâm tẩm, chỉ cần một lượng nhỏ kiểm soát cấu trúc và độ dày của lớp phủ. Đối với lớp phủ tiên tiến hơn, công nghệ Langmuir Blodgett và Langmuir Schaefer kiểm soát chính xác độ dày màng và mật độ đóng gói. Công nghệ Langmuir-Blodgett đã được sử dụng để lắng đọng các hạt nano được sử dụng trong cửa sổ thông minh cũng như lắng đọng graphene cho các ứng dụng điện tử. Sự lắng đọng của các hạt nano và việc xây dựng các cấu trúc nanocomposite chức năng cũng có thể được mô tả bằng QSense QCM-D.

Có một số công cụ có sẵn để mô tả trực quan, phân tử và ướt của lớp phủ.

Đặc điểm của lớp phủ siêu kỵ nước

Lớp phủ siêu kỵ nước nhận được sự chú ý rộng rãi do ứng dụng của nó trên các bề mặt như cửa sổ tự làm sạch hoặc chống đóng băng. Theo định nghĩa, siêu kỵ nước có thể đạt được khi góc tiếp xúc tĩnh với nước vượt quá 150 ° và độ trễ góc tiếp xúc thấp. Do đó, đặc tính của lớp phủ siêu kỵ nước có thể được thực hiện bằng cách đo góc tiếp xúc tĩnh và động.

Xem hội thảo trên web được ghi lại: Bề mặt siêu kỵ nước - Từ phòng thí nghiệm đến các ứng dụng thực tế

Độ bền của bề mặt siêu kỵ nước - rào cản lớn nhất đối với các ứng dụng thực tế

Sự lắng đọng của các hạt nano cho lớp phủ cửa sổ thông minh

Khi chúng ta ngày càng quan tâm đến tương lai của hành tinh, các cách tiết kiệm năng lượng khác nhau đang được nghiên cứu nhiều hơn. Hầu hết năng lượng tiêu thụ của chúng tôi được sử dụng để sưởi ấm hoặc làm mát các tòa nhà. Có thể có các giải pháp khác nhau để cải thiện cách nhiệt của các tòa nhà của chúng tôi và các cửa sổ thông minh mới lạ trở thành tâm điểm của sự chú ý. Một trong những loại cửa sổ thông minh thú vị này được làm từ vật liệu thay đổi màu sắc nhiệt độ có thể thay đổi màu sắc khi nhiệt độ thay đổi. Do đó, các cửa sổ được phủ màng nhiệt có thể kiểm soát sự trao đổi nhiệt qua kính. Giữ nhiệt trong nhà trong thời tiết lạnh; Khi trời nóng, cửa sổ ngăn bức xạ hồng ngoại từ mặt trời xâm nhập vào tòa nhà.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học College London (UCL) đã sử dụng công nghệ Langmuir-Blodgett (LB) để phát triển một phương pháp phủ bề mặt kính bằng các quả bóng nano polystyrene. Họ đã sử dụng LB để chuẩn bị các lớp hạt nano có trật tự cao có thể được sử dụng làm mặt nạ khắc trong các quy trình tiếp theo. Cấu trúc nano kết quả có thể được phủ vanadi dioxide, cho phép các cửa sổ có tính chất chống phản xạ tương tự được tìm thấy trong mắt bướm đêm. Nó làm giảm lượng ánh sáng phản chiếu bên trong phòng xuống dưới 5%, hiệu quả tốt hơn nhiều so với các cửa sổ phủ vanadi dioxide của các nguyên mẫu khác.

Một lớp đơn phân tử polystyrene nanosphere có đường kính 200nm được lắng đọng trên một tấm nền thạch anh bằng công nghệ Langmuir Blodgett trên khe trung bình KSV NIMA.

(a) Hình ảnh AFM của một lớp phân tử đơn lẻ, (b) Biến đổi Fourier của cùng một hình ảnh thể hiện sự kết tinh tuyệt vời có thể đạt được với kỹ thuật này. Bản quyền Dr. Alaric Taylor.

Ngoài việc cải thiện các đặc tính phản chiếu của cửa sổ, cấu trúc nano cũng có thể tự làm sạch. Bề mặt cửa sổ rất chịu nước, có nghĩa là chúng tạo thành những giọt nước hình cầu khi mưa rơi xuống bề mặt, dễ dàng lăn ra khỏi cửa sổ, thu thập bụi bẩn, bụi và các chất gây ô nhiễm khác và mang chúng đi. Đặc biệt đối với các cửa sổ được sử dụng trong các tòa nhà chọc trời đầy thách thức để làm sạch cửa sổ, đây là hiệu suất rất cần thiết. Bằng cách sử dụng các phép đo góc tiếp xúc tĩnh và động, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu rộng rãi các đặc tính tự làm sạch của bề mặt.

[1] Taylor, A. Motheye cửa sổ thông minh Kính lấy cảm hứng sinh học, đáp ứng nhiệt độ để điều chỉnh nhiệt độ thụ động của tòa nhà với khả năng tự làm sạch (Luận án tiến sĩ chưa được xuất bản). (2016) Đại học London, London, Vương quốc Anh.

Taylor, A. et al., A Bioinspired solution for spectrally selective thermochromic VO2 coated intelligent glass, Optics Express 21 (2013) A752.

[Xem hội thảo trên web được ghi lại: Sử dụng Langmuir-Blodgett để lắng đọng màng hạt nano có trật tự cao, Alaric Taylor, nhà nghiên cứu EPSRC, Đại học UCL]

Bài viết trên blog: Phim hạt nano có trật tự cao

Sự lắng đọng và đặc tính của lớp đơn phân tử graphene cho các ứng dụng điện tử

Graphene một lớp (SG) là vật liệu hai chiều thực sự đầu tiên đã được chứng minh là có nhiều đặc tính vật liệu tuyệt vời như độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao và độ bền kéo cao. Nhiều người coi graphene là một trong những vật liệu hứa hẹn và linh hoạt nhất từng được tìm thấy. Các ứng dụng tiềm năng của vật liệu này bao gồm xây dựng các mạch điện tử nhỏ hơn và nhanh hơn, phát triển các vật liệu xây dựng mạnh mẽ và linh hoạt hơn và tạo ra pin hiệu quả hơn. Graphene có thể được sử dụng như dây dẫn loại n hoặc dây dẫn loại p. Và do tính chất bán dẫn của nó, đã làm dấy lên suy đoán rằng một ngày nào đó nó sẽ thay thế silicon trong các thiết bị điện tử. Do tính chất điện và độ trong suốt của một lớp graphene và khả năng kháng hóa chất tốt, một trong những ứng dụng thú vị nhất của graphene là sử dụng nó trong quang điện thay vì indium thiếc oxide (ITO) hoặc fluoroxide thiếc (FTO) làm pin mặt trời và điốt phát sáng. [1-3]

Có một số cách khác nhau để chuẩn bị một lớp graphene. Hứa hẹn nhất cho sử dụng công nghiệp quy mô lớn là các phương pháp tách pha lỏng khác nhau, thường tạo ra chất lỏng phân tán của một lớp graphene hoặc một lớp oxit graphene (SGO). Thách thức là làm thế nào để chuyển một lớp graphene đơn hoặc một lớp oxit graphene từ chất lỏng phân tán sang cơ thể hỗ trợ một cách có kiểm soát. Các trầm tích Langmuir-Blodgett và Langmuir-Schaefer (LS) gần đây đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn trong việc chuẩn bị các lớp graphene có khả năng kiểm soát cao.

Đặc tính của màng oxit graphene được thực hiện trực tiếp trên máng Langmuir bằng kính hiển vi góc Brewster và PM-IRRAS. Việc sử dụng PM-IRRAS cũng có thể mô tả các bộ phim lắng đọng trên chất nền rắn.

Tiêu hóa ứng dụng: lắng đọng và đặc tính của một lớp graphene và phim graphene oxit

Ứng dụng Digest: Hình ảnh cấu trúc màng: Kính hiển vi góc Brewster

Tổng quan về ứng dụng: Sản xuất màng hạt nano có trật tự cao

Chức năng phủ bề mặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Pin mặt trời (còn được gọi là pin quang điện) là một thiết bị điện tử chuyển đổi năng lượng quang điện trực tiếp thành điện thông qua hiệu ứng quang điện (xem Hình 1). Có một số loại pin mặt trời có sẵn, phổ biến nhất được sản xuất trên các tấm silicon. Các loại pin mặt trời khác bao gồm màng mỏng, nhạy cảm với thuốc nhuộm và pin mặt trời hữu cơ/polymer. Do quy trình sản xuất đơn giản, pin mặt trời silicon là pin mặt trời được sử dụng phổ biến cho đến nay, chiếm hơn 80% thị phần, trong khi các loại pin mặt trời khác cung cấp một số lợi ích bổ sung như tính linh hoạt.

Hiện nay, có rất nhiều nhóm nghiên cứu hoạt động trong lĩnh vực quang điện tại các trường đại học và viện nghiên cứu trên toàn thế giới. Nghiên cứu này có thể được chia thành ba lĩnh vực:

• Làm cho các tế bào năng lượng mặt trời công nghệ hiện tại rẻ hơn và/hoặc cạnh tranh hiệu quả hơn với các nguồn năng lượng khác.

· Phát triển công nghệ mới dựa trên thiết kế kiến trúc pin năng lượng mặt trời mới.

· Phát triển vật liệu mới làm chất hấp thụ ánh sáng và chất mang điện tích.

Lớp trên cùng của pin mặt trời truyền thống là một lớp kính bảo vệ mỏng được phủ một lớp phủ chống phản xạ (AR). Lớp phủ chống phản xạ được sử dụng để tăng sự hấp thụ photon và theo cách này làm tăng hiệu quả của pin mặt trời. Công nghệ nhúng gel-sol là phương pháp được sử dụng rộng rãi để sản xuất lớp phủ chống phản xạ trên diện tích lớn.

Trong quá trình sản xuất, điều quan trọng là phải đảm bảo liên kết tốt giữa các lớp khác nhau trên pin mặt trời. Các phép đo góc tiếp xúc thường được sử dụng vì độ ẩm tốt cho thấy độ bám dính tốt.

Tổng quan về ứng dụng: Sản xuất màng hạt nano có trật tự cao

Ứng dụng Digest: Đo góc tiếp xúc cho ngành công nghiệp pin mặt trời

Sử dụng phương pháp Langmuir-Blodgett để lắng đọng các màng nano có kiểm soát cao

[Phân tích bề mặt&QC/QC]

QC, viết tắt của QC, là một phần quan trọng của quá trình sản xuất của mỗi sản phẩm. Trong QC, kiểm tra sản phẩm theo các tiêu chuẩn và đưa ra quyết định tương ứng. Kiểm soát chất lượng bề mặt là một phần cơ bản của các quy trình như khử nhiễm, phủ và in ấn. Trong các ứng dụng này, QC xác định liệu quá trình thực hiện có thành công hay không.

Độ ẩm của bề mặt là một chỉ số tốt về hiệu suất bề mặt. Độ ẩm của bề mặt có thể được đánh giá bằng dụng cụ đo góc tiếp xúc. Tiếp xúc bề mặt có thể được sử dụng trong nhiều bước kiểm soát chất lượng:

· Đảm bảo bề mặt sạch sẽ trước khi xử lý bề mặt

· Sau khi xử lý bề mặt, đảm bảo đạt được mức độ xử lý lý tưởng và/hoặc tính đồng nhất của lớp phủ

· Giải quyết các vấn đề kiểm soát chất lượng liên quan đến liên kết và độ ẩm

Các phép đo góc tiếp xúc có thể được tự động hóa và chỉ cần một khu vực đo nhỏ. Góc tiếp xúc cung cấp khả năng phân tích nhanh, trong khi các lô mẫu lớn cũng dễ đo lường. Góc tiếp xúc đặc biệt thích hợp để kiểm soát chất lượng bề mặt.

· Một trong những công nghệ nhạy cảm bề mặt

· Đơn giản, nhanh chóng và dễ sử dụng

· Không phụ thuộc vào người dùng, đặc biệt là trong các tình huống tự động hóa

· Cung cấp dữ liệu định lượng

· Phương pháp kiểm soát chất lượng hoàn hảo và khoa học

Các phép đo góc tiếp xúc với nước là một ước tính tốt về hóa học bề mặt, nhưng các phép đo với chất lỏng phân tán cũng cho phép bạn xác định năng lượng tự do bề mặt của bề mặt. Sự tích hợp của bộ phân phối loại bỏ cho phép đo năng lượng tự do bề mặt rất nhanh. Năng lượng tự do bề mặt là một phương pháp có thể phân biệt các thành phần phân tán và phân cực của năng lượng bề mặt. Các phép đo góc tiếp xúc cũng có thể được sử dụng để kiểm tra tính đồng nhất của lớp phủ. Kết quả thu được từ các phương pháp như bút chì và kiểm tra mực thường được sử dụng là không chính xác.

Ngoài các tính chất hóa học bề mặt, độ nhám cũng đóng một vai trò nhất định trong khả năng làm ẩm. Nhiều quá trình như plasma hoặc xử lý ngọn lửa không chỉ ảnh hưởng đến tính chất hóa học của chất nền mà còn có thể thay đổi độ nhám. Bằng cách kết hợp các phép đo hình dạng với các góc tiếp xúc, ảnh hưởng của độ nhám có thể được phân biệt với ảnh hưởng của các góc tiếp xúc.

Một máy đo góc tiếp xúc Theta hoàn toàn tự động có thể cải thiện khả năng tái tạo kết quả bằng cách cho phép đo góc tiếp xúc không bị xáo trộn bởi bất kỳ sự can thiệp nào của con người. Phần mềm OneAttension bao gồm một chế độ kiểm soát chất lượng được thiết kế đặc biệt để đơn giản hóa quy trình QC. OneAttension cũng cung cấp các tính năng kiểm soát chất lượng đặc biệt, chẳng hạn như tạo môi trường hoạt động hạn chế cho người vận hành, giúp hoạt động đơn giản và nhanh chóng nhất có thể thông qua phân tích hàng loạt tiết kiệm thời gian và báo cáo kết quả kiểm tra phù hợp với nhu cầu của bạn.

Bề mặt xử lý plasma và corona

Xử lý plasma và corona có thể được sử dụng để làm sạch và kích hoạt bề mặt trước khi thực hiện các bước tiếp theo như in, liên kết, sơn, sơn hoặc sơn. Chúng được sử dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến độ bám dính và độ ẩm trong nhiều ngành công nghiệp.

Lớp phủ công nghiệp trên giấy và bìa để đóng gói và in ấn

Là vật liệu đóng gói, bề mặt tấm thường sử dụng lớp phủ đùn để chống ẩm và lão hóa. Để tối ưu hóa chất lượng in, bề mặt thường được xử lý bằng plasma hoặc corona để tăng độ ẩm của mực và bề mặt. Góc tiếp xúc QC là một phương pháp đơn giản đảm bảo chức năng của lớp phủ và sau khi xử lý.

Lớp phủ công nghiệp để sản xuất thiết bị y tế

Các loại lớp phủ công nghiệp khác nhau được áp dụng cho các thiết bị y tế để tăng chức năng của chúng, chẳng hạn như dòng chất lỏng chọn lọc. Sơn được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm chẩn đoán, y sinh học và dược phẩm.

Xử lý bề mặt cấy ghép y sinh

Khả năng tương thích sinh học của cấy ghép y sinh có thể bị ảnh hưởng bằng cách thay đổi độ ẩm của bề mặt cấy ghép. Cải thiện độ nhám bề mặt và thay đổi ảnh hưởng của hóa chất bề mặt đối với độ ẩm có thể đảm bảo chất lượng của cấy ghép.

Làm sạch kính và màn hình cảm ứng

Làm sạch bề mặt kính có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các bước xử lý tiếp theo, chẳng hạn như các ứng dụng như in phun trên chai hoặc dán nhãn bằng chất kết dính. Đo ô nhiễm thủy tinh có thể giúp giảm chất thải và đảm bảo sản xuất hiệu quả.

Sơn công nghiệp cho tấm pin mặt trời

Các tấm pin mặt trời thường cần được phủ một lớp phủ quang điện và chống phản xạ để đảm bảo hiệu quả tối ưu. Sự sạch sẽ có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của bảng điều khiển cũng như độ bám dính giữa các lớp phủ khác nhau. Đo góc tiếp xúc có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất bảng điều khiển.

Kiểm soát chất lượng dầu biến áp

Dầu cách điện có thể được sử dụng xung quanh cuộn dây biến áp điện, cung cấp làm mát, cách nhiệt và bảo vệ chống lại corona và hồ quang. Dầu máy biến áp có thể tiếp xúc với các ứng suất cơ học và điện cũng như ô nhiễm hóa chất trong quá trình vận hành máy biến áp. Theo thời gian, chức năng của dầu cách nhiệt giảm, điều này có thể dẫn đến sự cố máy biến áp và mất điện. Kiểm tra dầu biến áp thường xuyên có thể đảm bảo chất lượng và ngăn ngừa thời gian chết tốn kém.

Tiêu chuẩn ASTM D-971 xác định các tính chất điện và vật lý chung của dầu biến áp. Sức căng bề mặt được đo bằng phương pháp vòng Du Noüy. Căng thẳng giao diện dầu và nước có liên quan đến độ tinh khiết và chức năng của dầu. Sự giảm căng thẳng của giao diện dầu biến áp là do sự tích tụ các chất ô nhiễm hoặc sự hình thành các sản phẩm phụ oxy hóa. Sigma 702ET của chúng tôi hoạt động hoàn toàn tự động và được đo theo tiêu chuẩn ASTM.

Tải xuống App Digest

Đo áp suất giao diện dầu và nước theo tiêu chuẩn quốc tế ASTM D971