Como a atomização ultrassônica pode melhorar a eficiência do depósito de materiais de nanotubos de carbono

Como a atomização ultrassônica pode melhorar a eficiência da deposição de materiais de nanotubos de carbono?

 

Nanotubos de carbono (CNTs) são amplamente utilizados em novas baterias de energia, eletrônicos flexíveis, filmes condutores, sensores e materiais compósitos devido à sua excelente condutividade, alta resistência, alta área superficial específica e boa estabilidade térmica.

 

Alcançar revestimento e deposição uniformes, estáveis ​​e controláveis ​​é crucial para a industrialização de nanotubos de carbono. Os métodos tradicionais de pulverização geralmente resultam em desperdício de material, espessura irregular do revestimento e distribuição instável de partículas. A tecnologia de pulverização por atomização ultrassônica, com sua atomização em nível de mícron-e capacidade de deposição precisa, oferece uma nova solução para a fabricação de revestimentos funcionais de nanotubos de carbono.

 

Princípio da tecnologia de pulverização por atomização ultrassônica

O equipamento de pulverização por atomização ultrassônica utiliza a energia gerada pela vibração ultrassônica de alta-frequência para quebrar materiais líquidos contendo nanotubos de carbono em gotículas finas e uniformes, que são então depositadas com precisão na superfície do substrato alvo por meio de bicos.

Em comparação com a pulverização pneumática tradicional, a pulverização ultrassônica não requer assistência de ar de alta-pressão e oferece vantagens como partículas de pulverização uniformes, alta utilização de material e espessura de revestimento controlável, tornando-a particularmente adequada para o processamento preciso de nanomateriais de alto-valor.

II. Aplicações na fabricação de filmes finos de nanotubos de carbono

1. Filmes finos de nanotubos de carbono condutores transparentes

Os nanotubos de carbono possuem excelentes propriedades de transporte de elétrons e podem ser usados ​​para fabricar filmes condutores transparentes. A pulverização ultrassônica pode revestir uniformemente dispersões de CNT nas superfícies de vidro, substratos flexíveis e materiais semicondutores, formando uma rede condutora contínua.

As aplicações incluem:

- Telas flexíveis

- Eletrodos transparentes

- Dispositivos vestíveis inteligentes

- Células solares

2. Revestimentos compostos de nanotubos de carbono

Nanotubos de carbono podem ser adicionados como materiais de reforço a compósitos poliméricos, cerâmicos e metálicos para melhorar sua condutividade elétrica, resistência mecânica e resistência ao calor.

A pulverização ultrassônica pode ser usada para preparar:

- Revestimentos compostos de CNT/polímero

- Filmes compostos CNT/grafeno

- Revestimentos de blindagem eletromagnética

III. Aplicações no campo de baterias de nova energia

Com o desenvolvimento das tecnologias de baterias de lítio e supercapacitores, os nanotubos de carbono (CNTs) receberam ampla atenção como aditivos condutores.

O equipamento de pulverização ultrassônica pode pulverizar uniformemente a pasta CNT na superfície dos materiais do eletrodo, melhorando:

- Condutividade do eletrodo

- Utilização ativa de material

Estabilidade do ciclo da bateria

Simultaneamente, na fabricação de camadas de catalisador de células de combustível, a pulverização ultrassônica pode controlar com precisão a espessura da camada de catalisador, melhorando o desempenho dos conjuntos de eletrodos de membrana.

4. Vantagens do equipamento de pulverização por atomização ultrassônica

1. Revestimento altamente uniforme: o tamanho estável das micro{1}}gotas geradas pelo ultrassom reduz a irregularidade da espessura do revestimento e o acúmulo de material.

2. Economiza material de nanotubos de carbono: o método de pulverização preciso e de baixo fluxo reduz efetivamente a perda de nanomateriais caros.

3. Controle preciso da espessura do filme: Ao ajustar a velocidade de pulverização, taxa de fluxo, potência ultrassônica e número de pulverizações, filmes CNT com requisitos de espessura variados podem ser fabricados.