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Vues : 110 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2024-01-23 Origine : Site
Les nanotubes de carbone (CNT) sont un nanomatériau unidimensionnel typique et constituent depuis de nombreuses années l'un des points chauds de la recherche dans le domaine de la science des matériaux. Les nanotubes de carbone sont un isomère isotopique du carbone cristallin. Structurellement, ce sont des nanotubes creux unidimensionnels en forme de nid d'abeilles, dans lesquels les atomes CC forment des liaisons covalentes avec hybridation sp2. Selon le nombre de parois des nanotubes de carbone, ils peuvent être divisés en nanotubes de carbone à paroi unique (SWCNT) et en nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT). Selon les caractéristiques structurelles des nanotubes de carbone, ils peuvent être divisés en trois types : en fauteuil, en zigzag et en hélice. Les nanotubes de carbone hélicoïdaux ont une chiralité, tandis que les nanotubes de carbone en zigzag et en fauteuil n'ont pas de chiralité.
Avantages de performance des nanotubes de carbone :
1. Résistance spécifique la plus élevée : la liaison covalente reliant les atomes de carbone dans les nanotubes de carbone est la liaison chimique la plus stable de la nature. Les nanotubes de carbone ont une résistance à la traction et un module élastique extrêmement élevés. Dans le même temps, la densité des nanotubes de carbone ne représente que 1/6 de celle de l’acier, ce qui en fait le matériau présentant la résistance spécifique la plus élevée pouvant être préparé à l’heure actuelle.
2. Forte flexibilité : les nanotubes de carbone sont solides mais pas cassants. Lors de la flexion des nanotubes de carbone ou de l'application d'une pression axiale, même si la force externe dépasse la limite de résistance d'Euler ou la résistance à la flexion, les nanotubes de carbone ne se briseront pas, mais se plieront d'abord sous un grand angle. Lorsque la force externe est relâchée, les nanotubes de carbone reviennent à leur état d'origine.
3. Bonne conductivité : la structure des nanotubes de carbone est la même que la structure lamellaire du graphite et a une bonne conductivité. La résistance des nanotubes de carbone est indépendante de leur longueur et de leur diamètre. Lorsque les électrons traversent les nanotubes de carbone, ils ne génèrent pas de chaleur pour chauffer les nanotubes de carbone. La transmission des électrons dans les nanotubes de carbone s'apparente à la transmission des signaux lumineux dans les câbles à fibres optiques, avec une perte d'énergie minime, ce qui en fait d'excellents conducteurs de batterie.
4. Bonnes performances de stockage de l'hydrogène : les nanotubes de carbone ont une surface spécifique élevée et ont une excellente capacité de stockage de l'hydrogène après traitement.
5. Excellentes propriétés d'insertion du lithium : la cavité du tube creux des nanotubes de carbone, les espaces entre les tubes, les espaces entre les couches de la paroi du tube et divers défauts dans la structure du tube offrent un espace de stockage abondant et des canaux de transport pour les ions lithium.
6. Stabilité chimique : les nanotubes de carbone sont chimiquement stables et résistent aux acides et aux alcalis. L’ajout de nanotubes de carbone aux composites polymères peut améliorer la résistance aux acides et à l’oxydation du matériau lui-même.
La pulvérisation ultrasonique de nanotubes est une technologie de revêtement avancée qui utilise la technologie ultrasonique pour disperser et pulvériser uniformément des matériaux nanotubes (tels que des nanotubes de carbone ou d'autres structures de nanotubes) sur la surface du substrat. Le cœur réside dans la combinaison de la capacité de dispersion des ultrasons et du contrôle précis de la pulvérisation pour obtenir un dépôt efficace et uniforme des nanomatériaux.
Les systèmes de pulvérisation à ultrasons sont particulièrement adaptés à la pulvérisation de nanosuspensions telles que les NTC, les nanofils, les pérovskites, le graphène, etc. En raison de la vibration ultrasonique inhérente à la tête de pulvérisation, l'énergie brise les particules agglomérées dans la suspension et le liquide est soumis à des vibrations mécaniques continues tout au long du processus de revêtement sans endommager le matériau. Ceci est particulièrement bénéfique dans les cas où une dispersion uniforme de nanoparticules fonctionnelles est requise.
Les systèmes de pulvérisation à ultrasons sont utilisés pour pulvériser des revêtements d’épaisseur uniforme sur des substrats de n’importe quelle largeur. La capacité de produire ces revêtements très fins et très uniformes, même sur de très grandes largeurs, rend la technologie de pulvérisation par ultrasons particulièrement adaptée à de nombreuses applications de pulvérisation de précision en nanotechnologie.
1. Principe technique
Dispersion ultrasonique :
L'effet de cavitation est généré dans le liquide ultrasonique à haute fréquence. La haute pression instantanée et le microjet peuvent briser efficacement l'agglomération des nanotubes, les rendant uniformément dispersés dans le solvant, évitant ainsi les dommages ou la réagglomération causés par l'agitation mécanique traditionnelle.
Processus de pulvérisation :
La suspension de nanotubes dispersée est atomisée à travers une buse et pulvérisée sur la surface du substrat à l'aide de gaz comprimé ou d'une assistance électrostatique. Les vibrations ultrasoniques peuvent également optimiser l'effet d'atomisation, former des gouttelettes plus fines et améliorer l'uniformité du revêtement.
2. Avantages clés
Uniformité : Les ondes ultrasoniques garantissent que les nanotubes sont monodispersés, évitant ainsi l'agglomération des particules ou les fissures dans le revêtement.
Processus à basse température : Convient aux substrats sensibles à la chaleur (tels que les plastiques, les appareils électroniques flexibles).
Haute adhérence : les nanotubes sont étroitement liés au substrat, adaptés aux applications qui conduisent l'électricité, la chaleur ou améliorent les propriétés d'interface.
Épaisseur contrôlable : en ajustant les paramètres ultrasoniques, la vitesse de pulvérisation et la concentration, des revêtements précis allant du nanomètre au micromètre peuvent être obtenus.
3. Domaines d'application
Appareils électroniques :
Film conducteur transparent (en remplacement de l'ITO, utilisé dans les écrans tactiles et les écrans flexibles).
Électrodes de capteur (gaz/biocapteurs très sensibles).
Énergie : Revêtements d’électrodes de batteries au lithium (améliorant la conductivité et la durée de vie).
Couches de catalyseurs pour piles à combustible.
Aéronautique : Amélioration de la surface des composites (les nanotubes de carbone améliorent la résistance aux chocs des composites en fibre de carbone).
Biomédecine : Revêtements antibactériens ou électrodes d'interface neuronale (tirant parti de la biocompatibilité des nanotubes).
L'application de la technologie de pulvérisation ultrasonique dans l'industrie médicale améliore non seulement le niveau de fabrication des dispositifs médicaux, mais apporte également des solutions médicales plus sûres et plus efficaces aux patients. Les entreprises de fabrication de produits médicaux doivent adopter activement l'innovation technologique, renforcer la recherche et le développement technologique et la formation du personnel, considérer la technologie de pulvérisation par ultrasons comme une percée, promouvoir le développement de la fabrication médicale dans le sens de la précision et de l'intelligence et apporter une plus grande contribution à la cause de la santé humaine. Avec les progrès continus de la technologie, la technologie de pulvérisation par ultrasons jouera un rôle plus important dans le domaine de la fabrication médicale et promeut l'industrie médicale à un niveau supérieur.
Vidéos sur les équipements de pulvérisation ultrasonique RPS-SONIC :
