Próiseas ullmhúcháin, cineálacha agus anailís iarratais ar ábhair scannáin airgel
Mar gheall ar a struchtúr nanapóróis tríthoiseach uathúil, taispeánann airgel feidhmíocht inslithe theirmigh den scoth, tairiseach tréleictreach íseal, seoltacht íseal teirmeach, achar dromchla ard ar leith agus tréithe eile, agus tá aird fhorleathan faighte aige i réimsí trealaimh leictreonacha, inslithe theirmigh, stóráil fuinnimh. Le blianta beaga anuas, le forbairt go mear ar mhargadh táirgí leictreonacha iniompartha agus iniompartha, cuireadh ceanglais feidhmíochta níos mó ar aghaidh maidir le feistí stórála fuinnimh éagsúla, mar shampla saolré rothaíochta den scoth, coinníollacha oibre solúbtha, cairdiúlacht agus sábháilteacht comhshaoil, etc. ., Agus tá aird fhorleathan tarraingthe ag ábhair scannáin airgel sa tionscal.
Ullmhú scannán airgel
Tá costais ullmhúcháin íseal ag scannáin airgel neamhorgánacha cosúil le scannáin airgel Si02, ach mar gheall ar na naisc lag idir nanacháithníní agus leochaileacht an chnámharlaigh airgel, tá sé deacair scannán aeir neamhspleách agus láidir a thógáil, atá brataithe go ginearálta ar dhromchla an tsubstráit éadach i bhfoirm sciath.
Is féidir leis an modh chun roinnt ábhair orgánacha nó comhdhúile orgánacha-neamhorgánacha nó orgánacha-charbóin a chumasc suas le lochtanna na n-ábhar scannáin aergel aon-chomhpháirt agus éifeacht buntáistí comhlántacha a bhaint amach, rud atá ina threocht dosheachanta i bhforbairt ábhair scannáin airgel.
Ullmhú sól
I gcórais neamhorgánacha, ullmhaítear sol shilice go ginearálta le gloine uisce, orthosilicate meitile, agus orthosilicate eitile mar réamhtheachtaithe, a mheascadh le tuaslagóirí chun imoibrithe hidrealú-comhdhlúthúcháin a dhéanamh chun gliú gan dath agus trédhearcach a fhoirmiú.
Tá an próiseas ullmhúcháin de airgel sol orgánach cosúil leis an aerógála neamhorgánach. Go ginearálta, déantar monaiméirí orgánacha nó oligomers a thuaslagadh i dtuaslagóirí, agus gintear struchtúir líonra brainseach slabhra nó neamhord trí imoibrithe ceimiceacha.
Le haghaidh ullmhú córas ceallalóis sol, mar gheall ar na fórsaí láidir idirmhóilíneacha idir ceallalóis, tá sé deacair tuaslagóirí ginearálta a dhíscaoileadh. Dá bhrí sin, is gá ceallalóis a thuaslagadh ar dtús i dtuaslagóir áirithe chun hidreasol cobhsaí agus trédhearcach a fhoirmiú. Tar éis don sol dul in aois, déantar na cáithníní colloid aonair a pholaiméiriú go mall chun struchtúr líonra tríthoiseach a fhoirmiú.
Próiseas déanta scannán
De réir riachtanais éagsúla na scannán airgel, tá na próisis déanta scannán a úsáidtear freisin difriúil, go príomha lena n-áirítear modh dipping-tarraingt, modh sciath casadh, modh spraeála, modh réitigh, etc. Go ginearálta, tá dhá fhoirm ann go ginearálta:
Is sciath airgel é ceann amháin le foshraith, a chótaíonn sol den chuid is mó le slaodacht áirithe ar fhoshraith trí thumadh, tarraingt, sníomh, spraeáil, scríobadh, priontáil inkjet, etc., agus foirmíonn sé ábhar airgel le struchtúr scannáin tanaí. tar éis a thriomú;
Is é an ceann eile an t-ábhar airgel a ullmhú go díreach i scannán airgel tacaíochta bán neamhspleách trí lomadh, rolladh, réitigh, etc.
Cineálacha agus iarratais scannáin airgel
Is féidir le scannáin Airgel a bheith comhdhéanta de chomhchodanna éagsúla, mar shampla scannáin airgel neamhorgánacha (SiO2, TiO₂, SiO2 / TiO₂, etc.), scannáin airgel orgánacha (polúireatán, polyimide, ceallalóis, etc.), scannáin airgel ilchodacha (SiO{ {2}}scannáin airgel bunaithe, BN-bhunaithe, CNI-bhunaithe, etc.), scannáin bithmhaise agus carbóin airgel.
Scannán airgel neamhorgánach
Áirítear le hábhair scannáin airgel neamhorgánacha go príomha SiO2, scannán airgel TiO₂, etc., a ullmhaítear de ghnáth le salann alcóil mar réamhtheachtaí trí chatalú dhá chéim aigéad-bonn, próiseas sol-ghlóthach, agus próisis sciath éagsúla. Beidh tionchar díreach ag pH an tuaslagáin agus an cóimheas molar de réamhtheachtaithe le huisce ar mhéid na gcáithníní sol agus ar an gcéim trasnasctha. Go ginearálta, tá airíonna meicniúla scannán neamhorgánacha airgel bocht agus ní féidir iad a úsáid go díreach ar limistéar mór.
Scannán orgánach airgel
Is ábhar cúr é polúireatán (PU) le insliú teasa, ard-neart, agus porosity, a bhfuil luach taighde fairsing aige in ullmhú ábhair scannáin airgel. Saadatnia et al. d'fhorbair ábhar airgel polúireatán (PUA) trí réitigh, ar féidir leo feabhas a chur go héifeachtach ar fheidhmíocht nanogenerator triboelectric (TENG).
I gcomparáid le scannáin airgel córais neamhorgánacha agus orgánacha, tá difríochtaí i struchtúr agus feidhmíocht. Faoi láthair tá scannán airgel neamhorgánach arna léiriú ag scannán airgel shilice ina scannán airgel níos aibí faoi láthair le níos mó taighde i réimse an inslithe theirmigh.
Mar sin féin, is deacair scannáin airgel neamhorgánacha a fhoirmiú de ghnáth scannáin airgel féin-thacaíochta mar gheall ar an trasnasc lag idir nanacháithníní neamhorgánacha (cosúil le shilice agus nanacháithníní miotail) arb é an creatlach airgel iad. Is minic go mbíonn airíonna meicniúla níos fearr ag scannáin airgel polaiméire orgánacha, dea-chobhsaíocht theirmeach agus airíonna teanntachta mar gheall ar a saintréithe struchtúracha uathúla.
Scannáin ilchodach airgel
[1] Scannáin ilchodach airgel atá bunaithe ar CNT
Tá Cheng et al. ó Institiúid Nanaitheicneolaíochta Suzhou, mhol Acadamh Eolaíochtaí na Síne straitéis innealtóireachta struchtúrach cruachta chun scannáin aeir bunaithe ar nanaifeadáin charbóin (CNT) a ullmhú le struchtúir scagach dlúth sraithe. Trí dhlúsú treo agus carbónú, is féidir an líonra tríthoiseach de nanastruchtúir aontoiseach i scannáin aeir hibrideach nana-fiber / nanafeadáin charbóin a athchruthú go struchtúr scagach sraitheach le treoshuíomh fabhrach agus cosáin seoltacha leanúnacha, rud a gheobhaidh achar dromchla ard sonrach (3419m). /g) agus seoltacht ard (8540S/m).
A bhuíochas leis an struchtúr scagach sraitheach agus seoltacht ard, is féidir le héifeachtúlacht sciath sonrach iomlán (SSE/t) scannán airgel CNI-bhunaithe a bhaint amach 200647.9dB·㎝²/g, arb é an luach is airde i measc na n-ábhar airgel tuairiscithe.
Scannáin airgel ilchodach bithmhais-bhunaithe agus carbóin
Tá buntáistí den scoth ag ábhair scannáin airgel ilchodacha bithmhaise agus carbóin mar chostas íseal, ultra-éadrom, agus cairdiúlacht don chomhshaol, rud a fhágann go n-úsáidtear iad go forleathan in ullmhú ábhair leictreoid. Tá ilfheidhmeacht bainte amach ag scannáin ilchodacha airgel agus iad ag coinneáil na buntáistí a bhaineann le scannáin airgel aon-chomhpháirt. Is féidir feabhas a chur ar airíonna meicniúla scannáin airgel trí mhodhnú polaiméire ar nós polúireatán; feabhsaíonn nana-ábhair neamhorgánacha déthoiseacha mar BN an fheidhmíocht inslithe leictreach; tá airíonna leictriceimiceacha den scoth ag scannáin airgel atá bunaithe ar bhithmhais, etc.
Tá airíonna meicniúla den scoth ag scannáin ilchodacha airgel, dea-chobhsaíocht, solúbthacht agus toughness, agus is féidir leo freisin laghdú meáchain, coigilt fuinnimh, laghdú torainn agus feidhmeanna eile a bhaint amach, ag leathnú réimse an iarratais. Is féidir iad a úsáid go forleathan i scannáin chliste, gléasanna leictreonacha inchaite, éadaí sciath EMI, córais bhainistíochta teirmeacha pearsanta, ábhair leictreoid agus iompróirí bithleighis.
Conclúid agus Outlook
Soláthraíonn feabhsú agus feabhsú leanúnach ar theicneolaíocht ullmhúcháin scannán airgel sol agus próiseas sciath sol, tabhairt isteach tuaslagóirí orgánacha agus treocht ilchodach le hábhair eile bealach éifeachtach chun scannáin airgel a ullmhú agus a fheabhsú, agus feabhas a chur ar shláine struchtúrach, optúil inrialaitheacht, solúbthacht meicniúil, etc. de scannáin airgel.
Mar sin féin, tá an taighde teorann san Airteagal seo fós ina chéimeanna tosaigh, agus tá bealach fada le dul fós roimh ullmhú ar scála mór agus cur i bhfeidhm praiticiúil. Tá roinnt príomhfhadhbanna fós le réiteach:
① Tá na naisc idir nanacháithníní neamhorgánacha traidisiúnta lag, agus tá an cnámharlach airgel leochaileach, rud a fhágann go bhfuil sé deacair scannán airgel neamhorgánacha neamhspleách agus láidir a thógáil. Is féidir bealaí orgánacha-neamhorgánacha ilchodacha nó ullmhúcháin hibrideacha a ghlacadh chun airíonna meicniúla níos fearr a thabhairt don ábhar scannáin airgel.
② Faoi láthair, tá próiseas ullmhúcháin na n-ábhar scannáin airgel casta agus baineann an próiseas ullmhúcháin le próisis ardchostais agus fad-timthrialla CO2 triomú nó reoite-thriomú supercritical, atá deacair a bhaint amach ullmhúchán bhaisc. Ba cheart próiseas triomú níos éifeachtaí agus ar chostas íseal a lorg chun táirgeadh ar scála mór agus cur i bhfeidhm praiticiúil scannáin airgel a bhaint amach.
③ Níl an córas taighde bunúsach feidhmiúil d'ábhair scannáin airgel fós foirfe, agus is é forbairt ábhair scannáin airgel ilfheidhmeach an treocht forbartha sa todhchaí.
