Co je elektroforetická depozice?

Elektroforetická depozice (EPD) je metoda výroby povlaků nebo filmů na elektricky provádějících objekty nebo v některých případech vytváření samostatných komponent a materiálů pomocí procesu zvaného elektroforéza. Tento termín popisuje migraci elektricky nabitých částic v kapalině směrem k elektrodě pod vlivem elektrického proudu. Malé částice suspendované v kapalině mají často pozitivní nebo negativní elektrický náboj kvůli způsobu, jakým jejich molekuly interagují s těmi médií. Pokud je přímý proud aplikován napříč suspenzí pomocí elektrod, částice se pohybují směrem k elektrodě s opačným nábojem. Elektroforéza se běžně používá v biochemické analýze a stala se důležitou součástí mnoha průmyslových procesů. V závislosti na tomPoužívá se pozitivní nebo negativní elektroda, proces může být označován jako anodická nebo katodická elektrodepozice. Pokud by částice normálně byly elektricky neutrální, mohla by být s nimi spojena sloučenina, aby jim poskytla elektrický náboj v suspenzi. Výsledné elektrické odpuzování mezi částicemi jim také brání shlukování společně.

Tento proces má mnoho aplikací, zejména v nanotechnologii a vědě o materiálech. Na rozdíl od elektrolečení lze EPD použít k uložení široké škály nekovových látek, jakož i kovů, a jedná se o relativně rychlou a levnou metodu použití izolačního nebo ochranného povlaku na malé elektrické komponenty. Normálně však povlak má vyšší elektrickou odolnost než elektroda, takže jak proces pokračuje, proud se s rostoucím odporem klesá. To by mohlo stanovit limityjeho použití.

Je také možné odstranit vklad z elektrody a vytvořit samostatný objekt. Například k uložení suspendovaných uhlíkových nanotrubic může být například elektroforetická depozice použita na plochou elektrodu a vytváří tenký film nanotrubic, který lze poté oddělit. Filmy uhlíkových nanotrubic mají mnoho aplikací, včetně tenkých filmových solárních článků, palivových článků a dotykových obrazovek.

Elektroforetická depozice také umožňuje výrobu nových typů keramického materiálu. Kompozitní materiály lze syntetizovat pomocí směsi nanočástic v suspenzi, což má za následek zlepšení pevnosti nebo užitečných elektrických vlastností. Další důležitá aplikace je ve funkčně odstupňovaných materiálech (FGMS); Je možné vytvářet objekty složené ze dvou materiálů, které jsou obvykle nekompatibilní, snad kvůli odlišné míře tepelné roztažnosti, zajištěním stálého gradientu mezi nimi spíše než o ostrou hranici. Toho je dosaženo změnou složenísuspenze během elektroforézy. Lamináty složené ze střídavých vrstev různých materiálů lze také vyrobit jednoduše přepínáním mezi různými suspenzemi.