Hvad er elektroforetisk afsætning?
Elektroforetisk afsætning (EPD) er en metode til at fremstille belægninger eller film på elektrisk ledende genstande eller i nogle tilfælde skabe fristående komponenter og materialer ved hjælp af en proces kaldet elektroforese. Dette udtryk beskriver migration af elektrisk ladede partikler i en væske mod en elektrode under påvirkning af en elektrisk strøm. Små partikler suspenderet i en væske har ofte en positiv eller negativ elektrisk ladning på grund af deres molekylers interaktion med mediet i mediet. Hvis der tilføres en jævn strøm over suspensionen ved hjælp af elektroder, bevæger partiklerne sig mod elektroden med den modsatte ladning. Elektroforese bruges ofte i biokemisk analyse og er blevet en vigtig del af mange industrielle processer.
Også kendt som elektroforetisk belægning eller e-belægning bruger elektroforetisk afsætning genstanden, der skal coates som en elektrode, hvorpå modsat ladede partikler afsættes og danner et lag. Afhængig af om den positive eller negative elektrode anvendes, kan processen omtales som henholdsvis anodisk eller katodisk elektrodeposition. Hvor partiklerne normalt ville være elektrisk neutrale, kan en forbindelse være bundet til dem for at give dem en elektrisk ladning i suspension. Den resulterende elektriske frastødning mellem partiklerne forhindrer også, at de klumper sig sammen.
Denne proces har mange anvendelser, især inden for nanoteknologi og materialevidenskab. I modsætning til elektroplettering kan EPD bruges til at deponere en lang række ikke-metalliske stoffer såvel som metaller, og er en relativt hurtig og billig fremgangsmåde til påføring af en isolerende eller beskyttende belægning på små elektriske komponenter. Normalt har belægningen imidlertid en højere elektrisk modstand end elektroden, således at når processen fortsætter, aftager strømmen med stigende modstand. Dette kan muligvis sætte grænser for dets anvendelse.
Det er også muligt at fjerne aflejringen fra elektroden for at danne et separat objekt. F.eks. Kan elektroforetisk afsætning anvendes til at deponere suspenderede carbon-nanorør på en flad elektrode, der danner en tynd film af nanorør, der derefter kan fjernes. Carbon nanotube film har mange anvendelser, herunder tyndfilm solceller, brændselsceller og berøringsskærme.
Elektroforetisk afsætning tillader også fremstilling af nye typer keramisk materiale. Kompositmaterialer kan syntetiseres ved anvendelse af en blanding af nanopartikler i en suspension, hvilket resulterer i for eksempel forbedret styrke eller nyttige elektriske egenskaber. En anden vigtig anvendelse er i funktionelt klassificerede materialer (FGM'er); Det er muligt at skabe objekter, der er sammensat af to materialer, der normalt er uforenelige, måske på grund af forskellige termiske ekspansionshastigheder ved at sikre en stabil gradient mellem de to snarere end en skarp grænse. Dette opnås ved at variere sammensætningen af suspensionen under elektroforese. Laminater sammensat af vekslende lag af forskellige materialer kan også fremstilles simpelthen ved at skifte mellem forskellige suspensioner.