Co to jest osadzanie elektroforetyczne?

Odkładanie elektroforetyczne (EPD) to metoda wytwarzania powłok lub warstw na obiektach elektrycznych lub, w niektórych przypadkach, tworzenia samodzielnych komponentów i materiałów przy użyciu procesu zwanego elektroforezą. Termin ten opisuje migrację cząstek naładowanych elektrycznie w cieczy w kierunku elektrody pod wpływem prądu elektrycznego. Małe cząsteczki zawieszone w cieczy często mają dodatni lub ujemny ładunek elektryczny ze względu na sposób oddziaływania ich cząsteczek z cząsteczkami. Jeśli prąd stały zostanie przyłożony na zawiesinę za pomocą elektrod, cząstki przemieszczą się w kierunku elektrody z przeciwnym ładunkiem. Elektroforeza jest powszechnie stosowana w analizie biochemicznej i stała się ważną częścią wielu procesów przemysłowych.

Znana również jako powłoka elektroforetyczna lub powlekanie elektroniczne, osadzanie elektroforetyczne wykorzystuje obiekt powlekany jako elektrodę, na której osadzone są przeciwnie naładowane cząstki, które są osadzone warstwą. W zależności od WHEZastosowana jest elektroda dodatnia lub ujemna, proces może być określany odpowiednio jako elektrod anodowy lub katodowy. Tam, gdzie cząstki byłyby zwykle neutralne elektrycznie, związek może być z nimi związany, aby dać im ładunek elektryczny w zawiesinie. Powstałe odpychanie elektryczne między cząsteczkami również zapobiega im się zbiciem.

Proces ten ma wiele zastosowań, szczególnie w nanotechnologii i nauk o materiałach. W przeciwieństwie do galwanizacji, EPD może być stosowany do odkładania szerokiego zakresu substancji niemetalicznych, a także metali, i jest stosunkowo szybką i tanią metodą stosowania powłoki izolacyjnej lub ochronnej do małych komponentów elektrycznych. Zwykle jednak powłoka ma wyższą rezystancję elektryczną niż elektroda, tak że w miarę kontynuowania procesu prąd maleje wraz ze wzrostem rezystancji. To może nałożyć ograniczeniajego użycie.

Możliwe jest również usunięcie złoża z elektrody w celu utworzenia osobnego obiektu. Na przykład można zastosować osadzanie elektroforetyczne do składania zawieszonych nanorurek węglowych na płaskiej elektrodzie, tworząc cienką warstwę nanorurek, które można następnie odłączyć. Folie nanorurki węglowej mają wiele zastosowań, w tym cienkie ogniwa słoneczne, ogniwa paliwowe i ekrany dotykowe.

Odkładanie elektroforetyczne pozwala również na produkcję nowych rodzajów materiału ceramicznego. Materiały kompozytowe można zsyntetyzować za pomocą mieszaniny nanocząstek w zawiesinie, co spowodowało, na przykład, poprawę wytrzymałości lub przydatnych właściwości elektrycznych. Kolejnym ważnym zastosowaniem są funkcjonalnie stopniowane materiały (FGMS); Możliwe jest tworzenie obiektów złożonych z dwóch materiałów, które zwykle są niezgodne, być może z powodu różnych szybkości rozszerzania cieplnego, zapewniając stały gradient między nimi, a nie ostra granica. Osiąga się to poprzez zmianę składuzawieszenie podczas elektroforezy. Laminaty złożone z naprzemiennych warstw różnych materiałów można również wytwarzać poprzez przełączanie między różnymi zawiesinami.