Τι είναι η ηλεκτροφορητική εναπόθεση;

Η ηλεκτροφορητική εναπόθεση (EPD) είναι μια μέθοδος παραγωγής επικαλύψεων ή μεμβρανών σε ηλεκτρικά αγώγιμα αντικείμενα ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, δημιουργώντας αυτόνομα συστατικά και υλικά χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτροφόρηση.Αυτός ο όρος περιγράφει τη μετανάστευση ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων σε ένα υγρό προς ένα ηλεκτρόδιο υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύματος.Τα μικρά σωματίδια που αιωρούνται σε ένα υγρό συχνά έχουν θετικό ή αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο λόγω του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα μόρια τους με αυτά του μέσου.Εάν εφαρμόζεται ένα άμεσο ρεύμα σε όλη την ανάρτηση χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια, τα σωματίδια θα κινούνται προς το ηλεκτρόδιο με το αντίθετο φορτίο.Η ηλεκτροφόρηση χρησιμοποιείται συνήθως σε βιοχημική ανάλυση και έχει γίνει ένα σημαντικό μέρος πολλών βιομηχανικών διεργασιών.

επίσης γνωστό ως ηλεκτροφορητική επικάλυψη ή η ηλεκτρονική, η ηλεκτροφορητική εναπόθεση χρησιμοποιεί το αντικείμενο που πρέπει να επικαλυφθεί ως ηλεκτρόδιο πάνω στο οποίο εναποτίθενται τα αντίθετα φορτισμένα σωματίδια, σχηματίζονταςένα στρώμα.Ανάλογα με το αν χρησιμοποιείται το θετικό ή αρνητικό ηλεκτρόδιο, η διαδικασία μπορεί να αναφέρεται ως ανοδική ή καθοδική ηλεκτροκύκλωση, αντίστοιχα.Όταν τα σωματίδια κανονικά θα ήταν ηλεκτρικά ουδέτερα, μια ένωση θα μπορούσε να συνδεθεί με αυτά για να τους δώσει ένα ηλεκτρικό φορτίο σε εναιώρημα.Η προκύπτουσα ηλεκτρική απόρριψη μεταξύ των σωματιδίων τους εμποδίζει επίσης να συσσωρεύονται μαζί.

Αυτή η διαδικασία έχει πολλές εφαρμογές, ιδιαίτερα στην νανοτεχνολογία και την επιστήμη των υλικών.Σε αντίθεση με την ηλεκτρολυτική, η EPD μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατάθεση ενός ευρέος φάσματος μη μεταλλικών ουσιών, καθώς και μετάλλων και είναι μια σχετικά γρήγορη και χαμηλού κόστους μέθοδος εφαρμογής μονωτικής ή προστατευτικής επικάλυψης σε μικρά ηλεκτρικά εξαρτήματα.Κανονικά, ωστόσο, η επικάλυψη έχει υψηλότερη ηλεκτρική αντίσταση από το ηλεκτρόδιο, έτσι ώστε καθώς η διαδικασία συνεχίζεται, το ρεύμα μειώνεται με την αυξανόμενη αντίσταση.Αυτό μπορεί να επιβάλει όρια στη χρήση του.

Είναι επίσης δυνατό να αφαιρέσετε την κατάθεση από το ηλεκτρόδιο για να σχηματίσετε ξεχωριστό αντικείμενο.Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ηλεκτροφορητική εναπόθεση για την κατάθεση νανοσωλήνων αιωρούμενου άνθρακα σε ένα επίπεδο ηλεκτρόδιο, σχηματίζοντας ένα λεπτό φιλμ από νανοσωλήνες που μπορούν στη συνέχεια να αποσπαστούν.Οι μεμβράνες νανοσωλήνων άνθρακα έχουν πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών κυττάρων λεπτού φιλμ, των κυττάρων καυσίμου και των οθονών αφής. Η ηλεκτροφορητική εναπόθεση επιτρέπει επίσης την κατασκευή νέων τύπων κεραμικού υλικού.Τα σύνθετα υλικά μπορούν να συντεθούν χρησιμοποιώντας ένα μείγμα νανοσωματιδίων σε μια εναιώρημα, με αποτέλεσμα, για παράδειγμα, βελτιωμένη αντοχή ή χρήσιμες ηλεκτρικές ιδιότητες.Μια άλλη σημαντική εφαρμογή είναι τα λειτουργικά ταξινομημένα υλικά (FGMs).Είναι δυνατόν να δημιουργηθούν αντικείμενα που αποτελούνται από δύο υλικά που κανονικά είναι ασυμβίβαστα, ίσως λόγω των διαφορετικών ποσοστών θερμικής διαστολής, εξασφαλίζοντας μια σταθερή κλίση μεταξύ των δύο και όχι ένα αιχμηρό όριο.Αυτό επιτυγχάνεται μεταβάλλοντας τη σύνθεση της εναιώρησης κατά τη διάρκεια της ηλεκτροφόρησης.Τα ελαστικά που αποτελούνται από εναλλασσόμενα στρώματα διαφορετικών υλικών μπορούν επίσης να κατασκευαστούν απλά με την εναλλαγή μεταξύ διαφορετικών εναιωρημάτων.