Cos'è la deposizione elettroforetica?

La deposizione elettroforetica (EPD) è un metodo per produrre rivestimenti o film su oggetti conduttori elettricamente o, in alcuni casi, creando componenti e materiali autonomi utilizzando un processo chiamato elettroforesi.Questo termine descrive la migrazione di particelle caricate elettricamente in un liquido verso un elettrodo sotto l'influenza di una corrente elettrica.Le piccole particelle sospese in un liquido hanno spesso una carica elettrica positiva o negativa a causa del modo in cui le loro molecole interagiscono con quelle del mezzo.Se una corrente continua viene applicata attraverso la sospensione usando gli elettrodi, le particelle si sposteranno verso l'elettrodo con la carica opposta.L'elettroforesi è comunemente usata nell'analisi biochimica ed è diventata una parte importante di molti processi industriali.

noto anche come rivestimento elettroforetico o coating elettronico, la deposizione elettroforetica utilizza l'oggetto per essere rivestito come un elettrodo su cui vengono depositate particelle caricate in modo oppostouno strato.A seconda che venga utilizzato l'elettrodo positivo o negativo, il processo potrebbe essere indicato rispettivamente come elettrodeposizione anodica o catodica.Laddove le particelle sarebbero normalmente elettricamente neutre, un composto potrebbe essere legato a loro per dare loro una carica elettrica in sospensione.La conseguente repulsione elettrica tra le particelle impedisce loro di raggruppare insieme.

Questo processo ha molte applicazioni, in particolare nella nanotecnologia e nella scienza dei materiali.A differenza dell'elettroplatura, l'EPD può essere utilizzato per depositare una vasta gamma di sostanze non metalliche, nonché metalli, ed è un metodo relativamente rapido e a basso costo per applicare un rivestimento isolante o protettivo a piccoli componenti elettrici.Normalmente, tuttavia, il rivestimento ha una resistenza elettrica più elevata rispetto all'elettrodo, in modo che man mano che il processo continua, la corrente diminuisce con l'aumentare della resistenza.Ciò potrebbe imporre limiti al suo utilizzo.

È anche possibile rimuovere il deposito dall'elettrodo per formare un oggetto separato.Ad esempio, la deposizione elettroforetica può essere impiegata per depositare nanotubi di carbonio sospesi su un elettrodo piatto, formando un film sottile di nanotubi che possono quindi essere distaccati.I film di nanotubi di carbonio hanno molte applicazioni, tra cui celle solari a film sottile, celle a combustibile e touch screen.

La deposizione elettroforetica consente anche la produzione di nuovi tipi di materiale ceramico.I materiali compositi possono essere sintetizzati utilizzando una miscela di nanoparticelle in una sospensione, con conseguente miglioramento della resistenza o proprietà elettriche utili.Un'altra importante applicazione è nei materiali gradualmente graduati (FGM);È possibile creare oggetti composti da due materiali che normalmente sono incompatibili, forse a causa dei diversi tassi di espansione termica, garantendo un gradiente costante tra i due piuttosto che un limite acuto.Ciò si ottiene variando la composizione della sospensione durante l'elettroforesi.I laminati composti da strati alternati di materiali diversi possono anche essere fabbricati semplicemente cambiando tra diverse sospensioni.