Co to jest osadzanie elektroforetyczne?

Odkładanie elektroforetyczne (EPD) jest metodą wytwarzania powłok lub warstw na obiektach elektrycznych lub, w niektórych przypadkach, tworzenia samodzielnych elementów 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.

Znany również jako powłoka elektroforetyczna lub powlekanie E, osadzanie elektroforetyczne wykorzystuje obiekt, który ma być pokryty jako elektroda, na której osadzone są przeciwnie naładowane cząstki, tworzącewarstwa.W zależności od tego, czy stosuje się elektrodę dodatnią lub ujemną, proces może być określany odpowiednio jako elektropozycja anodowa lub katodowa.Tam, gdzie cząstki byłyby zwykle neutralne elektrycznie, związek może być z nimi związany, aby dać im ładunek elektryczny w zawiesinie.Powstały odpychanie elektryczne między cząsteczkami zapobiega również zbijaniu się razem.

Proces ten ma wiele zastosowań, szczególnie w nanotechnologii i naukach 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.Może to nałożyć limity na jego 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.Filmy nanorurki węglowej mają wiele zastosowań, w tym cienkie ogniwa słoneczne, ogniwa paliwowe i ekrany dotykowe.

Odkładanie elektroforetyczne pozwala również na wytwarzanie 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 składu zawiesiny podczas elektroforezy.Laminaty złożone z naprzemiennych warstw różnych materiałów można również wytwarzać poprzez przełączanie między różnymi zawiesinami.