Hei acolo! În calitate de furnizor de film funcțional, de multe ori am fost întrebat despre modul în care aceste filme uimitoare conduc energie electrică. Este un subiect super interesant și sunt încântat să vă împărtășesc câteva informații cu toți.
În primul rând, să înțelegem ce este filmul funcțional. Nu este filmul tău obișnuit. Filmele funcționale sunt concepute pentru a avea proprietăți specifice dincolo de a fi doar o foaie subțire. Acestea pot avea funcții precum conducerea energiei electrice, furnizarea de retardanță a flăcării sau acționarea ca un strat de eliberare. De exemplu, TheAcoperire ignifugă cu flacărăeste un tip de film funcțional care poate preveni răspândirea incendiilor șiEliberați filmeste utilizat pentru a împiedica materialele să se lipească unul de celălalt.
Acum, hai să ne scufundăm în nitty - greșit despre modul în care filmul funcțional conduce electricitatea. Există câteva mecanisme diferite aici.
Materiale conductive în film funcțional
Unul dintre principalele moduri în care filmele funcționale efectuează electricitate este prin utilizarea materialelor conductoare. Aceste materiale pot fi metale, polimeri conductori sau substanțe pe bază de carbon.
Metale
Metalele sunt bine cunoscute conductoare de electricitate. În filmele funcționale, se folosesc metale precum argint, cupru și aluminiu. Argintul, de exemplu, este un conductor excelent. Are o rezistență electrică foarte scăzută, ceea ce înseamnă că electronii pot curge cu ușurință. Când un strat subțire de argint este încorporat în filmul funcțional, acesta creează o cale conductivă. Acest lucru este similar cu modul în care funcționează firele electrice, dar într -o formă mult mai subțire și mai flexibilă.
Procesul de adăugare a metalului la film implică de obicei tehnici precum sputtering sau evaporare. În sputtering, atomii metalului sunt evacuați dintr -o țintă și depuse pe suprafața filmului. Evaporarea, pe de altă parte, implică încălzirea metalului până când se transformă în vapori și apoi îi permite să se condenseze pe film.
Polimeri conductori
Polimerii conductori sunt o altă opțiune. Acestea sunt materiale plastice care au fost modificate pentru a efectua electricitate. Spre deosebire de materialele plastice tradiționale, care sunt izolatori, polimerii conductori au o structură moleculară unică care permite mișcarea transportatorilor de încărcare. De exemplu, polianilina este un polimer conductiv bine studiat. Are un lanț - structură asemănătoare cu legături unice și duble alternative. Aceste legături creează un sistem de electroni delocalizat, care permite polimerului să conducă electricitate.
Avantajul utilizării polimerilor conductori în film funcțional este că sunt ușori, flexibili și pot fi prelucrați cu ușurință. Acestea pot fi dizolvate în solvenți și apoi acoperiți pe film, ceea ce face ca procesul de fabricație să fie relativ simplu.
Substanțe pe bază de carbon
Materialele pe bază de carbon, cum ar fi nanotuburile de carbon și grafenul, sunt de asemenea utilizate în pelicula funcțională pentru conducerea electrică. Nanotuburile de carbon sunt cilindri minusculi din atomi de carbon. Au proprietăți electrice excelente datorită structurii lor unice atomice. Electronii din nanotuburi de carbon se pot deplasa liber de -a lungul tubului, făcându -i bine conductori.
Grafenul, un singur strat de atomi de carbon dispuși într -o rețea hexagonală, este un alt material remarcabil. Are o mobilitate electronică extrem de mare, ceea ce înseamnă că electronii se pot deplasa prin ea cu viteze foarte mari. Atunci când sunt încorporate în film funcțional, nanotuburile de carbon sau grafenul pot forma o rețea de căi conductive, permițând să curgă electricitatea eficientă.
Mobilitatea transportatorului de încărcare
Capacitatea unui film funcțional de a efectua electricitate depinde și de mobilitatea transportatorilor de încărcare. Transportatorii de încărcare pot fi electroni (sarcină negativă) sau găuri (încărcare pozitivă).
Mobilitate electronică
În materiale precum metale și substanțe pe bază de carbon, electronii sunt principalii purtători de încărcare. Mobilitatea electronilor este influențată de factori precum structura cristalină a materialului și prezența impurităților. Într -o rețea de cristal comandată, electronii se pot mișca mai liber. Cu toate acestea, dacă există impurități sau defecte în rețea, pot împrăștia electronii, reducându -și mobilitatea.
De exemplu, într -o peliculă funcțională acoperită cu metal, dacă există particule mici sau nereguli pe suprafața metalului, electronii pot sări din aceste obstacole, ceea ce crește rezistența electrică a filmului.
Mobilitatea găurilor
În unii polimeri conductori, găurile sunt purtătorii de sarcini dominante. Găurile pot fi gândite ca absența unui electron într -o anumită poziție. Când un electron se deplasează într -o gaură, creează în mod eficient o nouă gaură în poziția sa anterioară. Mobilitatea găurilor în polimeri conductori depinde de structura moleculară a polimerului și de interacțiunile dintre lanțurile polimerice.
Efecte de suprafață și interfață
Suprafața și interfețele filmului funcțional joacă, de asemenea, un rol important în conducerea electrică.
Rugozitate de suprafață
Rugozitatea suprafeței filmului poate afecta proprietățile sale electrice. O suprafață aspră poate crește rezistența de contact între film și alte componente. De exemplu, dacă o peliculă funcțională este utilizată într -un circuit și este în contact cu un electrod metalic, o suprafață aspră poate duce la o zonă de contact mai mică. Acest lucru poate duce la o rezistență mai mare la interfață, ceea ce reduce conductivitatea generală a sistemului.
Straturi de interfață
Când diferite materiale sunt în contact în filmul funcțional, există adesea straturi de interfață. Aceste straturi pot avea proprietăți electrice diferite în comparație cu materialele în vrac. De exemplu, atunci când un polimer conductor este în contact cu un strat de metal, poate exista un strat subțire la interfața în care polimerul și metalul interacționează chimic. Acest strat de interfață poate îmbunătăți sau împiedica fluxul de transportatori de încărcare.
Aplicații ale filmului funcțional conductiv
Capacitatea filmului funcțional de a efectua electricitate deschide o gamă largă de aplicații.
Electronică
În industria electronică, filmul funcțional conductor este utilizat în ecrane tactile. Filmul poate fi folosit ca un strat conductiv transparent. Când atingeți ecranul, proprietățile electrice ale filmului se schimbă, iar această modificare este detectată de circuitele dispozitivului. Această tehnologie permite o experiență tactilă mai receptivă și mai precisă.
Depozitarea energiei
Filmul funcțional poate fi utilizat și în baterii și supercapacitoare. În baterii, un film conductiv poate fi utilizat ca colecționar curent sau un acoperire cu electrozi. Poate îmbunătăți eficiența transferului de încărcare și poate crește performanța bateriei. Supercapacitorii, care stochează energia electrostatic, pot beneficia, de asemenea, de film funcțional conductiv. Filmul poate oferi o suprafață mare pentru depozitarea încărcării și ratele de descărcare rapidă.
Aplicații biomedicale
În domeniul biomedical, filmul funcțional conductiv poate fi utilizat pentru lucruri precumMembrană mucoasăaplicații. De exemplu, poate fi utilizat în biosenzori. Acești senzori pot detecta molecule biologice prin măsurarea modificărilor proprietăților electrice. Filmul conductor poate acționa ca o platformă pentru imobilizarea elementelor de recunoaștere biologică și facilitarea transferului de semnale electrice.
Concluzie
Deci, acolo îl ai! Așa se desfășoară filmul funcțional. Indiferent dacă este vorba de utilizarea materialelor conductoare, de mobilitatea transportatorilor de încărcare sau de efectele suprafeței și interfețelor, filmul funcțional oferă o modalitate versatilă și eficientă de a efectua electricitate într -o gamă largă de aplicații.
Dacă sunteți interesat să utilizați filmul funcțional pentru proiectele dvs., fie că este vorba pentru electronice, stocare de energie sau aplicații biomedicale, mi -ar plăcea să vorbesc cu dvs. Ajungeți -vă pentru a începe o discuție despre nevoile dvs. specifice și cum putem oferi soluții funcționale de film funcționale potrivite pentru dvs. Să lucrăm împreună pentru a face ideile tale o realitate!
Referințe
- „Polimeri conductori: principii, metode și aplicații” de M. Aldissi
- „Nanotuburi de carbon: proprietăți și aplicații” de MS Dresselhaus, G. Dresselhaus și PC Eklund
- „Conductivitatea electrică a filmelor metalice subțiri” de C. Kittel