استعراض

حلول تصنيع جديدة في الآونة الأخيرة، معهد جورجيا للتكنولوجيا الباحثين لتطوير المياه القائمة على الحبر فيلم كهربائيا وأكثر أمنا، وتستخدم حتى يتسنى للطبقة رقيقة كهربائيا يمكن أن يكون أكثر على نطاق واسع في مختلف مشاهد بأمان.

الكلمة

الكيمياء، كهربائيا، وأجهزة الاستشعار

خلفية

للسائقين، والقيادة ليلا هو أكبر خطر أمني من مشاكل البصر، وأحيانا ليس بسبب سوء الاضاءة، وإنما هو نتيجة لتأثير شعاع الأمامي لمركبة أخرى. تواجه سائق غير النظامية، وراء طويلة الأجل فتح القيادة عالية شعاع، مرآة داخلية تعكس الضوء مباشرة في عينيه، الابهار وهج تؤثر بشكل مباشر على القيادة الآمنة، والناس بالاشمئزاز.

ومع ذلك، هناك مرآة يمكن تحويلها تلقائيا إلى ضوء أزرق غامق، والذي يرجع إلى عمل فيلم كهربائيا. في تصنيع الأفلام كهربائيا وعادة ما تكون في شكل من الحبر، وتطبق على غيرها من المواد المذكورة أعلاه، مثل مرآة. كانت موجودة عادة في المواد القابلة للاشتعال والسامة الواردة في الحل، وبالتالي لا يمكن أن تستوعب الكثير من الفن ويعتمد على لون الطباعة وضع الرش.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا / روب فيلت)

ابتكار

ومؤخرا، وضعت في معهد جورجيا للتكنولوجيا الباحثين الفيلم كهربائيا المياه القائمة على الحبر ويمكن أكثر أمانا تستخدم على نطاق واسع في مشاهد مختلفة. في هذه الحالات، والتدابير الأمنية المختلفة ومعدات الحماية وفقا للمعيار معالجة المركبات العضوية المتطايرة، في كثير من الأحيان مستحيلة.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا / روب فيلت)

وبالإضافة إلى ذلك، وضعت الكيميائيين جورجيا للتكنولوجيا ل الطريقة الجديدة أكثر أمانا ، صناعة هذه الأفلام أسهل قطع. وهذه الأفلام أن يتم تطبيق الحالية ضعيفة في وحدة صغيرة، لتغيير لون. قبل هذه الأفلام لا يمكن أن تستخدم في بعض القطاعات الصناعية، ولكن نظرا لظهور هذا النهج الجديد، يمكن استخدامه في هذه المجالات.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا / روب فيلت)

تفاصيل الباحثين عن البرنامج وكيفية تلبية معايير الورقة التي نشرت في 16 أغسطس 2017 في "ACS العلوم الوسطى" المجلة.

تكنولوجيا

وقال معهد جورجيا للمدرسة التكنولوجيا في الكيمياء والكيمياء الحيوية وعلم المواد والهندسة أستاذ جون رينولدز: "الناس لا تطبع دائما في مكان آمن البيئات الكيميائية." وهكذا، جلب المؤلف الأول الورق والحلول المستندة إلى الماء رينولدز براين Schmatz، بدأت مما يجعلها بيئة أكثر أمنا لاليومي الحبر فيلم كهربائيا.

ومع ذلك، من أجل تحقيق هذا الهدف، كان علينا أن التغلب على بعض العقبات. يجب أن يكون الخصائص التشغيلية الكهربائية للمنتج النهائي مماثلة لتلك التي من الفيلم المستخدمة في حل العضوية، وعلى الرغم من أنه هو إنتاج المياه القائمة، يجب أن تكون مقاومة للماء. تحتاج برامج Schmatz أيضا أن يكون الجدوى المالية والمنطق، فإننا يمكن أن تسهل مصنعين لتصنيع.

هذا هو السبب في العديد من الأعمال تقلل تلقائيا سطوع مرآة الرؤية الخلفية : الضوء الساطع المنبعث من شعاع عالية للسيارة خلفك جهاز استشعار الضوء، مثل جهاز استشعار سيتم تطبيق حقل كهربائي ضعيف إلى المرآة وذلك لتفعيل التغيير اللون هو كهربائيا أو حتى أن الفيلم تحولت إلى الظل العميق .

مختبر فيلم كهربائيا بواسطة رينولدز البوليمر مترافق ، ملون، والنشاط الكهربائي الجزيئات العضوية تقدم. ويمكن أن الإفراج بسهولة بعض أكثر الإلكترونية ارتباطا فضفاضا، وعندما تفعل ذلك، فإن اللون تتغير.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا)

إذا كان اللون هو فيلم واضحة على السطح، وعندما يختفي اللون، وسوف السطح تصبح أكثر وضوحا. يجب أن يكون هذا السطح موصل، بحيث دقيقة الجهد (ما يقرب من 1 فولت) يمكن استخدامها لإجبار الإلكترونات ترك البوليمر مترافق، أو مساعدة لهم القفز مرة أخرى.

اللون ليس بالضرورة الرمادي والأزرق والبني أو غيرها من الألوان جامدة. وقال رينولدز "نحن يمكن ان تنتج أي لون."

منذ الحبر السابق مذيب عضوي، في الماضي تطبيقها فيلم كهربائيا، وجود متطلبات هامة السلامة. إذا كانت مهمة ضخمة، ثم (وهذا هو، الشركة تريد تغيير لون النوافذ فيلم electroluminescence مغطاة مبنى المكاتب)، فإن التكلفة ستكون عالية. وقال Schmatz:

" معظم مختبرات الأبحاث باستخدام الكلوروبنزين كمذيب. انها سامة، ولكن أيضا مسببة للسرطان، متقلبة قليلا. لذلك، ليس هذا هو الشعب يريد استخدام على نطاق واسع. "

في نفس الوقت، والناس سوف في أماكن عملهم، فمن السهل أن تجد المواد الكيميائية العضوية رائحة مزعجة. بعض رائحة المذيبات العضوية، وشهدت معظم الناس، مثل الكيروسين والبنزين، أو الكحول.

يواجه الماء كمذيب، وأكثر أمنا وأكثر من ذلك، ولكنه أيضا تحديات أخرى. يتم إنتاج البوليمر مترافق في المذيبات العضوية، وغير قابلة للذوبان في الماء بطبيعته. وفي الوقت نفسه، يمكن تنظيف الحبر المطبوعة الفيلم القائم على المياه من خلال المطر، أو تطبيقها في بيئة الرطوبة العالية.

Schmatz اختراع تماما يجمع بين مزايا كل المذيبات العضوية والمائية.

أولا، يتم إنتاج البوليمر مترافق في المذيبات العضوية، ويتم ذلك وذلك لضمان مواد ذات جودة عالية، وهو أمر يتسق أيضا مع ممارسة الصناعة الكيميائية. وقال Schmatz:

"شركة الكيميائية فعلت حقا الكثير من هذه العملية، ولكن لديه ميزة سليمة، بحيث تكون هذه الشركات يمكن أن تبقي على الممارسات القائمة، وأكثر من ذلك بسهولة إضافة هذا المنتج".

ومع ذلك، تغيرت Schmatz البوليمر مترافق (نشط الحبر العنصر). وبعبارة أخرى، فإن هذا العنصر هو عادة لا للذوبان في الماء، ولكنها سوف تصبح حل حقا في الماء. وهو يقول:

"نحن جزءا لا يتجزأ من البوليمر من مشغل الكيميائية التي يتم تفعيلها من خلال غسل بالماء بعد ارتفاع درجة الحموضة، قد يكون البوليمرات القابلة للذوبان العضوية تحويله إلى متضاعف الكتروليتي للذوبان في الماء، ونحن السبب في أن كل هذا العمل، كنا قادرين على العضوية المذيب في إنتاج البوليمرات، ولكن مثل هذا البوليمر يمكن طباعتها من المياه القائمة على الحبر ".

من أجل ضمان أن الفيلم لا تصبح قذرة بعد طباعة العمل العلبة، وانتهت عندما تعمل بكامل طاقتها، ومترافق البوليمر كهربائيا رفعه من قبل Schmatz الفيلم كهربائيا المشع مع الأشعة فوق البنفسجية على الكهرباء، مضيفا الحافز الكيميائي.

ثم يصبح سلسلة الكيميائية للذوبان في الماء بقايا بسيطة يمكن تشطف وتمحى. ما تبقى هو قوي ونقي فيلم مترافق البوليمر، فإنه لن تذوب في الماء أو المذيبات العضوية.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا / روب فيلت)

قيمة

إذا كان الاتجاه نحو إنتاج عملية التنمية الكيميائية، فإن مستقبل يرى النوافذ أكثر الذكية، والنظارات وصفة طبية، والمنسوجات، وحتى، فهي متوفرة من خلال زر أو مفتاح كشف بصري، والتحول اللون ومستوى السطوع.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا / روب فيلت)

رينولدز التفكير أن طبقة رقيقة كهربائيا قد يكون موجودا على مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك عدد من الزجاج أو البلاستيك. "وسوف تستخدم منك تمويه، على سبيل المثال من خلال المنسوجات الصحيحة، واستشعار متصلة البطارية، والتحول لمطابقة الألوان وسطوع المحيطة التغيير جنود السطوع."

بالإضافة إلى كهربائيا، يمكن لهذه البوليمرات مترافق أن تستخدم أيضا لالترانزستورات المطبوعة، والخلايا الشمسية، وأجهزة الاستشعار الكيميائية والبيولوجية، ويعرض والإلكترونيات البيولوجية. فريق طريقة التسليم رينولد بالفعل سلسلة من اختبار طبقت نير البوليمر.

(المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا / روب فيلت)

المواد المرجعية

[1]

[2] براين Schmatz، تشيبو يوان، أوغسطس W. لانج، جيف L. هيرنانديز، إلسا Reichmanis، جون ر. رينولدز. المعالجة المائية للمطبوعة إلكترونيات العضوية: مترافق البوليمرات مع سلاسل متعددة المراحل شطورة الجانبية . ACS العلوم الوسطى، 2017، دوى: 10.1021 / acscentsci.7b00232

تكنولوجيات أكثر المتطورة والمنتجات المبتكرة، ويرجى الانتباه إلى قناة الدقيقة عدد الجمهور: IntelligentThings، أو الاتصال الحرف الصغير المؤلف: JohnZh1984