Микроскоп ертөнцийн ид шид таныг нано-цахилгаан хавтангийн кодыг тайлахад хүргэнэ
Шинжлэх ухаан, технологийн хурдацтай хөгжлийн эрин үеднанотехнологи Энэ нь хилийн янз бүрийн талбарт гэрэлтэж буй шинэ тод од шиг юм. Шинээр гарч ирж буй цахилгаан хавтангийн технологийн хувьд нано-цахилгаан хавтан нь нанотехнологийг уламжлалт цахилгаанаар бүрэх процесстой хослуулдаг. Наноматериалуудыг нэвтрүүлэх эсвэл цахилгаанаар бүрэх явцад бүрхүүлийн нано бүтцийг хянах замаар маш сайн гүйцэтгэлтэй бүрээсийг олж авдаг. Цөм нь нано бөөмсийн өндөр хувийн гадаргуу, өндөр идэвхжил, өвөрмөц физик, химийн шинж чанар зэрэг тусгай шинж чанарыг ашиглан цахилгаан бүрэх давхаргын гүйцэтгэлийг сайжруулахад оршино. Цахилгаанаар бүрэх процессын явцад нано бөөмсийг нэмэлт бодис болгон цахилгаанаар бүрэх уусмалд тарааж болно. Цахилгаанаар бүрэх үйл явц үргэлжилж байх үед нано бөөмс нь субстратын гадаргуу дээр хуримтлагдаж, бусад цахилгаан ионуудтай нийлмэл бүрхүүл үүсгэнэ. Энэхүү бүрээс нь уламжлалт цахилгаан бүрээсийн хамгаалалтын болон гоёл чимэглэлийн функцтэй төдийгүй гүйцэтгэлийн өвөрмөц давуу талуудтай.
Ⅰ. Нано-цахилгаан бүрхүүлийн гүйцэтгэлийн гол давуу талууд
1. Хатуулаг ба элэгдэлд тэсвэртэй
Нано бөөмсийг нэмснээр цахилгаанаар бүрсэн бүрхүүлийн хатуулаг мэдэгдэхүйц сайжирсан. Жишээлбэл, уламжлалт никель-фосфорын электродоор нано-алмазын тоосонцорыг нэмсний дараа бүрхүүлийн хатуулгийг хэд хэдэн удаа, бүр хэдэн арван дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. Энэхүү өндөр хатуулагтай бүрхүүл нь механик боловсруулалт, сансар судлал, автомашины үйлдвэрлэл болон бусад салбарт өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй. Энэ нь механик эд ангиудын элэгдлийг үр дүнтэй бууруулж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгахаас гадна тоног төхөөрөмжийн нарийвчлал, найдвартай байдлыг сайжруулдаг.
2. Зэврэлтэнд тэсвэртэй
Нано-цахилгаан бүрхүүлийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь мөн ихээхэн сайжирсан. Нано бөөмс нь бүрхүүлд тусгай бичил бүтэц үүсгэдэг. Энэхүү бүтэц нь идэмхий бодисуудын довтолгоог үр дүнтэй хааж, улмаар бүрхүүлийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг. Жишээлбэл, нано керамик тоосонцор ба металлын ионуудыг нийлмэл цахилгаанаар бүрэх замаар үүссэн бүрхүүл нь зэврэлтээс хамгаалах чадвар нь уламжлалт цахилгаан бүрээстэй харьцуулахад хэд дахин, бүр хэдэн арван дахин өндөр байдаг. Энэхүү бүрхүүлийг далай тэнгисийн инженерчлэл, химийн төхөөрөмж, электрон төхөөрөмж болон бусад салбарт өргөнөөр ашиглаж, тоног төхөөрөмжийг зэврэлтээс хамгаалах урт хугацааны хамгаалалтыг хангах боломжтой.
3. Оптик шинж чанар
Нано-цахилгаан бүрээс нь мөн өвөрмөц оптик шинж чанартай байдаг. Нано бөөмсийн хэмжээсийн нөлөөгөөр бүрхүүлийн гадаргуу дээр гэрэл цацрах үед тусгай сарних, шингээх, тусах үзэгдэл үүсдэг. Жишээлбэл, нано мөнгөний тоосонцор болон металлын ионуудыг нийлмэл цахилгаанаар бүрэх замаар үүссэн бүрхүүл нь өнгөний өөрчлөлт, гялбаа нэмэгдэх зэрэг өвөрмөц оптик нөлөө үзүүлдэг. Энэхүү бүрээсийг оптик төхөөрөмж, чимэглэл болон бусад салбарт хэрэглэж, бүтээгдэхүүнд өвөрмөц харааны эффект нэмж болно
4. Цахилгааны шинж чанар
Нано-цахилгаан бүрээсний цахилгаан шинж чанар нь мөн мэдэгдэхүйц сайжирсан. Зарим нано хэсгүүд нь тусгай дамжуулагч эсвэл хагас дамжуулагч шинж чанартай байдаг. Тэдгээрийг металл ионоор цахилгаанаар бүрэх үед тэдгээр нь тодорхой цахилгаан шинж чанартай бүрээс үүсгэж болно. Жишээлбэл, нано-нүүрстөрөгчийн хоолой, металл ионыг нийлмэл цахилгаанаар бүрэх замаар үүссэн бүрхүүл нь цахилгаан дамжуулах чанар, цахилгаан соронзон хамгаалалт сайтай байдаг. Энэхүү бүрхүүлийг цахилгаан соронзон нийцтэй байдал, төхөөрөмжийн дохио дамжуулах чадварыг сайжруулахын тулд электрон төхөөрөмж, холбооны төхөөрөмж болон бусад салбарт хэрэглэж болно.
Ⅱ. Нано-цахилгаан хавтангийн үндсэн хэрэглээний талбарууд
1. Механик үйлдвэрлэл
Нано бөөмсийг нэмснээр цахилгаанаар бүрсэн бүрхүүлийн хатуулаг мэдэгдэхүйц сайжирсан. Жишээлбэл, уламжлалт никель-фосфорын электродоор нано-алмазын тоосонцорыг нэмсний дараа бүрхүүлийн хатуулгийг хэд хэдэн удаа, бүр хэдэн арван дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. Энэхүү өндөр хатуулагтай бүрхүүл нь механик боловсруулалт, сансар судлал, автомашины үйлдвэрлэл болон бусад салбарт өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй. Энэ нь механик эд ангиудын элэгдлийг үр дүнтэй бууруулж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгахаас гадна тоног төхөөрөмжийн нарийвчлал, найдвартай байдлыг сайжруулдаг.
2. Сансар судлал
Сансар огторгуйн талбар нь өндөр бат бэх, өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй болон бусад шинж чанаруудыг шаарддаг материалд маш өндөр гүйцэтгэлтэй шаардлага тавьдаг. Нано-цахилгаан бүрээс нь эдгээр шаардлагыг хангаж, сансрын хөдөлгүүрийн эд анги, онгоцны гадаргуугийн бүрээс гэх мэтийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Жишээлбэл, нано керамик хэсгүүд болон металл ионуудыг нийлмэл цахилгаанаар бүрсэн бүрээс нь хөдөлгүүрийн эд ангиудын элэгдэл, өндөр температурт тэсвэртэй байдлыг үр дүнтэй сайжруулж, эд ангиудын жинг бууруулж, агаарын хөлгийн түлшний үр ашгийг дээшлүүлдэг.
3. Цахилгаан бараа, цахилгаан хэрэгсэл
Электроник ба цахилгаан хэрэгслийн салбарт нано-цахилгаан бүрээсийг өндөр хүчин чадалтай электрон эд анги, хэлхээний самбар үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Жишээлбэл, нано мөнгөний тоосонцор болон металлын ионыг нийлмэл цахилгаанаар бүрэх замаар үүссэн бүрхүүл нь сайн дамжуулалт, антиоксидант шинж чанартай бөгөөд өндөр хүчин чадалтай дамжуулагч хэлхээ, холбогчийг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Нэмж дурдахад нано-цахилгаан бүрээсийг цахилгаан соронзон нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэх, электрон тоног төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг сайжруулах зорилгоор цахилгаан соронзон хамгаалалтын материал үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.
4. Автомашины үйлдвэр
Автомашины үйлдвэрлэл нь нано-цахилгаан хавтангийн хэрэглээний чухал салбаруудын нэг юм. Нано-цахилгаан бүрээсийг автомашины хөдөлгүүрийн эд анги, тоормосны системийн эд анги зэргийг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Тухайлбал, нано кузовын гадаргуугийн бүрээс, алмаазан тоосонцор болон металл ионыг нийлмэл цахилгаанаар бүрэх замаар бүрэх нь хөдөлгүүрийн поршений цагирагны элэгдэл, зэврэлтээс хамгаалах чадварыг үр дүнтэй сайжруулж, улмаар хөдөлгүүрийн ашиглалтын хугацаа, гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Үүний зэрэгцээ нано-цахилгаан бүрээсийг автомашины кузовыг чимэглэх, хамгаалахад ашиглаж, кузовын гялгар, зэврэлтээс хамгаалах чадварыг сайжруулж, машины ашиглалтын хугацааг уртасгах боломжтой.