Ухаалаг утасны хайрцаг, онгоцны арьс, барилгын хөшигний хана үйлдвэрлэх цехэд толигор толигорхөнгөн цагаан хавтанХурууны хээ, зураасанд тэсвэртэй, нууцлаг боловсруулалтанд орсны дараа ч өнгөө алдсан “ухаалаг арьс” болон хувирч болно. Энэ бол хөнгөн цагааны гадаргууг цэвэрлэх технологийн ид шид юм - физик, химийн эсвэл биологийн аргаар хөнгөн цагааны гадаргуу дээр янз бүрийн функциональ "молекул хуяг" -ыг бүтээж, энгийн металууд ер бусын эрч хүчийг цацруулдаг.
Яагаад гадаргууг боловсруулах шаардлагатай вэ?
Хөнгөн цагааныг "хэзээ ч зэврдэггүй металл" гэж нэрлэдэг боловч түүний байгалийн шинж чанар нь гурван том дутагдалтай байдаг.
Зэврэлтэнд өртөмтгий: Чийглэг орчинд хөнгөн цагаан нь хүчилтөрөгчтэй урвалд орж хөнгөн цагаан ислийн хамгаалалтын давхарга үүсгэдэг боловч хүчиллэг эсвэл шүлтлэг орчин нь энэхүү байгалийн саадыг гэмтээж болно.
Элэгдлийн эсэргүүцэл муу: Цэвэр хөнгөн цагааны хатуулаг нь зөвхөн HV15-20 (ган нь HV40-60) бөгөөд өдөр тутмын үрэлтийн үед зураас үүсэх хандлагатай байдаг.
Гоо зүйн хязгаарлалт: Цэвэрлэгдээгүй хөнгөн цагаан гадаргуу нь уйтгартай, гялбаагүй тул өндөр чанартай дизайны шаардлагыг хангахад хэцүү болгодог.
Гадаргуугийн боловсруулалтын технологи нь хөнгөн цагааны гадаргуу дээр 0.1-500 μ м-ийн функциональ бүрхүүл үүсгэж, зэврэлтэнд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй, чимэглэл гэх мэт шинж чанаруудыг бий болгох замаар эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхэд чиглэгддэг. Дэлхий даяар жил бүр 200 гаруй сая тонн хөнгөн цагааны гадаргуугийн боловсруулалтанд хамрагдаж, 300 гаруй тэрбум ам.долларын үйлдвэрлэлийн хэмжээг бий болгодог.
Гадаргууг боловсруулах үндсэн технологийн бүрэн дүн шинжилгээ
Аноджуулах: Электролизийн ид шид нь хуяг дуулга үүсгэдэг.
Зарчим: Хөнгөн цагаан материалыг хүхрийн хүчлийн электролитэд дүрж, цахилгаанжуулсаны дараа гадаргуу дээр 10-200 мкм хөнгөн цагааны керамик давхарга үүсгэнэ.
Техникийн онцлох үйл явдлууд
HV300 хүртэл хатуулагтай (15 дахин нэмэгдсэн) бичил хэмжээтэй зөгийн сархинаг бүтэцтэй болгох
200 гаруй өнгөөр будаж болно (iPhone-д зориулсан градиент цэнхэр гэх мэт).
Давс шүрших зэврэлтэнд тэсвэртэй 2000 цаг хүртэл (энгийн хөнгөн цагаан хавтан ердөө 500 цаг).
Өргөдөл гаргах тохиолдол
Сансар: Боинг 787 онгоцны их биений арьсыг аноджуулсан эмчилгээ нь хэт ягаан туяаны хөгшрөлтийн эсэргүүцлийг 3 дахин сайжруулдаг.
Барилгын хөшигний хана: Alucobond нийлмэл хавтан аноджуулсан хальсны зузаан нь 50 мкм, ашиглалтын хугацаа 50 гаруй жил.
Цахилгаанаар бүрэх: Металл бүрээсийг хил дамнуулан нэгтгэх
Зарчим: Цахилгаан химийн бодисоор никель, хром, цагаан тугалга болон бусад металлын давхаргууд нь хөнгөн цагааны гадаргуу дээр бүрхэгдсэн байдаг.
Инновацийн нээлт:
Наноэлектроноор бүрэх: Япон улс хөнгөн субстратын давуу талыг хадгалахын тулд ердөө 1 μ м зузаантай хэт нимгэн бүрээсийг боловсруулдаг.
Нийлмэл цахилгаанаар бүрэх: Хатуулгийг HV1000 хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд өнгөлгөөний уусмалд алмаазан хэсгүүдийг нэмнэ.
Байгаль орчны орлуулалт: Цианид агуулаагүй электродоор бүрэх процесс нь хүнд металлын ялгаруулалтыг 90%-иар бууруулдаг.
Хэрэглээний хувилбарууд
Автомашины эд анги: Тесла батерейны тавиур нь никель давхаргаар бүрсэн, 800 ℃ хүртэл өндөр температурыг тэсвэрлэх чадвартай.
Электрон бүтээгдэхүүн: Зэс давхаргаар бүрсэн MacBook бүрхүүл, дулаан дамжуулалт 40% -иар сайжирсан.
Бичил нуман исэлдэлт (MAO): керамик бүрхүүлд зориулсан "атомын зуух"
Техникийн зарчим: Өндөр хүчдэлийн цахилгаан талбайн дор хөнгөн цагааны гадаргуу дээр плазмын ялгадас үүсч, 10-200 мкм керамик давхарга үүсгэдэг.
Гүйцэтгэлийн давуу талууд:
Элэгдлийн эсэргүүцэл: Элэгдлийн хэмжээ нь 5 × 10 ⁻⁷ мм ³/N · м (аноджуулалтын 1/5) хүртэл бага байна.
Тусгаарлалтын гүйцэтгэл: 2000В/мм хүртэл эвдрэх хүчдэл (гангаас 10 дахин их).
Биологийн нийцтэй байдал: хиймэл үе суулгахад ашиглах эмнэлгийн гэрчилгээтэй.
Хилийн хэрэглээний програмууд:
Эмнэлгийн тоног төхөөрөмж: Герман В Браун мэс заслын багажууд нь гадаргуу дээр MAO бодисоор бүрсэн ба 99.9% бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй.
Сансрын хөлгийн тусгаарлагч: НАСА 2000 ℃ температурт тэсвэртэй Al ₂ O ∝ – TiO ₂ нийлмэл керамик давхаргыг бүтээжээ.
Химийн хувиргах хальс: ногоон үйлдвэрлэлийн "үл үзэгдэх бамбай"
Техникийн онцлог: Цахилгаан шаардлагагүй, өрөөний температурын уусмалд хамгаалалтын хальс үүсгэнэ.
Ердийн процесс:
Хромат хувиргалт: Маш сайн зэврэлтэнд тэсвэртэй, гэхдээ зургаан валент хром нь хорт хавдар үүсгэдэг (Европын Холбооноос хориглосон).
Фосфатын хромат хувиргалт: Фордын үйлдвэрлэлийн шугамд бүрэн хэрэглэгдэх хромгүй, байгаль орчинд ээлтэй өөр шийдэл.
Силан цэвэрлэх: Металлын давсыг органосилан молекулаар солих нь бохир ус цэвэрлэх зардлыг 70% бууруулдаг.
Шинэ технологийн хувьсгалыг сүйрүүлсэн
Нано бүрэх: молекулын түвшний нарийвчлалтай хамгаалалт
Харвардын их сургуулийн бүтээсэн "биомиметик бадамлянхуа навчны эффект" бүрхүүл нь 160 градусын контактын өнцөгтэй бөгөөд усны дусал автоматаар эргэлддэг.Германы BASF нано керамик бүрээс нь 200 нм зузаантай, элс, хайрганы цохилтыг тэсвэрлэх чадвартай.
Өөрийгөө эдгээх бүрхүүл: материалын "өөрийгөө нөхөн сэргээх"
Японы Kansai Coatings компани өөрөө өөрийгөө эдгээдэг микрокапсул системийг бүтээсэн бөгөөд энэ нь зураас гарсан газарт засварын бодис ялгаруулж, 24 цагийн турш нөхөн сэргээх боломжийг олгодог.
Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Хэфэй Материалын Шинжлэх Ухаан Технологийн Хүрээлэн халуунд өртөх үед автоматаар засдаг дулаанд хариу үйлдэл үзүүлэх бүрхүүл бүтээжээ.
Ухаалаг өнгө хувиргагч бүрээс: "Бодох" гадаргуу
Израилийн Gentex цахилгаан хром шил, гэрлийн дамжуулалтыг хүчдэлээр тохируулсан (1% -80%)
Германы Merck цахим бэхний технологи нь хөнгөн цагаан хавтан дээрх гадаргуугийн хэв маягийг динамикаар сольж өгдөг.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээний панорама
Хэрэглээний электрон бараа: нарийн гар урлалын үзэсгэлэн
Huawei Mate цувралын хүрээ нь ердөө 0.6 мм-ийн зузаантай микро нуман исэлдэлт+PVD бүрээстэй.Samsung Galaxy S24 Ultra хүрээ нь HV900 хатуулагтай алмааз шиг нүүрстөрөгчийн хальс (DLC) ашигладаг.
Шинэ эрчим хүчний машинууд: Хөнгөн ба аюулгүй байдлыг тэнцвэржүүлэх
BYD иртэй батерейны тавиур нь аноджуулагч+эпокси давирхайн бүрээстэй, галд тэсвэртэй UL94 V-0 зэрэгтэй.
BMW iX явах эд анги нь керамикжуулсан силанаар бүрсэн бөгөөд жинг 30% бууруулж, цохилтод тэсвэртэй.
Архитектурын хөшигний хана: Хотын гоо зүйн технологийн илэрхийлэл
Дубай дахь Бурж Халифагийн гадна хана нь 50 жил хүртэл цаг агаарт тэсвэртэй флюорокарбоноор бүрсэн.
Шанхай хотын төвийн барилгын цамхагийн титэм нь борооны дараах тоосыг арилгахын тулд өөрөө өөрийгөө цэвэрлэдэг фотокатализ бүрээсийг ашигладаг.
Ирээдүйн чиг хандлага ба сорилтууд
Ногоон үйлдвэрлэлийн өөрчлөлт
Био суурьтай хувиргагч бодис: уламжлалт химийн бодисыг орлуулахын тулд ургамлын хандыг ашиглах
Бага температурт плазмын боловсруулалт: эрчим хүчний хэрэглээ 50% -иар буурч, бохир ус зайлуулахгүй.
Олон функцийг нэгтгэх
Супергидрофобик, бактерийн эсрэг, дамжуулагч гурвыг нэг бүрээсний судалгаа, хөгжүүлэлт
Сунгах боломжтой электрон бүрээс: 300% суналтын хурдтай ч цахилгаан дамжуулах чанарыг хадгална.
Ухаалаг хөгжил
Мэдрэгчийн нэгдсэн бүрхүүл: Материалын эрүүл мэндийн байдлыг бодит цаг хугацаанд хянах.
Гэрэлд тэсвэртэй өнгө өөрчлөх бүрхүүл: Хэт ягаан туяаны туяанаас хамааран өнгөний гүнийг автоматаар тохируулна.
Шуудангийн цаг: 2025-04-09