Innovatieve technologie maakt een snelle dunne filmproductie in één minuut mogelijk met alleen water en olie

Er is een nieuwe technologie ontwikkeld die de productie van dunne films mogelijk maakt, die meestal complexe processen vereisen, met alleen water en olie in slechts één minuut. Professor Kang Hee Ku en haar onderzoeksteam van de School of Energy and Chemical Engineering aan Unist kondigden hun nieuwe proces aan voor het maken van katalytische dunne films met behulp van oliedruppeltjes die in water werden verspreid.

De ontwikkelde technologie omvat een proces waarbij nanomateriale voorlopers bevestigd aan het oppervlak van oliedruppeltjes naar het oppervlak van het water drijven, waar ze zich in een dunne film verzamelen. Wanneer waterstofperoxide wordt toegevoegd, ontleedt het als gevolg van de dunne filmvoorlopers, waardoor gasbellen worden geproduceerd die ervoor zorgen dat de voorlopers binnen één minuut op het wateroppervlak worden opgeheven en geassembleerd.

Dit proces zorgt voor nauwkeurige controle van de dunne filmdikte, instelbaar vanaf 350 μm, en maakt de synthese van dunne films mogelijk die een oppervlakte van maximaal 100 cm² met behulp van verschillende grondstoffen omvatten. De resulterende dunne films vertonen een poreuze structuur met een hoog oppervlak, met uitzonderlijke mechanische sterkte en flexibiliteit.

Bovendien hebben deze dunne films een dichte bindingsstructuur die een eenvoudige overdracht van het wateroppervlak naar substraten mogelijk maakt met behulp van een lift-on-methode, zonder schade. Meestal kan het overdrachtsproces leiden tot schade, zelfs bij het produceren van hoogwaardige dunne films. Dit is aangetoond door experimenten met betrekking tot de overdracht van dunne films op substraten van verschillende vormen en materialen, inclusief die met ingewikkelde patronen op de micrometerschaal, waardoor precieze coating mogelijk is.

Het onderzoeksteam gebruikte koolstofnanomaterialen gecoat met platina (PT/C) als grondstoffen om katalytische dunne films te produceren, die vervolgens op een blad werden overgebracht voor goudplating om flexibele elektroden te creëren. Deze elektroden vertoonden een consistente geleidbaarheid die voldoende is om een ​​miniatuur gloeilamp van stroom te voorzien, zelfs onder herhaalde buiging. Het onderzoek is gepubliceerd in ACS nano.

Professor Ku legde uit: “Deze technologie vertegenwoordigt een paradigmaverschuiving met behulp van Pickering -emulsies, die worden gebruikt in de productie van cosmetica.” Pickering -emulsies verlagen de interfaciale energie door het grensvlak van water en olie te bedekken met vaste nanodeeltjes (NP’s) in plaats van moleculaire oppervlakteactieve stoffen te gebruiken.

Het team ontwikkelde een nieuw platform door gebruik te maken van het concept dat het energetisch gunstig is voor deze NP’s om spontaan te verhuizen van de oliewaterinterface naar de luchtwaterinterface voor montage.

Ze voegde eraan toe: “Het proces is niet alleen kosteneffectief, maar maakt ook een reeks NP-combinaties mogelijk en is substraat-agnostisch, waardoor het toepasbaar is bij de ontwikkeling van flexibele elektroden, katalysatoren en energieopslagapparaten.”