Yeni tip elektrokromik film mürekkebi: daha güvenli ve daha yaygın olarak kullanılır!
Kılavuz
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Georgia Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar su bazlı bir elektrokromik film mürekkebi ve daha güvenli bir yeni üretim çözümü geliştirerek elektrokromik filmi daha güvenli hale getirdi ve çeşitli senaryolarda yaygın olarak kullanıldı.
Anahtar kelime
Kimya, elektrokromizm, sensörler
arka fon
Sürücüler için gece araç kullanırken en büyük güvenlik tehlikesi görüş alanıdır.Bazen zayıf ışıktan değil, diğer araçların uzun huzmelerinden kaynaklanır. Uzun süre arkada uzun huzmelerle sürüş yapan düzensiz bir sürücüyle karşılaşıldığında, iç dikiz aynası güçlü ışığı doğrudan gözlere yansıtır ve göz kamaştırıcı kamaşma, sürüş güvenliğini doğrudan etkiler, bu da insanların bundan nefret etmesine neden olur.
Bununla birlikte, hareket halindeki bir elektrokromik film nedeniyle ışığı otomatik olarak koyu maviye dönüştüren bir dikiz aynası vardır. Üretim alanında, elektrokromik filmler genellikle aynalar gibi diğer malzemeler üzerine mürekkep şeklinde kaplanır. Genellikle yanıcı ve zehirli solüsyonlarda bulunurlar, bu nedenle renkleri ayarlamak için baskıya ve püskürtmeye dayanan birçok alana uyum sağlayamazlar.
(Fotoğraf kredisi: Georgia Teknoloji Enstitüsü / Rob Felt)
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Georgia Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar bir Su bazlı elektrokromik film mürekkebi , Çeşitli senaryolarda yaygın olarak daha güvenli bir şekilde kullanılabilir. Bu uygulama senaryolarında, çeşitli güvenlik koruma önlemleri ve koruyucu ekipmanın standartlara uygun olarak uçucu organik bileşikleri işlemesi genellikle imkansızdır.
(Fotoğraf kredisi: Georgia Teknoloji Enstitüsü / Rob Felt)
Buna ek olarak, Georgia Institute of Technology'deki kimyagerler bir Yeni ve daha güvenli yöntemler , Bu kesilmiş filmleri kolaylaştırmak. Bu filmler, küçük bir zayıf akım akımının etkisi altında renk değiştirecektir. Geçmişte bu filmler bazı endüstriyel alanlarda kullanılamazken, bu yeni yöntemin ortaya çıkması nedeniyle bu alanlarda kullanılacaktır.
(Fotoğraf kredisi: Georgia Teknoloji Enstitüsü / Rob Felt)
Araştırmacılar, 16 Ağustos 2017'de ACS Central Science dergisinde planın ayrıntıları ve standartların nasıl karşılanacağı konusunda bir makale yayınladılar.
teknoloji
Georgia Teknoloji Enstitüsü Kimya ve Biyokimya ile Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu'nda profesör olan John Reynolds şunları söyledi: "İnsanların baskı yaptığı yer her zaman güvenli bir kimyasal ortamda değildir." Bu nedenle Reynolds ve su bazlı çözümü getiren makalenin baş yazarı, Brian Schmatz, günlük ortamlar için daha güvenli olan elektrokromik film mürekkepleri yapmak için yola çıktı.
Ancak bu amaca ulaşmak için bazı engellerin aşılması gerekiyor. Bitmiş ürünün elektriksel çalışma özellikleri, organik solüsyonlarda kullanılan filminkilerle karşılaştırılabilir olmalı ve su bazlı üretilmesine rağmen su geçirmez olmalıdır. Schmatz'ın çözümünün aynı zamanda mantıklı ve finansal olarak uygulanabilir olması gerekir, böylece üreticiler tarafından kolayca üretilebilir.
Parlaklığı otomatik olarak azaltan kaç tane dikiz aynası çalışır : Arkanızdaki arabanın uzun huzmesinden gelen güçlü ışık ışık sensöründe parlar Bu sensör, aynaya zayıf bir elektrik alanı uygulayarak renk değişimini veya elektrokromikliği etkinleştirerek filmin koyu bir tona geçmesini sağlar. .
Reynolds laboratuvarının elektrokromik filmi şunlardan yapılmıştır: Konjuge polimer , Renkli ve elektroaktif Organik moleküller üretim. Daha gevşek bağlanmış elektronları kolayca serbest bırakacaklar ve yaptıklarında renk değişecek.
(Resim kaynağı: Georgia Institute of Technology)
Renkli film şeffaf bir yüzey üzerindeyse, renk kaybolduğunda yüzey daha net hale gelecektir. Bu yüzey iletken olmalıdır, bu nedenle elektronları konjuge polimerden uzaklaştırmak veya geri atlamalarına yardımcı olmak için küçük bir voltaj (neredeyse 1 volt) kullanılabilir.
Renk gri, mavi, kahverengi veya diğer basmakalıp renkler olmayabilir. Reynolds "Her rengi yapabiliriz" dedi.
Önceki mürekkebin organik çözücüsü geçmişte elektrokromik filme uygulandığından, önemli bir güvenlik gerekliliği vardır. Görev çok büyükse (yani, bir şirket bir ofis binasının pencerelerini elektrokromik filmle kaplamak istiyorsa), maliyet yüksek olacaktır. Schmatz'a göre:
" Çoğu araştırma laboratuvarı çözücü olarak klorobenzeni kullanır. Hafif uçuculuğa sahip, toksik ve kanserojendir. Yani insanların büyük ölçekte kullanmak istediği şey bu değil. "
Aynı zamanda insanlar işyerlerinde organik kimyasalların hoş olmayan kokusunu kolaylıkla bulacaklardır. Gazyağı, benzin veya alkol gibi çoğu insanın deneyimlediği bazı organik çözücülerin kokusu.
Bir çözücü olarak su çok daha güvenlidir, ancak başka zorluklarla da karşı karşıyadır. Konjuge polimerler organik çözücüler içinde üretilir ve doğası gereği suda çözünmez. Aynı zamanda, su bazlı mürekkeple basılan film yağmurla yıkanabilir veya yüksek nemli bir ortamda lekelenebilir.
Schmatz'ın buluşu, hem organik çözücülerin hem de su çözücülerin avantajlarını mükemmel şekilde birleştirir.
Her şeyden önce, konjuge polimerler, yüksek kaliteli malzemelerin üretilmesini sağlamak için organik çözücüler içinde üretilir ve bu da kimya endüstrisinin uygulamasıyla tutarlıdır. Schmatz şunları söyledi:
"Kimya şirketleri bu işlemin çoğunu yapıyor ve avantajı olduğu gibi sürdürmek, böylece bu şirketler orijinal uygulamalarını sürdürebilir ve bu ürünü daha kolay ekleyebilir."
Bununla birlikte, Schmatz, konjuge polimeri (mürekkebin aktif bileşeni) değiştirdi. Başka bir deyişle, bu bileşen genellikle suda çözünür değildir, ancak suda gerçekten çözünür hale gelir. Dedi ki:
"Polimerin içine kimyasal bir tetikleyici yerleştirdik. Organik çözünür polimeri suda çözünür bir polielektrolite dönüştürmek için yüksek pH değeriyle yıkanarak etkinleştirilir. Tüm bu çalışmaların nedeni yapabilmemizdir. Polimer bir çözücü içinde üretilir, ancak su bazlı bir mürekkepten basılabilir. "
Filmin kirlenmemesini, baskıdan sonra normal çalışabilmesini ve üretim tamamlandığında işlevinin bozulmamasını sağlamak için Schmatz, elektrokromik film üzerine ultraviyole ışığı ışınlayarak konjuge polimerden eklenen kimyasal tetiği keser.
Suda çözünür kimyasal zincir daha sonra silinebilen ve yıkanabilen basit bir kalıntı haline gelir. Geriye kalan, artık suda veya organik çözücülerde çözünmeyen sağlam, tamamen konjuge bir polimer filmdir.
(Fotoğraf kredisi: Georgia Teknoloji Enstitüsü / Rob Felt)
değer
Kimyasal süreç üretim yönünde gelişirse, gelecekte daha akıllı pencereler, numaralı camlar ve hatta tekstiller göreceğiz, bunların hepsi renk ve parlaklığı bir düğme veya bir ışık algılama anahtarı ile değiştirebilir.
(Fotoğraf kredisi: Georgia Teknoloji Enstitüsü / Rob Felt)
Reynolds elektrokromik filmlerin cam veya plastik gibi çeşitli malzemeler üzerinde olabileceğini düşünüyor. "Örneğin, sensörü bataryaya doğru kumaşla bağlayarak ve askerin çevresinin parlaklığına ve parlaklığına uyması için renkleri değiştirerek kamuflaj giysileri için kullanıyorsunuz."
Elektrokromiklere ek olarak, bu konjuge polimerler ayrıca basılı transistörler, güneş pilleri, kimyasal ve biyosensörler, ışık yayan ekranlar ve biyoelektronik için de kullanılabilir. Reynold'un araştırma ekibi, konjuge polimerlerin uygulanmasını test etmek için halihazırda bir dizi teslimat yöntemine sahiptir.
(Fotoğraf kredisi: Georgia Teknoloji Enstitüsü / Rob Felt)
Referans
[1]
2 Brian Schmatz, Zhibo Yuan, Augustus W. Lang, Jeff L. Hernandez, Elsa Reichmanis, John R. Reynolds. Basılı Organik Elektronikler için Sulu İşleme: Çok Kademeli Bölünebilir Yan Zincirlere Sahip Konjuge Polimerler . ACS Central Science, 2017; DOI: 10.1021 / acscentsci.7b00232
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
