ایجاد پوشش‌های نانومتری با سیستم اسپری التراسونیک

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، لایه‌نشانی با روش‌های مرسوم اسپری باعث ایجاد قطرات با سایزهای مختلف می‌شود که این امر روی کیفیت لایه تشکیل شده اثر می‌گذارد و کنترل ضخامت لایه را دشوار می‌کند.

روش التراسونیک این امکان را فراهم می‌آورد که مستقل از قطر نازل مورد استفاده، قطرات با سایز بسیار ریز و توزیع یکنواخت تشکیل شوند و در نتیجه لایه نشانی با کیفیت بالایی انجام می‌گیرد. با روش اسپری التراسونیک می‌توان با استفاده از محلول‌های کلوئیدی پایدار لایه‌نشانی‌هایی با ضخامت نانومتری و کنترل شده انجام داد و در نتیجه پوشش‌های نانومتری را بدست آورد.

در روش اسپری التراسونیک قطرات بسیار ریز با توزیع اندازه باریک از طریق لرزش نوک نازل ایجاد می‌شوند و با سرعت نسبتا کمی به سطح می‌رسند. در روش‌های اسپری مرسوم سایز قطرات چندین برابر بزرگتر است و به دلیل سرعت زیاد برخورد آن‌ها به سطح درصد قابل توجهی از آن‌ها از سطح منعکس می‌شوند.

به این جهت اسپری التراسونیک قادر است لایه‌های بسیار یکنواخت ایجاد کند و به دلیل امکان مدیریت حرکت قطرات میزان تلفات ماده بسیار کمتر خواهد بود.

دستگاه اسپری التراسونیک برای لایه‌نشانی‌های دقیق با استفاده از انواع جوهر یا محلول‌های نانوذره‌ای طراحی شده است. USS-۴۰C مدل اتوماتیک دستگاه اسپری التراسونیک است که دارای ماژول CNC حرکت X و Y با قابلیت تنظیم سرعت حرکت است.

به این ترتیب حرکت نازل التراسونیک قابل برنامه‌ریزی است و می‌توان سطح مشخصی را برای زمان مشخصی اسپری کرد. فاصله نازل با نمونه به صورت دستی قابل تنظیم است. تزریق محلول به داخل نازل از طریق یک پمپ سرنگی (با قابلیت نصب دو سرنگ) صورت می‌گیرد. سرعت حرکت پیستون سرنگ بین ۲ سانتیمتر بر دقیقه تا ۱۰۰ سانتیمتر بر دقیقه قابل تنظیم است.

جنس نازل اولتراسونیک استیل ۳۱۶ بوده که نسبت به ترکیبات شیمیایی مقاومت بالایی دارد و دارای خواص آکوستیکی مناسبی است.

به علت وجود امواج فراصوت امکان گرفتگی در نازل بسیار اندک است. محلول از داخل سرنگ و از طریق لوله نازکی وارد گان شده و در خروج از گان قطرات ریز با ابعاد میکرونی و نانویی ایجاد می‌شود. قطرات ایجاد شده توسط یک دمنده به سمت سطح مورد نظر هدایت می‌شوند. سرعت جریان هوای ایجاد شده توسط دمنده قابل کنترل است.

کنترل پذیری فرآیند در این روش باعث می‌شود که لایه نشانی تکرارپذیر با کیفیت بالا و با کمترین خطای کاربری صورت گیرد.