Der Bereich Energie umfasst alle Branchen der Produktion, Fertigung, Verkauf und Verteilung von Energie. Dazu gehören die Öl-, Gas-, Kohle-, Atom- und erneuerbaren Energieindustrien.

Der Energiesektor entwickelt sich ständig, da der Nachfrage nach Energie in allen Teilen der Welt steigt und sich die Umwelt und die Voraussetzungen für den Brennstoffverbrauch ständig ändern. Während sich die technische Machbarkeit, die bestehende Infrastruktur, die wirtschaftlichen Vorteile und die geopolitische Situation ständig ändern, werden sich auch Energiezweige entwickeln, die sich ständig an neue Situationen anpassen. Die bestehenden Zweige werden sich entwickeln, um sich an neue Bedürfnisse anzupassen, während neue Ansätze zur Energieerfassung auftreten werden.

[Oberflächenbehandlung und Beschichtungen - Funktionelle Nano- und Nanopartikelbeschichtungen]

Traditionelle Beschichtungen werden häufig verwendet, um das untere Material zu schützen oder sein visuelles Aussehen zu verbessern. Darüber hinaus ziehen Beschichtungen für andere Funktionen ein wachsendes Forschungsinteresse an. Diese Arten von Beschichtungen werden häufig als funktionale Beschichtungen bezeichnet.

Verschiedene funktionelle Beschichtungen sind weit verbreitet, aber am häufigsten untersucht sind Verschmutzungsschutz, antibakterielle, elektrische Leitfähigkeit, Selbstreinigung, Licht- und thermische Verfärbung, Selbstheilung und hyperhydrophobe Beschichtungen.

Je nach der Funktion, die die Beschichtung erfüllen muss, müssen unterschiedliche Beschichtungsstrategien verwendet werden. Eine einfache funktionale Beschichtung kann mit einer Immersionsbeschichtung hergestellt werden, die nur eine geringe Kontrolle der Beschichtungsstruktur und Schichtdicke erfordert. Für fortgeschrittene Beschichtungen regeln Langmuir-Blodgett- und Langmuir-Schaefer-Technologien die Dicke der Folie und die Dichte der Verpackung genau. Die Langmuir-Blodgett-Technologie wurde bereits für die Ablagerung von Nanopartikeln für intelligente Fenster und die Ablagerung von Graphen für elektronische Anwendungen verwendet. Mit QSense QCM-D können auch Ablagerungen von Nanopartikeln und die Konstruktion funktioneller Nanokomposite-Strukturen charakterisiert werden.

Es gibt mehrere Werkzeuge zur visuellen, molekularen und feuchtigkeitsbezogenen Charakterisierung von Beschichtungen.

Charakterisierung der hyperhydrophoben Beschichtung

Hyperhydrofobe Beschichtungen bekommen aufgrund ihrer Anwendung auf selbstreinigen Fenstern oder eisfesten Oberflächen viel Aufmerksamkeit. Definitionsgemäß kann eine Hyperhydrofobie erreicht werden, wenn der statische Kontaktwinkel mit Wasser über 150° liegt und der Kontaktwinkel niedrig ist. Daher kann die Charakterisierung einer hyperhydrophoben Beschichtung durch die Messung statischer und dynamischer Kontaktwinkel erfolgen.

Sehen Sie sich das aufgenommene Webinar an: Hyperhydrofobe Oberflächen – vom Labor bis hin zu realen Anwendungen

Blog-Beitrag: Haltbarkeit der hyperhydrophoben Oberflächen – das größte Hindernis für Anwendungen im realen Leben

Ablagerung von Nanopartikeln für intelligente Fensterbeschichtungen

Da wir uns zunehmend um die Zukunft unserer Erde kümmern, werden verschiedene energiesparende Möglichkeiten mehr untersucht. Der größte Teil unseres Energieverbrauchs wird für die Heizung oder Kühlung von Gebäuden verwendet. Es gibt verschiedene Lösungen zur Verbesserung der Wärmedämmung unserer Gebäude, und neue intelligente Fenster stehen im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Eine der interessanten Kategorien intelligenter Fenster besteht aus einem warmen Farbveränderungsmaterial, das die Farbe mit Temperaturänderungen ändern kann. Daher können Fenster, die mit einer thermischen Verfärbungsfilm beschichtet sind, den Wärmeaustausch durch Glas steuern. bei kaltem Wetter Wärme im Raum aufbewahren; Bei Hitze verhindern Fenster, dass Infrarotstrahlung von der Sonne in das Gebäude eintritt.

Forscher am University College London (UCL) haben mit der Langmuir-Blodgett-Technologie (LB) eine Methode entwickelt, um Glasoberflächen mit Polystyren-Nanokugeln zu beschichten. Mit LB bereiteten sie hochgeordnete Nanopartikelschichten vor, die als Ätzmasken im Folgeprozess verwendet werden können. Die erzeugte Nanostruktur kann Vanadioxid beschichtet werden, so dass Fenster die gleichen antireflektierenden Eigenschaften haben, die im Mottenauge gefunden werden. Es reduziert die Lichtmenge, die im Raum reflektiert wird, auf weniger als 5%, was eine wesentlich bessere Wirkung hat als andere Prototypen von Vanadium-Dioxid-beschichteten Fenstern.

Mit der Langmuir-Blodgett-Technologie wird eine monomolekulare Schicht aus Polystyren-Nanokugeln mit einem Durchmesser von 200 nm auf einem Quarzboden auf einem mittleren KSV NIMA-Slot abgelegt.

(a) ein AFM-Bild einer monomolekularen Schicht und (b) eine Fourier-Transformation des gleichen Bildes zeigen eine hervorragende Kristallinität, die mit dieser Technik erreicht werden kann. Urheberrecht: Dr. Alaric Taylor.

Neben der Verbesserung der Reflexionseigenschaften der Fenster können Nanostrukturen sich selbst reinigen. Die Fensteroberfläche ist sehr wasserdicht, was bedeutet, dass Regentropfen, wenn sie auf die Oberfläche fallen, kugelförmige Wassertropfen bilden, die leicht von den Fenstern fallen, Schmutz, Staub und andere Schadstoffe sammeln und wegnehmen. Dies ist vor allem für Fenster, die in anspruchsvollen Wolkenkratzern verwendet werden, eine sehr gefragte Leistung. Durch die Verwendung von statischen und dynamischen Kontaktwinkelmessungen untersuchten die Forscher die Eigenschaften der Oberflächenreinigung umfassend.

[1] Taylor, A. Motheye intelligente Fenster Bio-inspirierte, temperaturreaktive Verglasung zur passiven Regelung der Gebäudetemperatur mit der Fähigkeit, sich selbst zu reinigen (Unveröffentlichte Promotionsarbeit). (2016) University College London, London, Großbritannien.

[2] Taylor, A. et al., Eine bioinspirierte Lösung für spektral selektive thermochrome VO2 beschichtete intelligente Verglasung, Optics Express 21 (2013) A752.

[Sehen Sie sich das aufgenommene Webinar an: Ablagerung hochgeordneter Nanopartikelfilme mit Langmuir-Blodgett, Alaric Taylor, EPSRC-Forscher an der UCL]

Blogbeitrag: Hochgeordnete Nanopartikelfilme

Ablagerung und Charakterisierung von Graphenmonomolekularen Schichten für elektronische Anwendungen

Einschichtgraphen (SG) ist das erste echte zweidimensionale Material, das sich mit vielen hervorragenden Materialeigenschaften wie hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit sowie hoher Zugfestigkeit erwiesen hat. Viele betrachten Graphen als eines der vielversprechendsten und vielseitigsten Materialien, die bisher entdeckt wurden. Zu den potenziellen Anwendungen dieses Materials zählen beispielsweise der Bau kleinerer und schneller elektronischer Schaltungen, die Entwicklung leistungsstarkerer und flexibler Baustoffe sowie die Schaffung effizienter Batterien. Graphen kann sowohl als n-Leiter als auch als p-Leiter verwendet werden. Und aufgrund seiner Halbleitereigenschaften wurden Spekulationen ausgelöst, dass es eines Tages Silizium in Elektronik ersetzen wird. Aufgrund der elektrischen Eigenschaften und Transparenz des einschichtigen Graphens sowie seiner guten chemischen Beständigkeit ist eine der interessantesten Anwendungen von Graphen seine Verwendung als Solarzelle und Leuchtdiode anstelle von Indiumzinnoxid (ITO) oder Zinnfluoroxid (FTO) in der Photoelektronik. [1-3]

Es gibt mehrere verschiedene Methoden zur Herstellung von einschichtigem Graphen. Der vielversprechendste Einsatz für industrielle Massenverwendungen sind verschiedene flüssige Phasenentfernungsverfahren, die in der Regel eine Dispersion von einschichtigem Graphen oder einschichtigem Graphenoxid (SGO) erzeugen. Die Herausforderung besteht darin, einzelschichtiges Graphen oder einzelschichtiges Graphenoxid von der Dispersionsflüssigkeit auf kontrollierte Weise auf den Trägerkörper zu übertragen. Langmuir-Blodgett- und Langmuir-Schaefer-Ablagerungen (LS) zeigten in jüngster Zeit begrüßliche Ergebnisse bei der Herstellung von hochkontrollierten Graphenschichten.

Charakterisieren Sie die Graphenoxidfilm mit dem Brewster-Cornermikroskop und PM-IRRAS direkt am Langmuir-Trenn. Mit PM-IRRAS können auch auf festen Substraten abgelagerte Filme charakterisiert werden.

Applikations-Abstract: Ablagerung und Charakterisierung von Monolayer-Graphen und Oxid-Graphenfilm

Anwendungs-Abstract: Dünnfilm-Strukturbildgebung: Brewster-Cornermikroskop

Anwendungsübersicht: Herstellung von hochgeordneten Nanopartikelfilmen

Funktionale Beschichtung der Oberfläche von Solarzellen

Eine Solarzelle (auch als Photovoltaik-Zelle bezeichnet) ist ein elektronisches Gerät, das Licht direkt in elektrische Energie umwandelt (siehe Abbildung 1). Es gibt mehrere Arten von Solarzellen, die am häufigsten auf Siliziumfliechen hergestellt werden. Andere Arten von Solarzellen umfassen Folien, Farbstoffempfindliche und organische / polymere Solarzellen. Aufgrund des einfachen Herstellungsprozesses sind Siliziumsolarzellen die bisher häufig verwendeten Solarzellen mit einem Marktanteil von über 80%, während andere Solarzellentypen einige zusätzliche Vorteile wie Flexibilität bieten.

Derzeit gibt es viele Forschungsgruppen an Universitäten und Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt, die im Bereich der Photovoltaik tätig sind. Diese Studie kann in drei Aspekte unterteilt werden:

Solarzellen mit der aktuellen Technologie billiger und/oder effizienter mit anderen Energiequellen konkurrieren zu lassen.

• Entwicklung neuer Technologien, die auf der Konstruktion neuer Solarzellen basieren.

• Entwicklung neuer Materialien als Lichtabsorber und Ladungsträger.

Die oberste Schicht einer herkömmlichen Solarzelle ist ein dünnes Schutzglas, das mit einer Anti-Reflexion-Beschichtung (AR) beschichtet ist. Reflexionsschutzbeschichtungen werden verwendet, um die Absorption von Photonen zu erhöhen und auf diese Weise die Effizienz der Solarzellen zu erhöhen. Die Solol-Gel-Beschichtungstechnik ist eine weit verbreitete Methode zur Herstellung von reflexionssicheren Beschichtungen auf großen Flächen.

Bei der Herstellung ist es sehr wichtig, eine gute Haftung zwischen den verschiedenen Schichten der Solarzelle sicherzustellen. Die Kontaktwinkelmessung wird in der Regel verwendet, da eine gute Befeuchtung eine gute Haftung anzeigt.

Anwendungsübersicht: Herstellung von hochgeordneten Nanopartikelfilmen

Anwendungsschluss: Kontaktwinkelmessung in der Solarzellenindustrie

Ablagerung einer hochkontrollierten Nanibo-Membran mit der Langmuir-Blodgett-Methode

[Oberflächenanalyse & Qualitätskontrolle/Qualitätskontrolle]

Qualitätskontrolle, kurz QC, ist ein wichtiger Bestandteil des Herstellungsprozesses jedes Produkts. Bei der QC muss das Produkt gemäß den Spezifikationen überprüft werden und dann entsprechende Entscheidungen getroffen werden. Die Oberflächenqualitätskontrolle ist ein wesentlicher Bestandteil von Prozessen wie Entverschmutzung, Beschichtung und Druck. Bei diesen Anwendungen entscheidet der QC, ob der Implementierungsprozess erfolgreich ist.

Die Feuchtigkeit der Oberfläche ist ein guter Indikator für die Oberflächenleistung. Die Feuchtigkeit der Oberfläche kann mit einem Kontaktwinkelmessgerät bewertet werden. Oberflächenkontaktwinkel kann in mehreren Schritten der Qualitätskontrolle verwendet werden:

Stellen Sie vor der Oberflächenbehandlung sicher, dass die Oberfläche sauber ist

• nach der Oberflächenbehandlung sicherzustellen, dass das gewünschte Behandlungsniveau und / oder die Gleichmäßigkeit der Beschichtung erreicht wird

• Lösung von Qualitätskontrollproblemen im Zusammenhang mit Haftung und Feuchtigkeit

Die Kontaktwinkelmessung kann automatisiert werden und erfordert nur einen sehr kleinen Messbereich. Der Kontaktwinkel bietet die Möglichkeit, eine schnelle Analyse durchzuführen und eine große Menge Proben zu messen. Der Kontaktwinkel eignet sich besonders für die Oberflächenqualitätskontrolle.

Eine der oberflächensensitiven Technologien

· Einfach, schnell und einfach zu bedienen

Nicht auf den Benutzer angewiesen, insbesondere bei der Automatisierung

• Quantitative Daten liefern

· Vollständige und wissenschaftliche Qualitätskontrollmethoden

Eine individuelle Messung des Wasserkontaktwinkels kann die Oberflächenchemie gut abschätzen, aber die Messung mit dispersen Flüssigkeiten ermöglicht es Ihnen auch, die oberflächenfreie Energie der Oberfläche zu bestimmen. Die Integration eines wegwerfbaren Verteilers ermöglicht eine sehr schnelle Messung der freien Oberflächenenergie. Freie Oberflächenenergie ist eine Methode, um die Diffusion von Oberflächenenergie und die polare Komponente zu unterscheiden. Die Kontaktwinkelmessung kann auch zur Überprüfung der Gleichmäßigkeit der Beschichtung verwendet werden. Die Ergebnisse, die mit den üblicherweise verwendeten Methoden wie den Stift- und Tintentests erzielt werden, sind nicht korrekt.

Neben der Oberflächenchemie spielt die Rauheit auch eine gewisse Rolle bei der Befeuchtung. Viele Prozesse wie Plasma- oder Flammenbehandlung beeinflussen nicht nur die chemischen Eigenschaften des Substrats, sondern können auch die Rauheit ändern. Durch die Kombination der Formmessung mit dem Kontaktwinkel kann der Einfluss der Rauheit von dem Einfluss des Kontaktwinkels unterschieden werden.

Ein vollautomatisches Theta-Berührungswinkelmesser ermöglicht die Berührungswinkelmessung ohne menschliche Störungen und verbessert somit die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Die OneAttension-Software beinhaltet ein Qualitätskontrollmodus, das den QC-Prozess vereinfacht. OneAttension bietet außerdem spezielle Qualitätskontrollfunktionen, wie zum Beispiel die Erstellung einer eingeschränkten Betriebsumgebung für den Bediener, um den Betrieb so einfach und schnell wie möglich durch zeitsparende Volumenanalysen und maßgeschneiderte Testergebnisberichte auf Ihre Bedürfnisse zu gestalten.

Plasma- und Koronaoberflächenbehandlung

Die Plasma- und Koronabehandlung kann zur Reinigung und Aktivierung der Oberfläche verwendet werden, bevor die nächste Behandlung wie Drucken, Kleben, Lackieren, Lackieren oder Beschichten durchgeführt wird. Sie werden in vielen Branchen verwendet, um Probleme wie Haftung und Befeuchtung zu lösen.

Industriebeschichtungen auf Papier und Karton für Verpackung und Druck

Als Verpackungsmaterial werden die Platten in der Regel mit einer Extrusionsbeschichtung versehen, um Feuchtigkeit und Alterung zu bekämpfen. Um die Druckqualität zu optimieren, werden die Oberflächen in der Regel durch Plasma oder Korone behandelt, um die Feuchtigkeit der Tinte und der Oberfläche zu erhöhen. Kontaktwinkel QC ist eine einfache Methode, um die Beschichtung und die Funktion nach der Behandlung zu gewährleisten.

Industriebeschichtungen für die Herstellung von Medizingeräten

Verschiedene Arten von industriellen Beschichtungen werden auf medizinische Geräte angewendet, um ihre Funktionalität zu erhöhen, wie z. B. die selektive Flüssigkeitsströmung. Beschichtungen werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, einschließlich Diagnostik, Biomedizin und Pharma.

Biomedizinische Oberflächenbehandlung von Implantaten

Durch die Änderung der Feuchtigkeit der Oberfläche des Implantats kann die Biokompatibilität eines biomedizinischen Implantats beeinflusst werden. Die Verbesserung der Oberflächenrauheit und die Änderung der Auswirkungen von Oberflächenchemikalien auf die Feuchtigkeit können die Qualität des Pflanzenkorpus gewährleisten.

Reinigung von Glas und Touchscreen

Die Reinigung der Glasoberfläche hat einen direkten Einfluss auf die Qualität der nachfolgenden Verarbeitungsschritte, wie zum Beispiel bei Anwendungen wie dem Tintenstrahldruck auf Flaschen oder dem Etikettieren mit Klebstoffen. Die Messung der Glasverschmutzung hilft, Abfall zu reduzieren und eine effiziente Produktion zu gewährleisten.

Industriebeschichtungen für Solarzellen

Solarzellen müssen in der Regel mit Photovoltaik- und Reflexionsschutzbeschichtungen beschichtet werden, um eine optimale Effizienz zu gewährleisten. Die Reinigkeit beeinflusst die Effizienz der Platten und die Haftung zwischen den verschiedenen Beschichtungen. Die Kontaktwinkelmessung kann zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Platten verwendet werden.

Qualitätskontrolle von Transformatorölen

Isolieröl kann um die Stromstransformatorspule herum verwendet werden, um Kühlung, Isolierung und Schutz vor Koronen und Bogen zu gewährleisten. Transformatoröl wird während des Transformatorbetriebs mechanischen und elektrischen Belastungen sowie chemischen Verschmutzungen ausgesetzt. Im Laufe der Zeit nimmt die Funktion des Isolieröls ab, was zu Transformatorfehlern und Stromausfallen führen kann. Die regelmäßige Prüfung von Transformatorölen gewährleistet die Qualität und verhindert kostspielige Ausfallzeiten.

ASTM D-971 definiert die allgemeinen elektrischen und physikalischen Eigenschaften von Transformatorölen. Die Oberflächenspannung wird mit der Du Noüy-Ringmethode gemessen. Die Schnittstellenspannung von Öl und Wasser hängt von der Reinheit und Funktion des Öls ab. Die Verringerung der Transformatoröl-Schnittstellenspannung wird durch die Ansammlung von Schadstoffen oder die Bildung von oxidativen Nebenprodukten verursacht. Unser Sigma 702ET arbeitet vollautomatisch und misst nach ASTM-Normen.

Download der Anwendung

Messung der Grenzflächenspannung des Öls und des Wassers nach der internationalen Norm ASTM D971