ایئرجیل فلم مواد کی تیاری کا عمل، اقسام اور درخواست کا تجزیہ

ایئرجیل فلم مواد کی تیاری کا عمل، اقسام اور درخواست کا تجزیہ

اس کے منفرد تین جہتی نانوپورس ڈھانچے کی وجہ سے، ایئر جیل بہترین تھرمل موصلیت کی کارکردگی، کم ڈائی الیکٹرک مستقل، کم تھرمل چالکتا، اعلی مخصوص سطح کے علاقے اور دیگر خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے، اور الیکٹرانک آلات، تھرمل موصلیت، توانائی ذخیرہ کرنے کے شعبوں میں وسیع توجہ حاصل کی ہے۔ سسٹمز، وغیرہ۔ حالیہ برسوں میں، پہننے کے قابل اور پورٹیبل الیکٹرانک مصنوعات کی مارکیٹ کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، توانائی کے ذخیرہ کرنے والے مختلف آلات کے لیے کارکردگی کے مزید تقاضے پیش کیے گئے ہیں، جیسے بہترین سائیکل لائف، کام کے لچکدار حالات، ماحول دوستی اور حفاظت وغیرہ۔ .، اور ایرجیل فلمی مواد نے صنعت میں بڑے پیمانے پر توجہ مبذول کرائی ہے۔

ایرجیل فلم کی تیاری

غیر نامیاتی ایرجیل فلموں جیسا کہ Si02 ایرجیل فلموں کی تیاری کی لاگت کم ہوتی ہے، لیکن نینو پارٹیکلز اور ایرجیل کنکال کی نزاکت کے درمیان کمزور روابط کی وجہ سے، ایک آزاد اور مضبوط ایرجیل فلم بنانا مشکل ہے، جو عام طور پر سطح پر لیپت ہوتی ہے۔ کوٹنگ کی شکل میں کپڑے کا سبسٹریٹ۔

متعدد نامیاتی مواد یا نامیاتی-غیر نامیاتی یا نامیاتی-کاربن مرکبات کو مرکب کرنے کا طریقہ واحد جزو ایرجیل فلم مواد کے نقائص کو پورا کرسکتا ہے اور تکمیلی فوائد کا اثر حاصل کرسکتا ہے، جو ایرجیل فلم مواد کی ترقی میں ایک ناگزیر رجحان ہے۔

سول کی تیاری

غیر نامیاتی نظاموں میں، سلیکا سول کو عام طور پر پانی کے گلاس، میتھائل آرتھوسیلیکیٹ، اور ایتھائل آرتھوسیلیکیٹ کے ساتھ پیشگی کے طور پر تیار کیا جاتا ہے، جنہیں سالوینٹس کے ساتھ ملا کر بے رنگ اور شفاف گوند بنانے کے لیے ہائیڈولیسس-کنڈینسیشن کے رد عمل سے گزرنا پڑتا ہے۔

نامیاتی ایرجیل سول کی تیاری کا عمل غیر نامیاتی ایروجیل کی طرح ہے۔ عام طور پر، نامیاتی monomers یا oligomers سالوینٹس میں تحلیل ہو جاتے ہیں، اور چین یا ناکارہ برانچ والے نیٹ ورک ڈھانچے کیمیائی رد عمل کے ذریعے پیدا ہوتے ہیں۔

سیلولوز سسٹم سول کی تیاری کے لیے، سیلولوز کے درمیان مضبوط بین سالماتی قوتوں کی وجہ سے، اسے عام سالوینٹس کے ذریعے تحلیل کرنا مشکل ہے۔ لہذا، ایک مستحکم اور شفاف ہائیڈروسول بنانے کے لیے پہلے سیلولوز کو ایک مخصوص سالوینٹ میں تحلیل کرنا ضروری ہے۔ سول کی عمر کے بعد، انفرادی کولائیڈ ذرات آہستہ آہستہ پولیمرائز ہوتے ہیں تاکہ تین جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ بنایا جا سکے۔

فلم بنانے کا عمل

ایرجیل فلموں کی مختلف ضروریات پر منحصر ہے، استعمال ہونے والی فلم بنانے کے عمل بھی مختلف ہوتے ہیں، جن میں بنیادی طور پر ڈوبنے کا طریقہ، اسپن کوٹنگ کا طریقہ، اسپرے کرنے کا طریقہ، کاسٹنگ کا طریقہ وغیرہ شامل ہیں۔ عام طور پر، یہ عام طور پر دو شکلوں میں موجود ہے:

ایک سبسٹریٹ کے ساتھ ایک ایرجیل کوٹنگ ہے، جو بنیادی طور پر ڈپنگ، کھینچنے، گھومنے، چھڑکنے، سکریپنگ، انک جیٹ پرنٹنگ وغیرہ کے ذریعہ سبسٹریٹ پر ایک خاص چپچپا پن کے ساتھ کوٹ کرتی ہے، اور ایک پتلی فلمی ساخت کے ساتھ ایرجیل مواد بناتی ہے۔ خشک کرنے کے بعد؛

دوسرا یہ ہے کہ ائیرجیل مواد کو براہ راست ایک آزاد سفید سپورٹ ایرجل فلم میں مونڈنے، رولنگ، کاسٹنگ وغیرہ کے ذریعے تیار کرنا ہے۔

ایرجیل فلموں کی اقسام اور استعمال

ایرجیل فلمیں مختلف قسم کے مختلف اجزاء پر مشتمل ہوسکتی ہیں، جیسے غیر نامیاتی (SiO2، TiO₂، SiO2/TiO₂، وغیرہ) ایرجیل فلمیں، نامیاتی (پولی یوریتھین، پولیمائیڈ، سیلولوز، وغیرہ) ایرجیل فلمیں، کمپوزٹ ایرجیل فلمیں (SiO{ {2}} بیسڈ، بی این پر مبنی، سی این آئی پر مبنی ایرجیل فلمیں، وغیرہ)، بایوماس اور کاربن ایرجیل فلمیں۔

غیر نامیاتی ایرجیل فلم

غیر نامیاتی ایرجیل فلم مواد میں بنیادی طور پر SiO2، TiO₂ ایرجیل فلم وغیرہ شامل ہیں، جو عام طور پر الکحل نمک کے ساتھ ایسڈ بیس دو قدمی کیٹالیسس، سول جیل کے عمل، اور مختلف کوٹنگ کے عمل کے ذریعے پیشگی کے طور پر تیار کیے جاتے ہیں۔ حل پی ایچ اور پانی کے پیشگی کا داڑھ کا تناسب سول پارٹیکل کے سائز اور کراس لنکنگ ڈگری پر براہ راست اثر ڈالے گا۔ عام طور پر، غیر نامیاتی ایرجیل فلم کی مکینیکل خصوصیات ناقص ہوتی ہیں اور کسی بڑے علاقے پر براہ راست استعمال نہیں کی جاسکتیں۔

نامیاتی ایرجیل فلم

Polyurethane (PU) گرمی کی موصلیت، اعلی طاقت، اور porosity کے ساتھ ایک فوم مواد ہے، جس میں ایرجیل فلم مواد کی تیاری میں وسیع تحقیقی قدر ہے۔ سعادتنیا وغیرہ۔ کاسٹنگ کے ذریعے ایک پولی یوریتھین ایرجیل (PUA) مواد تیار کیا، جو ٹریبو الیکٹرک نینو جنریٹر (TENG) کی کارکردگی کو مؤثر طریقے سے بڑھا سکتا ہے۔

غیر نامیاتی اور نامیاتی نظام کی ایرجیل فلموں کے مقابلے میں، ساخت اور کارکردگی میں فرق ہے۔ غیر نامیاتی ایرجیل فلم جس کی نمائندگی سلیکا ایرجل فلم کرتی ہے اس وقت تھرمل موصلیت کے شعبے میں مزید تحقیق کے ساتھ ایک زیادہ پختہ ایرجیل فلم ہے۔

تاہم، غیر نامیاتی نینو پارٹیکلز (جیسے سیلیکا اور میٹل نینو پارٹیکلز) کے درمیان کمزور کراس لنکنگ کی وجہ سے غیر نامیاتی ایرجیل فلموں کے لیے عام طور پر خود کو سہارا دینے والی ایرجیل فلمیں بنانا مشکل ہوتا ہے جو ایرجیل کنکال کی تشکیل کرتے ہیں۔ آرگینک پولیمر ایرجیل فلموں میں اپنی منفرد ساختی خصوصیات کی وجہ سے اکثر بہتر مکینیکل خصوصیات، اچھی تھرمل استحکام اور تناؤ کی خصوصیات ہوتی ہیں۔

کمپوزٹ ایرجیل فلمیں۔

[1] CNT پر مبنی جامع ایرجیل فلمیں

چینگ وغیرہ۔ سوزو انسٹی ٹیوٹ آف نینو ٹیکنالوجی سے، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز نے کاربن نینو ٹیوب (CNT) پر مبنی ایرجیل فلموں کو گھنے تہوں والے غیر محفوظ ڈھانچے کے ساتھ تیار کرنے کے لیے ایک اسٹیکڈ ساختی انجینئرنگ حکمت عملی کی تجویز پیش کی۔ دشاتمک کثافت اور کاربنائزیشن کے ذریعے، ارامڈ نانوفائبر/کاربن نانوٹوب ہائبرڈ ایرجیل فلموں میں یک جہتی نانو اسٹرکچرز کے سہ جہتی نیٹ ورک کو ترجیحی واقفیت اور مسلسل کوندکٹو راستوں کے ساتھ ایک تہہ دار غیر محفوظ ڈھانچے میں دوبارہ تعمیر کیا جا سکتا ہے، اس طرح ایک اعلی مخصوص سطح کا رقبہ حاصل کیا جا سکتا ہے۔ /g) اور اعلی چالکتا (8540S/m)۔

تہہ دار غیر محفوظ ڈھانچے اور اعلی چالکتا کی بدولت، CNI پر مبنی ایرجیل فلم کی مطلق مخصوص شیلڈنگ (SSE/t) کارکردگی 200647.9dB·㎝²/g تک پہنچ سکتی ہے، جو کہ رپورٹ کردہ ایرجیل مواد میں سب سے زیادہ قیمت ہے۔

بایوماس پر مبنی اور کاربن کمپوزٹ ایرجیل فلمیں۔

بایوماس پر مبنی اور کاربن کمپوزٹ ایرجیل فلم مواد کے بہترین فوائد ہیں جیسے کم قیمت، انتہائی ہلکا پھلکا، اور ماحولیاتی دوستی، جس کی وجہ سے وہ الیکٹروڈ مواد کی تیاری میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ کمپوزٹ ایرجیل فلموں نے سنگل جزو ایرجیل فلموں کے فوائد کو برقرار رکھتے ہوئے ملٹی فنکشنلٹی حاصل کی ہے۔ ایرجیل فلموں کی مکینیکل خصوصیات کو پولیمر ترمیم جیسے پولیوریتھین سے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ دو جہتی غیر نامیاتی نانو میٹریل جیسے BN کا اضافہ برقی موصلیت کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ بایوماس پر مبنی ایرجیل فلموں میں بہترین الیکٹرو کیمیکل خصوصیات ہیں، وغیرہ۔

کمپوزٹ ایرجیل فلموں میں بہترین مکینیکل خصوصیات، اچھی استحکام، لچک اور سختی ہوتی ہے، اور یہ وزن میں کمی، توانائی کی بچت، شور میں کمی اور دیگر افعال کو بھی حاصل کرسکتی ہیں، جس سے ایپلی کیشن فیلڈ کو بڑھایا جاسکتا ہے۔ انہیں سمارٹ فلموں، پہننے کے قابل الیکٹرانک آلات، EMI شیلڈنگ لباس، ذاتی تھرمل مینجمنٹ سسٹم، الیکٹروڈ میٹریل اور بائیو میڈیکل کیریئرز میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نتیجہ اور آؤٹ لک

ایرجیل فلم سول کی تیاری کی ٹکنالوجی اور سول کوٹنگ کے عمل کی مسلسل بہتری اور بہتری، نامیاتی سالوینٹس کا تعارف اور دیگر مواد کے ساتھ مرکب کا رجحان ایرجیل فلموں کی تیاری اور کارکردگی میں بہتری کے لیے ایک مؤثر طریقہ فراہم کرتا ہے، اور ساختی سالمیت کو بہتر بناتا ہے، آپٹیکل ایرجیل فلموں کی کنٹرولیبلٹی، مکینیکل لچک وغیرہ۔

تاہم، اس مضمون میں فرنٹیئر ریسرچ ابھی ابتدائی مراحل میں ہے، اور بڑے پیمانے پر تیاری اور عملی استعمال سے پہلے ابھی بہت طویل سفر طے کرنا ہے۔ کچھ اہم مسائل کو ابھی بھی حل کرنے کی ضرورت ہے:

① روایتی غیر نامیاتی نینو پارٹیکلز کے درمیان روابط کمزور ہیں، اور ایرجیل کنکال نازک ہے، جس کی وجہ سے ایک آزاد اور مضبوط غیر نامیاتی ایرجیل فلم بنانا مشکل ہوجاتا ہے۔ ایرجیل فلم کے مواد کو بہتر میکانکی خصوصیات دینے کے لیے نامیاتی-غیر نامیاتی مرکب یا ہائبرڈ تیاری کے راستے اپنائے جا سکتے ہیں۔

② فی الحال، ایرجیل فلم کے مواد کی تیاری کا عمل پیچیدہ ہے اور تیاری کے عمل میں زیادہ لاگت اور طویل سائیکل CO2 سپر کریٹیکل خشک کرنے یا منجمد خشک کرنے کے عمل شامل ہیں، جن کے بیچ کی تیاری کو حاصل کرنا مشکل ہے۔ بڑے پیمانے پر پیداوار اور ایرجیل فلموں کے عملی اطلاق کو حاصل کرنے کے لیے زیادہ موثر اور کم لاگت والے خشک کرنے کے عمل کی کوشش کی جانی چاہیے۔

③ ایرجیل فلم میٹریل کا فنکشنل بنیادی ریسرچ سسٹم ابھی تک کامل نہیں ہے، اور ملٹی فنکشنل ایرجیل فلم میٹریل کی ترقی مستقبل کی ترقی کا رجحان ہے۔