Sa staidéar seo, úsáideadh teicneolaíocht eitseála léasair picosecond UV chun micreastruchtúir thréimhsiúla a dhéanamh ar dhromchla bratuithe ilchodacha micreathonnta nanafeadáin/púdar iarainn charbóin (CNTs/CIP), rud a bhain leas iomlán a bhaint as sárhidreafóbacht agus feidhmíocht ionsúcháin micreathonn. Mhéadaigh eitseáil léasair na micristruchtúir colúnacha uillinn teagmhála uisce an bhrataithe ó 71.5 céim go 151.2 céim agus mar thoradh air sin bhí bandaleithead ionsúcháin éifeachtach (EAB) de 5.3 GHz ag tiús 1.3 mm, ag tairiscint straitéis theicniúil ildánach agus éifeachtach chun inoiriúnaitheacht chomhshaoil bratuithe ionsúcháin micreathonn a fheabhsú.
Tá ról fíor-riachtanach ag bratuithe ionsúcháin micreathoinne maidir le sínithe radair a shochtadh, cur i gcoinne trasnaíochta cumarsáide, agus truailliú leictreamaighnéadach a mhaolú, rud a fhágann go bhfuil siad infheidhme go forleathan sna hearnálacha aeraspáis agus cosanta. Tá inoiriúnaitheacht chomhshaoil na bratuithe seo ríthábhachtach do chobhsaíocht fhadtéarmach a gcuid feidhmíochta ionsúcháin micreathonnach agus tá sé ina phráinn mhóra a chuireann srian lena bhfeidhm innealtóireachta anois. Is dúshlán ríthábhachtach fós sa réimse é cothromaíocht a bhaint amach idir ionsú níos fearr micreathonnach agus friotaíocht aimsire. Dhírigh taighde le déanaí go príomha ar -gníomhairí ionsúcháin micreathonnach a oiriúnú do dhálaí comhshaoil-ar nós trí ábhair a bhfuil cobhsaíocht fhisiceimiceach níos fearr acu a athsholáthar go páirteach nó trí dhromchlaí hidreafóbacha a chruthú chun friotaíocht iomlán aimsire an bhrataithe a fheabhsú. Mar sin féin, is minic a bhíonn deacrachtaí ag modhanna traidisiúnta chun ionsú micreathonn agus hidreafóbacht a bharrfheabhsú ag an am céanna, agus ag an am céanna aghaidh a thabhairt ar shaincheisteanna a bhaineann le próiseáil chasta agus costais arda. Chun aghaidh a thabhairt air seo, úsáideann an staidéar reatha eitseáil léasair picosecond UV go nuálaíoch chun micreastruchtúir thréimhsiúla a dhéanamh go beacht ar dhromchla bratuithe ilchodacha micreathonnta CNTs/CIP, rud a bhainfidh feabhas sineirgisteacha ar shárhidreafóbacht agus ar fheidhmíocht ionsúcháin micreathonnta araon.
1. Tréithriú MICREATHONNACH-Gníomhairí Ionsúite agus Airíonna Leictreamaighnéadacha Bratuithe Ilchodacha
Sa staidéar seo, ullmhaíodh nanaifeadáin charbóin heitreachstruchtúrtha (CNTanna) le moirfeolaíocht héiliciúil ó CO₂ ag baint úsáide as modh salainn leáite agus úsáideadh iad chun púdar iarainn charbóinile (CIP) a athsholáthar go páirteach i ndéanamh bratuithe ilchodacha a ionsúnn micreathonn. Ní hamháin gur laghdaigh ionchorprú CNTanna an t-ábhar filler ach chomh maith leis sin chothaigh sé cumais caillteanais mhaighnéadacha mar gheall ar fhirromaignetachas dúchasach na nanafeadáin. Ina theannta sin, trí ghréasán seoltaí leanúnach a chruthú, polaraíocht idir-éadan flúirseach, agus scaipeadh tonnta leictreamaighnéadacha iolracha de bharr an struchtúir héiliceach, rinneadh na hairíonna tréleictreach a bharrfheabhsú i dteannta a chéile, rud a mhaolaigh na fadhbanna neamhréitithe impedance de ghnáth ag tairiseach tréleictreach ard CIP íon. Léirigh tomhais pharaiméadair leictreamaighnéadacha gur léirigh na bratuithe ilchodacha CNTs/CIP airíonna cothromaithe tréleictreach agus maighnéadacha, rud a d'éascaigh meaitseáil impedance éifeachtach agus caolú tonnta leictreamaighnéadacha. Ag tiús 1.3 mm, bhain an sciath bandaleithead ionsúcháin éifeachtach (EAB) de 4.12 GHz amach agus íoschaillteanas machnaimh (RLₘᵢₙ) de −15.1 dB, rud a léirigh feidhmíocht ionsú micreathonn den scoth.
2. Dearadh Insamhladh Leictreamaighnéadach na Micreastruchtúr
Chun imscrúdú a dhéanamh ar thionchar na micristruchtúr ar fheidhmíocht brataithe, d'úsáid an staidéar seo bogearraí CST Studio Suite chun ionsamhlúcháin leictreamaighnéadacha a dhéanamh ar dhá chineál micreastruchtúir thréimhsiúla: colún agus cíor mheala. Tugann na torthaí le fios go gcuireann doimhneacht eitseála isteach go mór ar fhrithchaiteacht an bhrataithe, ach is beag tionchar a bhíonn ag toisí cliathánach na micristruchtúr (cosúil le colún ga agus spásáil) ar fheidhmíocht ionsú na dtonn. Tá sé seo amhlaidh toisc go bhfuil toisí na micristruchtúr i bhfad níos lú ná na tonnfhaid leictreamaighnéadacha sa raon minicíochta 2-18 GHz, rud a chuireann cosc ar éifeachtaí trasnaíochta láidre a fhoirmiú. Léiríonn torthaí ionsamhlúcháin go n-aistríonn méadú ar an doimhneacht eitseála buaic an ionsúcháin agus an bandaleithead ionsúcháin éifeachtach (EAB) i dtreo minicíochtaí níos airde gan an bandaleithead féin a athrú go suntasach. Soláthraíonn na torthaí seo treoir thábhachtach chun paraiméadair phraiticiúla an phróisis eitseála a bharrfheabhsú: trí dhoimhneacht an eitseála a rialú go cuí, is féidir airíonna sárhidreafóbach a bhaint amach agus feidhmíocht ionsúcháin tonn den scoth an bhrataithe a chothabháil.
3. Éifeacht Eitseála Léasair ar an Hidreafóbach agus na Micreathonnta-Asú Airíonna an Chumhdaithe
Rinneadh micreastruchtúir cosúil le piléar agus cíor mheala{-tréimhsiúil go beacht ar an dromchla brataithe ag baint úsáide as meaisín marcáil léasair picosecond UV. Dheimhnigh tréithriú trí SEM agus micreascópacht 3D go bhféadfadh eitseáil léasair na micreastruchtúir deartha a thógáil go beacht; léirigh na heascáin eitseáilte airde aonfhoirmeacha, agus d'fhan na struchtúir thréimhsiúla slán. Léirigh tástálacha infhliuchtasachta nach raibh uillinn teagmhála uisce an dromchla brataithe pristine ach 71.5 céim , ach shroich an uillinn teagmhála uisce ar dhromchla sampla A1 151.2 céim tar éis struchtúir cosúil le colún eitseála léasair -, rud a léirigh sár-hidreafóbacht. Thug anailís ar pharaiméadair struchtúracha le fios go raibh hidreafóbacht níos fearr ag na struchtúir cosúil le colún i gcomparáid leis na struchtúir atá cosúil leis an gcíor mheala; d’fhéadfaí staid chobhsaí Cassie-agus mar sin sárhidreafóbacht-a bhaint amach nuair a bhí an cóimheas d/c faoi 0.15 agus an airde laistigh den raon 100–180 μm. Go háirithe, ba bheag an tionchar a bhí ag eitseáil léasair ar fheidhmíocht ionsúcháin micreathonn. Cé is moite de shampla B4, a léirigh diall suntasach mar gheall ar ró-eitseáil, choinnigh gach sampla eile airíonna ionsúcháin micreathonnta maith. Shroich bandaleithead ionsúcháin éifeachtacha (EAB) de shamplaí A4 agus B4 5.2 GHz agus 5.3 GHz, faoi seach, rud a d'fheidhmigh níos fearr ná na bratuithe ionsúcháin micreathonnta eile a bhfuil tiús faoi 1.5 mm acu. Léiríonn sé seo go gcumasaíonn eitseáil léasair monarú éifeachtach agus beacht ar mhicreastruchtúr hidreafóbach agus feidhmíocht ionsúcháin micreathonn á chaomhnú.
D'fhorbair an staidéar seo straitéis shimplí inrialaithe ag baint úsáide as eitseáil léasair picosecond UV chun micreastruchtúir thréimhsiúla a dhéanamh go beacht ar dhromchla CNTs/CIP-brataithe polúireatán treisithe, rud a bhainfidh leas iomlán a bhaint as hidreafóbacht dromchla agus feidhmíocht ionsúcháin micreathonn. Is iad seo a leanas na príomhthorthaí: (1) Mhéadaigh micreastruchtúir columnar eitseáilte le léasair uillinn teagmhála an uisce ó 71.5 céim go 151.2 céim , rud a chuir ar chumas superhydrophobicity gan gá le fluairíniú breise; (2) Ag tiús 1.3 mm, bhain an sciath micreastruchtúr optamaithe amach bandaleithead ionsúcháin éifeachtach (EAB) de 5.3 GHz-an ceann is leithne a tuairiscíodh don tiús seo-agus a chumas ionsúcháin micreathonnta intreach á choinneáil go hiomlán; (3) Is sainairíonna é an straitéis seo a solúbthacht, a neamhspleáchas ó thaobh ábhair, agus ardchruinneas, a thairgeann ionchais ghealltúla chun na córais ionsúcháin micreathonnta atá ann cheana a uasghrádú agus chun gairis chomhtháite ilfheidhmeacha a dhéanamh le haghaidh timpeallachtaí ard-taise, creimneach. D’fhéadfadh taighde sa todhchaí iniúchadh breise a dhéanamh ar bharrfheabhsú paraiméadair eitseála léasair do chórais líonta éagsúla ionsúcháin micreathonn agus feidhmiú na teicneolaíochta a leathnú chuig bratuithe comhtháite ilfheidhmeacha le haghaidh stealth cliste agus cosaint leictreamaighnéadach.
