Kaip permatomi, lankstūs grafeno{0}}pagrindo šildytuvai kelia iššūkį tradicinėms ITO šildymo plokštėms?

Pageidaujamas skaidrus laidininkas, indžio alavo oksidas, jau seniai buvo šildomų langų ir optinių pakopų sritis. Tačiau indis yra retas, o danga yra trapi. Vieno -atomo-storio anglies grafeno lakštas kuriamas kaip lankstus, lenkiamas pakaitalas, kuris gali šildyti taip pat tolygiai ir yra praktiškai nematomas. Šis žingsnis keičia lūkesčius dėl skaidrių šildymo technologijų įvairiose įmonėse.

A medžiagų perėjimas: nuo ITO prie grafeno
Grafeno skaidraus šildytuvo palyginimas su ITO šildymo plokšte rodo platesnį skaidrios elektronikos pasikeitimą. ITO (indžio alavo oksidas) buvo tinkamiausias pasirinkimas dėl didelio laidumo ir optinio aiškumo, tačiau ribos tampa vis akivaizdesnės lanksčiose ir sąnaudoms jautriose programose.

Svarbūs ITO apribojimai yra šie:

Trapumas mechaniniam įtempimui

Pasitikėjimas ribotais indio ištekliais

Veikimo pablogėjimas dėl pasikartojančio lenkimo arba terminio ciklo

Grafenas yra vieno atominio sluoksnio anglies gardelė, taigi visiškai kitoks požiūris į medžiagos laidumą ir mechaninį lankstumą.

Grafeno kaitinimo plėvelių funkciniai pranašumai
Grafeno pagrindo šildytuvai yra plonos laidžios plėvelės, kurios gamina šilumą varžiniu džauliu kaitinant. Pritaikius įtampą, grafeno tinklu teka srovė, kad susidarytų vienalytis šiluminis laukas.

Lankstumas Mechaninis
Grafeno lakštai yra lankstūs, juos galima lenkti, sulankstyti ar tempti nesulaužant. Priešingai nei trapios oksidinės dangos, deformacijos metu išlaikomas struktūrinis vientisumas ir galima naudoti ant lenktų arba dinamiškų paviršių, tokių kaip:

Automobilių priekiniai stiklai

Lankstus ekranas

Nešiojamos šiluminės sistemos

Grafenas yra labiau universalus-sportininkas nei ITO, specialus sprinteris, ir gali prisitaikyti prie įvairiausių mechaninių situacijų.

Optinis skaidrumas
Single layer graphene can provide optical transparency of >90 % su nedideliu iškraipymu. Didelės spektrinės srities, apimančios kai kuriuos infraraudonųjų spindulių spektro elementus, skaidrumas yra naudingas

Ledo šalinimo-sprendimai yra suderinami su terminiu vaizdavimu.

Mažo signalo trukdžių optiniai instrumentai

Elektros našumas
Šildymo reikmėms grafeno plėvelės gali pasiekti lakštų varžą < 100 omų/kvadratyje, o tai idealiai tinka žemos įtampos šildymo sistemoms su vienodu šilumos pasiskirstymu.

Ekonominiai ir gamybos aspektai
Tačiau pagrindinis grafeno pranašumas yra ne tik našumas. Medžiagų kaina ir prieinamumas skatina pritaikymą:

Žaliavos yra gausios, plačiai prieinamos ir pagamintos iš anglies{0}}

Indžio tiekimui nėra jokių apribojimų

Galimybė naudoti ritininius{0}}į-rutininius gamybos procesus

Tačiau tebėra sunku pagaminti didelio ploto defektų neturinčią grafeno medžiagą su vienodomis elektrinėmis charakteristikomis. Šiuo metu pramoninė-masto gamyba vis dar kuriama, o lakštų atsparumo ir vienodumo skirtumai trukdo visapusiškai -diegti keliose programose.

Tačiau dabar sistemos prototipų našumas prilygsta ITO{0}}pagrįstiems šildytuvams ir turi papildomų mechaninių pranašumų.

Taikymas kraštovaizdžio augimui
Grafeno{0}}pagrindo skaidrūs šildytuvai yra tiriami daugelyje besivystančių sričių:

Automobilių atitirpinimo ir{0}}ledo šalinimo įranga

Buitinė elektronika, lanksti

Išmanieji langai prisitaikančiam šilumos valdymui

Lengvi šildomi paviršiai, skirti kosmoso{0}}klasei

Kiekvienu atveju mechaninis lankstumas ir sutaupytas svoris suteikia daug naudos sistemos{0}} lygiu.

Šiluminis elgesys ir sistemos integravimas
Grafeno šildymo sluoksniai, tinkamai suprojektuoti, gali būti naudojami kaip paskirstyti varžiniai tinklai ir vienodam paviršiaus šildymui. Šilumos projektavimo svarstymai apima:

Elektrodų išdėstymas nuosekliam srovės paskirstymui.

Sukibimo ir šiluminio plėtimosi suderinamumas su pagrindu

Galios tankio valdymas, kad būtų išvengta vietinio perkaitimo

Šie projektavimo aspektai yra panašūs į ITO sistemų atvejus, tačiau turi daugiau geometrinės laisvės.

Išvados
ITO vis dar yra nusistovėjusi ir dažnai naudojama skaidraus šildymo technologija, tačiau grafeno{0}}pagrindo šildytuvai sparčiai žengia į priekį kaip viliojanti alternatyva. grafenas turi didelį konkurencinį pranašumą taikant programas, kurioms reikalingas lankstumas, mechaninis patvarumas ir medžiagų prieinamumas.

Vis dar turime išspręsti kliūtis, kol pradėsime gaminti-didelio masto, tačiau grafeno šildytuvai jau įrodo, kad skaidraus šildymo technologija gali būti tobulesnė už kietas dangas. Medžiagų tyrimai juda prie sprendimų, kurie būtų ne tik efektyvesni, bet ir lankstesni bei atsparesni išteklius.