Le domaine de l'énergie concerne toutes les industries de production, de fabrication, de vente et de distribution d'énergie. Il comprend les industries du pétrole, du gaz, du charbon, du nucléaire et des énergies renouvelables.

Avec la demande croissante d'énergie dans tous les coins du globe et l'évolution constante de l'environnement et des conditions préalables à l'utilisation du carburant, le secteur de l'énergie est en constante évolution. Avec l'évolution constante de la faisabilité technique, des infrastructures existantes, des intérêts économiques et de la situation géopolitique, des branches de l'énergie qui s'adaptent constamment à la nouvelle situation ne cessent d'émerger. Les branches existantes évolueront pour répondre aux nouveaux besoins et de nouvelles méthodes de collecte d'énergie continueront d'émerger.

[traitement de surface et revêtement - revêtement fonctionnel à l'échelle nanométrique et nanoparticulaire]

Les revêtements traditionnels sont souvent utilisés pour protéger les matériaux ci - dessous ou améliorer leur apparence visuelle. En outre, les peintures pour d'autres fonctions attirent un intérêt croissant pour la recherche. Ces types de revêtements sont souvent appelés revêtements fonctionnels.

Les différents revêtements fonctionnels sont polyvalents, mais les plus étudiés sont les revêtements anti - taches, antibactériens, conducteurs, auto - nettoyants, photochromiques et thermochromiques, auto - cicatrisants et ultra - hydrophobes.

Différentes stratégies de revêtement sont nécessaires en fonction de la fonction que le revêtement doit remplir. Il est possible de préparer un revêtement fonctionnel simple en utilisant un revêtement imprégné, ne nécessitant qu'un faible contrôle de la structure du revêtement et de l'épaisseur de la couche. Pour les revêtements plus avancés, les technologies Langmuir blodgett et Langmuir Schaefer permettent un contrôle précis de l'épaisseur du film et de la densité d'encapsulation. La technologie Langmuir - blodgett a été utilisée pour le dépôt de nanoparticules pour les fenêtres intelligentes, ainsi que pour le dépôt de Graphène pour des applications électroniques. Le dépôt de nanoparticules et la construction de structures Nanocomposites fonctionnelles peuvent également être caractérisés par qsense QCM - D.

Plusieurs outils sont disponibles pour la caractérisation visuelle, moléculaire et de mouillabilité des revêtements.

Caractérisation des revêtements ultrahydrophobes

Les revêtements ultra - hydrophobes ont reçu beaucoup d'attention en raison de leur application sur des surfaces telles que des fenêtres auto - nettoyantes ou des surfaces anti - glace. Par définition, l'hyperhydrophobicité peut être obtenue lorsque l'angle de contact statique avec l'eau est supérieur à 150° et que l'hystérésis angulaire de contact est faible. La caractérisation du revêtement superhydrophobe peut ainsi être complétée par la mesure des angles de contact statiques et dynamiques.

Regardez le webinaire enregistré: surfaces ultra - hydrophobes – du laboratoire aux applications de la vie réelle

Article de blog: durabilité des surfaces ultra - hydrophobes – le plus grand obstacle aux applications réelles

Dépôt de nanoparticules pour revêtements de fenêtres intelligents

Alors que nous nous soucions de plus en plus de l'avenir de la planète, différentes façons d'économiser de l'énergie font l'objet de recherches supplémentaires. La majeure partie de notre consommation d’énergie est utilisée pour chauffer ou refroidir les bâtiments. Il peut y avoir différentes solutions pour améliorer l'isolation de nos bâtiments, et les nouvelles fenêtres intelligentes sont au centre de l'attention. Une des classes intéressantes de fenêtres intelligentes est faite de matériaux thermochromiques, qui peuvent changer de couleur au fur et à mesure que la température change. Ainsi, une vitre revêtue d'un film thermochromique permet de contrôler l'échange de chaleur à travers le verre. Conserver la chaleur à l'intérieur par temps froid; En période de chaleur, les fenêtres empêchent le rayonnement infrarouge du soleil d'entrer dans le bâtiment.

En utilisant la technologie de Langmuir - blodgett (LB), des chercheurs de l'University College London (UCL) ont développé des méthodes pour enduire la surface du verre avec des nanosphères de polystyrène [1]. Ils ont utilisé LB pour préparer des couches hautement ordonnées de nanoparticules qui peuvent être utilisées comme masques de gravure dans les processus ultérieurs. Les Nanostructures générées peuvent être revêtues de dioxyde de vanadium, de sorte que les fenêtres ont les mêmes propriétés antireflet que celles trouvées dans les yeux des papillons de nuit. Il réduit la quantité de lumière réfléchie à l’intérieur de la pièce à moins de 5%, ce qui est bien meilleur que les résultats obtenus avec les fenêtres revêtues de dioxyde de vanadium d’autres prototypes [2].

Une couche monomoléculaire de nanosphères de polystyrène de 200 nm de diamètre a été déposée sur une feuille de substrat de quartz à l'aide de la technologie Langmuir - blodgett sur un bain de taille moyenne KSV Nima.

(A) une image AFM d'une couche monomoléculaire, (b) une transformation de Fourier de la même image montrant une excellente cristallinité réalisable avec cette technique. Droit d'auteur Dr. Alaric Taylor.

En plus d'améliorer les propriétés réfléchissantes des fenêtres, les Nanostructures sont également auto - nettoyantes. Les surfaces des fenêtres sont très résistantes à l'eau, ce qui signifie que lorsque les gouttes de pluie tombent sur la surface, elles forment des gouttelettes sphériques qui peuvent facilement rouler hors de la fenêtre, collecter la saleté, la poussière et d'autres contaminants et les emporter. En particulier pour les fenêtres utilisées dans les gratte - ciel difficiles à nettoyer, c'est une performance très demandée. En utilisant des mesures statiques et dynamiques de l'angle de contact, les chercheurs ont largement étudié les propriétés d'auto - nettoyage des surfaces.

[1] Taylor, A. Motheye fenêtres intelligentes Verrage bio-inspiré et sensible à la température pour la régulation passive de la température du bâtiment avec la capacité d'auto-nettoyage (Thèse de doctorat non publiée). (2016) University College London, Londres, Royaume-Uni.

[2] Taylor, A. et al., Une solution bioinspirée pour le vitrage intelligent recouvert de VO2 thermochromique spectralement sélectif, Optics Express 21 (2013) A752.

[regardez le webinaire enregistré: dépôt de couches minces de nanoparticules hautement ordonnées avec Langmuir - blodgett, Alaric Taylor, chercheur epsrc, UCL University]

Article de blog: films minces hautement ordonnés de Nanoparticle

Dépôt et caractérisation de couches monomoléculaires de Graphène pour applications électroniques

Le Graphène monocouche (SG) est le premier véritable matériau bidimensionnel qui s'est avéré posséder de nombreuses propriétés exceptionnelles, telles qu'une conductivité électrique et thermique élevée et une résistance à la traction élevée. Beaucoup considèrent le Graphène comme l'un des matériaux les plus prometteurs et polyvalents jamais découverts. Par exemple: les applications potentielles de ce matériau comprennent la construction de circuits électroniques plus petits et plus rapides, le développement de matériaux de construction plus puissants et plus flexibles et la création de batteries plus efficaces. Le Graphène peut être utilisé à la fois comme conducteur de type N et comme conducteur de type p. Et en raison de sa nature semi - conductrice, a suscité des spéculations sur son remplacement futur du silicium dans les dispositifs électroniques. En raison des propriétés électriques et de la transparence de la monocouche de Graphène et de sa bonne résistance chimique, l'une des applications les plus intéressantes du graphène est de l'utiliser en photonique à la place de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO) ou de l'oxyde de fluor d'étain (fto) comme cellules solaires et diodes électroluminescentes. [1 - 3]

Il existe plusieurs méthodes différentes pour préparer une seule couche de Graphène. Les plus prometteurs pour une utilisation industrielle à grande échelle sont les différentes méthodes de décapage en phase liquide qui conduisent généralement à des dispersions de Graphène monocouche ou d'oxyde de Graphène monocouche (SGO). Le défi est de savoir comment transférer une seule couche de Graphène ou une seule couche d'oxyde de Graphène de la dispersion sur le support de manière contrôlée. Les dépôts Langmuir - blodgett et Langmuir - Schaefer (LS) ont récemment donné des résultats satisfaisants dans la préparation de couches de Graphène hautement contrôlables.

La caractérisation d'un film mince d'oxyde de Graphène a été réalisée directement sur un bain de Langmuir à l'aide d'un microscope à angle Brewster et d'un PM - irras. L'utilisation de PM - irras permet également de caractériser des films minces déposés sur un substrat solide.

Résumé de l'application: dépôt et caractérisation de couches minces de Graphène et d'oxyde de Graphène monocouches

Résumé de l'application: imagerie de structure de film mince: Brewster Corner Microscope

Aperçu de l'application: fabrication de films de nanoparticules hautement ordonnés

Revêtement fonctionnel de la surface des panneaux solaires

Une cellule solaire (également appelée cellule photovoltaïque) est un dispositif électronique qui convertit directement l’énergie lumineuse en électricité par effet photovoltaïque (voir figure 1). Il existe plusieurs types de cellules solaires disponibles, les plus courantes étant fabriquées sur des tranches de silicium. Les autres types de cellules solaires comprennent les cellules solaires à film mince, sensibles aux colorants et organiques / polymères. En raison de la simplicité du processus de fabrication, les cellules solaires au silicium sont des cellules solaires couramment utilisées à ce jour, avec plus de 80% du marché, tandis que d'autres types de cellules solaires offrent certains avantages supplémentaires tels que la flexibilité.

Actuellement, il existe de nombreux groupes de recherche actifs dans le domaine du photovoltaïque dans les universités et les instituts de recherche du monde entier. Cette étude peut être divisée en trois grandes catégories:

· rendre les cellules solaires technologiques actuelles moins chères et / ou plus efficaces pour concurrencer d'autres sources d'énergie.

· développer de nouvelles technologies basées sur la conception d'une nouvelle architecture de cellules solaires.

· développement de nouveaux matériaux comme absorbeurs de lumière et porteurs de charge.

La couche supérieure d'une cellule solaire traditionnelle est une fine couche de verre de protection recouverte d'un revêtement antireflet (AR). Le revêtement antireflet est utilisé pour augmenter l'absorption des photons et ainsi augmenter l'efficacité des cellules solaires. La technologie de revêtement par immersion sol - gel est une méthode largement utilisée pour produire des revêtements antireflet sur de grandes surfaces.

Lors de la fabrication, il est très important d'assurer une bonne adhérence entre les différentes couches sur la cellule solaire. La mesure de l'angle de contact est généralement utilisée car une bonne mouillabilité indique une bonne adhérence.

Aperçu de l'application: fabrication de films de nanoparticules hautement ordonnés

Résumé de l'application: mesure de l'angle de contact dans l'industrie des cellules solaires

Dépôt de films nanobeauty hautement contrôlables par la méthode Langmuir - blodgett

[Analyse de surface & contrôle qualité / contrôle qualité]

Le contrôle de la qualité, abrégé en QC, est une partie importante du processus de production de chaque produit. En QC, les produits sont vérifiés conformément aux spécifications et les décisions sont prises en conséquence. Le contrôle de la qualité de surface est un élément essentiel des processus tels que la décontamination, le revêtement et l'impression. Dans ces applications, le CQ détermine si le processus de mise en œuvre sera couronné de succès.

La mouillabilité d'une surface est un bon indicateur des propriétés d'une surface. La mouillabilité d'une surface peut être évaluée avec un instrument de mesure de l'angle de contact. L'angle de contact de surface peut être utilisé pour plusieurs étapes de contrôle de la qualité:

· avant le traitement de surface, assurez - vous que la surface est propre

· après le traitement de surface, assurez - vous d'atteindre le niveau de traitement idéal et / ou l'uniformité du revêtement

· résoudre les problèmes de contrôle de la qualité liés au collage et à la mouillabilité

La mesure de l'angle de contact peut être automatisée et ne nécessite qu'une petite zone de mesure. L'angle de contact offre la possibilité d'effectuer une analyse rapide, tandis que de grands lots d'échantillons sont également faciles à mesurer. L'angle de contact est particulièrement adapté au contrôle de la qualité de surface.

· une des technologies sensibles aux surfaces

· facile, rapide et facile à utiliser

· ne dépend pas de l'utilisateur, en particulier dans le cas de l'automatisation

· donner des données quantitatives

· méthode de contrôle de qualité parfaite et scientifique

Une mesure séparée de l'angle de contact de l'eau peut fournir une bonne estimation de la chimie de surface, mais une mesure avec un liquide dispersif peut également vous permettre de déterminer l'énergie libre de surface d'une surface. L'intégration d'un distributeur de type jetable permet une mesure très rapide de l'énergie libre de surface. L'énergie libre de surface est un moyen de distinguer les composants dispersifs et polaires de l'énergie de surface. La mesure de l'angle de contact peut également être utilisée pour vérifier l'uniformité du revêtement. Les résultats obtenus par des moyens tels que le stylo Dyne et les tests d'encre couramment utilisés ne sont pas corrects.

Outre les propriétés chimiques de surface, la rugosité joue également un rôle dans la mouillabilité. De nombreux processus tels que le plasma ou le traitement à la flamme peuvent non seulement affecter les propriétés chimiques du substrat, mais également modifier la rugosité. En combinant la mesure topographique avec l'angle de contact, il est possible de distinguer l'effet de la rugosité de l'effet de l'angle de contact.

Un mesureur d'angle de contact Theta entièrement automatisé permet de mesurer l'angle de contact sans aucune interférence humaine, améliorant ainsi la reproductibilité des résultats. Le logiciel oneattention comprend un mode de contrôle de la qualité spécialement conçu pour simplifier le processus qc. Oneattention offre également des fonctionnalités spéciales de contrôle de la qualité, telles que la création d'un environnement d'exploitation restreint pour les opérateurs, rendant les opérations aussi simples et rapides que possible grâce à une analyse par lots qui vous fait gagner du temps et à des rapports de résultats de test adaptés à vos besoins.

Surfaces traitées plasma et Corona

Les traitements plasma et Corona peuvent être utilisés pour le nettoyage et l'activation des surfaces avant de passer à l'étape suivante, comme l'impression, le collage, la peinture, la peinture ou le revêtement. Ils sont utilisés pour résoudre les problèmes liés à l'adhérence et à la mouillabilité, entre autres, dans de nombreuses industries.

Revêtement industriel sur papier et carton pour emballage et impression

En tant que matériau d'emballage, les plaques utilisent généralement un revêtement extrudé pour résister à l'humidité et au vieillissement. Pour optimiser la qualité d'impression, les surfaces sont généralement traitées par plasma ou Corona pour augmenter la mouillabilité de l'encre et de la surface. L'angle de contact QC est une méthode simple qui garantit la fonctionnalité après le revêtement et le traitement.

Revêtements industriels pour la fabrication de dispositifs médicaux

Différents types de revêtements industriels sont appliqués aux dispositifs médicaux pour augmenter leur fonctionnalité, par example l'écoulement sélectif des fluides. Les revêtements sont utilisés dans de nombreuses applications, y compris le diagnostic, la biomédecine et la pharmacie.

Traitement de surface des implants biomédicaux

En modifiant la mouillabilité de la surface de l'implant, la biocompatibilité de l'implant biomédical peut être affectée. L'amélioration de la rugosité de surface et la modification de l'effet des produits chimiques de surface sur la mouillabilité peuvent garantir la qualité de la plantation.

Nettoyage du verre et des écrans tactiles

Le nettoyage de la surface du verre a un impact direct sur la qualité des étapes de traitement ultérieures, telles que les applications telles que l'impression à jet d'encre sur les bouteilles ou l'étiquetage à l'aide d'adhésifs. La mesure de la pollution du verre contribue à réduire les déchets et à assurer une production efficace.

Peintures industrielles pour panneaux solaires

Les panneaux solaires doivent souvent être revêtus de revêtements photovoltaïques et antireflets pour assurer une efficacité optimale. La propreté affecte l'efficacité du panneau ainsi que l'adhérence entre les différents revêtements. La mesure de l'angle de contact peut être utilisée pour le contrôle de la qualité lors de la fabrication de panneaux.

Contrôle qualité des huiles de transformateur

L'huile isolante peut être utilisée autour de la bobine du transformateur de puissance pour fournir un refroidissement, une isolation et une protection contre les CORONAS et les arcs. L'huile de transformateur est exposée à des contraintes mécaniques et électriques ainsi qu'à des contaminations chimiques pendant le fonctionnement du transformateur. Au fil du temps, la fonction de l'huile isolante diminue, ce qui peut entraîner des pannes de transformateur et des coupures de courant. Tester régulièrement l'huile de transformateur peut assurer la qualité et éviter des temps d'arrêt coûteux.

La norme ASTM D - 971 définit les propriétés électriques et physiques générales des huiles de transformateur. La tension interfaciale de la table est mesurée par la méthode du noüy ring. La tension interfaciale de l'huile et de l'eau est liée à la pureté et à la fonction de l'huile. La diminution de la tension interfaciale de l'huile de transformateur est due à l'accumulation de contaminants ou à la formation de sous - produits oxydants. Notre Sigma 702et fonctionne entièrement automatiquement et est mesuré conformément aux normes ASTM.

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Mesure de la tension interfaciale huile - eau selon la méthode des anneaux selon la norme internationale ASTM d971