EN
Давуу талын нэдүүлэлт, нарийн нарийвчлал ба дэд-дундажийн ховдруулалт
Нанометр түвшний зөөлөн хяналт ба дискийн хэмжээт нэдүүлэлт vs. эргүүлэх/дүрсгүүлэх бүрхүүл
Ультра дууны бөөний давс нь 300 мм-ийн бөөний давс дээр 5 нанометр орчим буюу нэмж - минус 5 нанометрээр давсны нягталтыг маш сайн хянах боломжийг олгодог. Энэ нь ихэвчлэн 15%-ийн өөрчлөлттэй эргэлтийн давсрыг цохиж, мөн нурууны давсрын техникээр харагддаг хязгаарны үүсэх асуудлыг зайлсхийдэг. 2023 онд хагас дамжуулагчийн салбарын судалгаагаар хэт даралтын аргуудын 98%-ийн нэгдмэл байдлыг олж авсан нь спиний давс хэрэглэх үед ердөө 82%-тай харьцуулахад тогтоогдсон байна. Энэ ялгаа нь оптикийн филтр, MEMS төхөөрөмжүүд зэрэг зүйлүүдэд маш чухал байдаг. 10 нанометрээс бага гэсэн бага зэргийн зөрчил ч бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бүрэн бүтэлгүйтлийг үүсгэж болно. Өөр нэг том давуу тал бол энэ үйл явц нь аэрозольжуулалтаар ажилладаг тул бие махбодийн холбоо шаарддаггүй. Энэ нь хэрэглэх үед бодисын цацрагдал байхгүй гэсэн үг бөгөөд тул хувцас хувцас нь маш их эд өлгийн болон гүн шинж чанаруудтай нарийн гадаргуу дээр ч цэвэр, тогтвортой байдаг.
Дулааны мэдрэмжтэй, уян хатан субстрат хадгалах бага температурт, агаар мандалтын даралтаар ажиллах
Ультратоногий цацрагт бүрхүүл тавих арга нь хэвийн атмосферын даралтад, температур 50 градус Цельсийн доор үлдмүүр ажилладаг. Энэ нь сүүдэрлүүрт бүрхүүл тавих эсвэл химийн уурлүүрт тавих зэрэг вакуум нөхцөл шаарддаг, температур 300–600 градус Цельсийн хооронд хүрдэг аргаас ялгаатай. Долооны шаардлагын багасалт нь дулаан эсвэл вакуумд мөрдөмтгүй материалуудын бүтцүүр болон үйлдлийн чанарыг хадгалахад тусалдаг. Жишээлбэл, органик нарны нүүрцүүр 80 градус Цельсийн дээрх температурт задран эхэлдэг. PET пластик ба цаас 120 градус Цельсийн ойрхын температурт хувирч, хөврүүрдэг. Медицин хэрэглээнд ашиглагддаг уургүүр болон ферментүүр мөн дулаан эсвэл вакуумд үлдмүүр хоёрт хоригдож, гэмтдэг. Өнгөрсөн жилийн «Materials Today» сэтгүүлд нийтлэгдсэн сүүлд гаргасан судалгаанаас үзэхэд, ультратоногий цацрагт бүрхүүл тавих аргыг ашиглан дулааны хүчдлийг ойрхын 70 хувь багасгадаг. Түүн дагуу, нугалмүүр дэлгэцүүр, оюун ухааны хувцас, олон төрлийн медицин хэрэгслүүр зэрэг бүтээдмүүр дээр гүнзгий, тасралтгүй бүрхүүл тавих боломжтой болдог, трещинүүр эсвэл бусад гэмтлийн үүсэл үлдмүүр саатмүүр.
Материал, процессын үр ашигтай үйл ажиллагааг
Материалын ашиглалт > 90% цахилгаан шүүлт, цахилгаан шүүлтээс илүү хог хаягдлыг эрс бууруулах
Ультрахөвсгөн цацрагт бүрхүүл тавих арга нь үүрдийн уусмалыг дурдаж буй өндөр давтамжит хэлбэлзлийн тусламжтайгаар жижиг дуслуудад хуваадаг, иймд материал ашиглалт 90% хүртэл хүрдэг. Энэ нь материал яагаад хүрч, хаана тархаж буйг илүү нарийн хянахыг хангаж, тул шилжүүрлэлт (overspray) үүсгэдэг хаягдмүүр хамгийн бага бөлшүүр хэмжээнд хүрдэг. Харин сүүдэрлүүрлэлт (sputtering) гэх мэт уламжлалт аргууд нь зөвхөн 30–40% ашиглалт үзүүлдэг, учир нь материал хоолойн хананд бүрхүүл үүсгэдэг юм, эсвэл зорилгоор сонгож авсан тархуулах талбайг «поизон» (хордуулдэг). Электродундаж (electrodeposition) арга ч илүү сайн биш — бохирдсон уусмал ба муу ион хөдөлгөөн нь материал ашиглалтын ойролцоогоор хагасыг хаягдмүүрт хөрвүүлдэг. Дээрх тоон үзүүлэлтүүдийн гэрчлэлд тулгуурлан үйлдвэрлэгчид хэвлэмүүр электроникт ашиглагддаг функциональ түүрхүүр болон перовскит нарны батарейн хувилбаруудын хувьд ультрахөвсгөн цацрагт бүрхүүл тавих аргыг үүрдийн уусмалын ашиглалт 70%-иар бүүрхүүл тавих аргын үр ашигтай байдлын дагуу хүртэл хүрдэг, мөн уусгагчийн сэргээх системтүүдтэй холбоотой асуудлуудыг арилгадаг. Түүн дээр, хаалттай давтамжит дамжуулалт (closed loop recirculation) системүүдийг суулгах үед уусмалууд хугацаа хүртэл илүү удаан хадгалагдаж, нүүрхүүрт бүрхүүл тавих үйлдвэрлэл өдөр тутам тогтвортой явагдаж буй.
Вакуум систем, өндөр эрчим хүчний эх үүсвэрийг устгах нь CAPEX/OPEX-ийг 40~60%-иар бууруулдаг
Ультра дууны сперүүний хувцас нь вакуум камер, өндөр хүчдэлийн үнэтэй эрчим хүчний хангамж, эсвэл нарийн газны шугамгүйгээр ажилладаг. Үр дүнд нь юу болсон бэ? Компаниуд PVD эсвэл CVD аргачлалд харьцуулахад зардалгаа ихээхэн бууруулж болно. Хувийн PVD тоног төхөөрөмж нь ихэвчлэн 5000000 доллараас 2 сая доллараар хэмжигддэг вакуум дэд бүтцэд томоохон хөрөнгө оруулалт шаарддаг. Диффузийн насос, аргон, хүчилтөрөгчийн хангамж, мөн сарын бүр хаалганы цэвэрлэгээний ажил. Ультра дууны систем нь ердөө л давхар агаартай холбогддог бөгөөд нийт энергийг 90 хувиар бага зарцуулдаг. Өөр нэг том давуу тал нь орон зай хэмнэх явдал юм. Эдгээр систем нь катодын дугуйны байрлалд шаардлагатай байрны дөрөвний нэг орчимг эзэлдэг. Мөн үйлдвэрлэлийг илүү хурдан болгодог. Энэ нь тэдгээрийг хагас дамжуулагчийн туршилтын төсөл болон хөрөнгө оруулалтын үр дүнг эрт бус хожим харахыг хүсдэг гэрээний үйлдвэрлэгчдэд маш сонирхолтой болгодог.
Бодит цагт хяналт ба функциональ зуурмуйн олон талт чадвар
Дундаж урсгалын хөнгөн ультрахүрээлт шүүрт наночастички болон биомолекулүүдийн бүтэн тундаж бүүрс үүсгэж чадна
Ультра дууны бөөний давхаргал нь их хэмжээний механик дарамтгүйгээр кинонуудыг бий болгож, уламжлалт процессын үеэр мэдрэмтгий молекулуудыг гэмтгэдэг дулаан цохилтыг зайлсхийдэг. Энэ арга нь цагаан тух, фермент, нүүрсний нано түтүвч, тэрхүү тусгай плазмоний нано ширхэгүүдийг гадаргуу дээр хадгалагдсанаас хойш бүрэн хэвээр үлдээдэг. Энэ нь биосын мэдрэгчдийн илүү сайн гүйцэтгэлтэй байхын учир нь дохио нь тодорхой, нягт хэвээр байдаг бөгөөд антимикробын давс нь микробуудтай тэмцэх хүчээ алдахгүйгээр хэвийн ажилладаг. Энэ аргыг онцгой болгодог нь нэг минутдаа 0.1-10 мл-ийн хооронд хяналттай урсгалтай байдаг. Эдгээр түвшинд цутгал нэгдэхгүй, давхаргатай давхарга нь давхаргагүй, тиймээс коллоид тогтвортой байдаг бөгөөд нанохийм нь нэгдэхээсээ илүү тусдаа байдаг. Энэхүү өвөрмөц шинж чанартай холбоотойгоор судлаачид одоо зөөлөн пластмас, гидрогель, тэр ч байтугай эд эсийн бутлуурын материалд үйл ажиллагааны давс хэрэглэж болно. Энэ нь хуучин халуунжуулалтын, плазманы бөөж, эсвэл өндөр хурдны урсгалын аргаар боломжгүй
Сенсор, батарей, эмгэг гаргах хувцас хувилбарын давтагдах чадвартай 100 нм-ээс доош товчлолын модуляци
Ультра дууны давтамжийн (20200 кГц), нунтаг шилжих хурд, шимтгэлийн урсгалын хурдыг бодит цаг хугацааны модуляар дамжуулан технологи нь ± 3% бач-бач товчлол давтагдах чадвартай 100 нм-ийн доорх давтагдалтай давтагдалтай байдаг Энэхүү нарийвчлал нь дараахь бүтээгдэхүүний өндөр үр өгөөжтэй үйлдвэрлэлийг дэмждэг:
- Атом нэгдмэл хатуу электролитын хажуу талыг шаарддаг нягт станцын батарейн электрод
- Газрын диффузийн кинетик хэсгэгдэх боломжтой нанопороз мэдрэгчтэй массив
- Эмчилгээний хальсны нөлөөгүй, pH-г хөдөлгөөнд оруулж, эсвэл цаг хугацааны хугацаагаар бохирдолтой эмийн босоход зориулсан эмчилгээний хувцас
Нэгдсэн эргэлтийн эргэлт нь суурьшлын үеэр параметрүүдийг динамик зохицуулж, субстратны топографи, температурын ухралт, эсвэл вискозтийн өөрчлөлтийг нөхөн төлөөлж, процессын дараах метрологийн өөрчлөлтийн хэрэгцээг арилгадаг. Буурын үе шаттай харьцуулахад энэ нь нано хэмжээний үнэнч байдлыг хадгалан үлдэх үедээ нийт дугуйны хугацааг 30% хүртэл багасгаж өгдөг.
Өндөр нөлөөт салбаруудын дунд үйлдвэрлэлд ашиглалт нь өсөж байгаа
Ультра дууны сперүүний сав нь лабораторийн туршилтаас үйлдвэрлэлийн талбайд хурдан шилжиж байгаа бөгөөд энэ нь гурван гол давуу талыг нэгтгэж байгаа нь: нарийвчлан хэрэглэх, үйл ажиллагааны үр ашиг, янз бүрийн материалаар ажиллах чадвар. Цахилгаан хэрэгслийн компаниуд энэ аргыг хамгааллын давхаргыг буулт OLED дэлгэц, нягт дүүрсэн эргэлтийн тавилга зэрэг зүйл дээр тавихдаа ашиглаж байна. Нэн нанометр хүрээнд байх үед цахилгаан эрчим хүч зөв урсаж, эдгээр нарийн төхөөрөмжүүдээр оптик ил тод байдлыг хадгалдаг. Эмнэлгийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчдэд энэ арга нь зүрхний стент, ясны имплант, лабораторийн шип дээр оношлогоо хийх зэрэг зүйлсийн хувьд чанартай байх хатуу стандартад нийцсэн хувцас хувцас үйлдвэрлэдэг. Энэ процесс нь эригчдүүдээр эмзэг ажилладаг тул эмчилгээнээс хойш ч биологийн шинж чанар нь хэвээр байдаг бөгөөд энэ нь эмзэг эд өлгийн хэсгүүдийг гэмтүүлэх нэмэлт стерилчлэлийн алхам хийх шаардлагагүй гэсэн үг юм. Эрчим хүчний салбарт харвал энэ технологийг перовскит материалаар хийсэн хамгийн сүүлийн үеийн нарны панель, шинэхэн төрлийн батарейд ашиглаж байгаа нь харагдаж байна. Энд түүхий эсийн 90 гаруй хувь нь хог хаягдлын оронд үр дүнтэй ашиглагддаг. Үйлдвэрлэгчдэд үнэхээр чухал зүйл бол энэ нь хэвийн агаар мандалтын нөхцөлд ажилладаг бөгөөд аль хэдийнэ ашиглагдаж байгаа автоматжуулсан системүүдтэй сайн ажилладаг тул одоогийн үйлдвэрлэлийн байгууламжид хэрхэн нэгдэх нь юм. Тийм ч учраас олон ирээдүйтэй сэтгэгдэлтэй үйлдвэрлэгчид хэт даралтын сперүүний давсрыг зөвхөн өөр сонголт биш, өнөөгийн өрсөлдөөнтэй үйлдвэрлэлийн орчинд өндөр чанартай нарийн кино бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд шаардлагатай дэд бүтэц гэж үздэг.
Түгээмэл асуулт
Ультратуурийн цацрагт бүрхүүл тавих аргын уламжлалт аргуудаас ямар давуу тал байдаг?
Ультратуурийн цацрагт бүрхүүл тавих арга нь нарийн нанометр түвшний хяналт, сайжрангуй материал ашиглалт, үйлдлийн зардлын бүүрхүүл, дулаан-мэдрэг суурин дээрх бүрхүүл тавихад тохиромжтой бөлгөн.
Ультратуурийн цацрагт бүрхүүл тавих аргыг анагаахын салбарын хэрэглээд ашиглаж болох уу?
Тийнхүү, түүн дээр үйлдвэрлэсэн бүрхүүл нь анагаахын техник хэрэгсэлд тохиромжтой бөлгөн, биологийн бүтцэд хохиролгүй үлдмүүр, дулаан ихт аргуудын улмаас үүсгэх хохиролгүй үлдмүүр.
Ультратуурийн цацрагт бүрхүүл тавих арга энергийн үр дүнтэй ашиглалтад яаж туслах вэ?
Энэ арга нь вакуум камеруудын шаардлагыг арилгаж, цахилгаан хүчний бага хэрэглээд, өндөр материал ашиглалтын хувьд энергийн хэрэглээг бүүрхүүл.
Аль суурин дээр ультратуурийн цацрагт бүрхүүл тавих аргыг ашиглах нь үр дүнтэй вэ?
Түүн дээр хатуу биш, хөдөлгөөнт пластик, гидрогель, инженерийн төлөвлөсөн эдийн сүүдэр зэрэг олон төрлийн суурин дээрх бүрхүүл тавих нь үр дүнтэй бөлгөн.
