RS1725U1 - Uređaj za nanošenje grafena na ciljano mesto na podlozi - Google Patents

Description

Област технике на коју се проналазак односи

Приказани проналазак припада области Хемије и металургије уопште, односно наношењу графена на циљано место на подлози, тј. уређајима за ту намену. Проналазак се односи на уређај за наношење графена из течне фазе на циљано место на подлози.

Технички проблем

Технички проблем који се решава предметним проналаском је како конструкционо решити уређај који ће омогућити начин да се слој графена који плута на површини течне фазе пренесе на циљано место на одабраној подлози, а да се уз то максимално очува квалитет графена. Предложеним уређајем који се састоји од малог броја делова је овај проблем превазиђен.

Стање технике

Наношење слојева графена на циљано место на подлози је актуелан технолошки проблем, чије би решење нашло широку лепезу примена, нпр. у електроници, оптоелектроници и изради сензора.

Патент US9994007B2 описује апаратуру за преношење графена са једне подлоге на другу у течној фази. Апаратура садржи бар два резервоара раздвојена хоризонталним баријерама. У резервоарима се налазе исте или различите течности које се користе у поступку преношења графена. Доњи резервоар садржи носач са жљебовима за циљану подлогу. Један или више комада графена плутају у оквирима интегрисаним у носач на површини течности у горњем резервоару. Носач се може померати у једном правцу помоћу завртња и тако се комади графена могу поравнати са жељеним местима на циљној подлози. Графен се спушта на циљану подлогу испуштањем течности кроз један или више вентила на доњем резервоару, док се течност може додавати и кроз вентиле на горњем резервоару.

Патент US10593762B2 описује поступак и апаратуру за трансфер графена са једне подлоге на другу у течној фази. Поступак се користи за трансфер најмање три комада графена на циљана места на подлози или подлогама. Носач подлоге је фиксиран за дно резервоара. Циљана места на подлози су оивичена танким цилиндрима који служе као граничници и вођице за носач графена. Носач графена се састоји од танке плоче са отворима у које се полаже графен.

Већ предложена решења имају као недостатак сложеност њихове конструкције. Употребом уређаја описаног овим проналаском поменути недостаци су уклоњени, те предложени патент може наћи примену у више области технике.

Излагање суштине проналаска

Уређај за наношење графена из течне фазе на циљано место на подлози се састоји од само једног резервоара. Резервоар садржи течност на чијој површини плута слој графена. Црево за довод течности је прислоњено уза унутрашњи зид резервоара. На дну резервоара се налази циљана подлога. Графен се опасује заштитним плутајућим прстеном, чиме се штити од гужвања и других механичких оштећења (нпр. оштећења насталих турбуленцијом течности). На циљној подлози се налази мрежаста вођица у облику шупљег зарубљеног конуса или цилиндра, кроз чију средину, приликом употребе уређаја, пролази заштитни прстен. Мрежаста вођица служи за навођење прстена у којем се налази графен на циљано место на подлози. Мрежаста вођица садржи канал за одвођење течности који је повезан са цревом за одвођење течности. Уређај предложен овим патентом се састоји од само једног резервоара и од мањег броја саставних делова од уређаја који су приказани у анализи тренутног стања технике. Такође, предложени патент је једноставан за употребу, а додатна предност је и та што се може користити за пренос слојева графена било ког облика, јер се плутајући прстен и мрежаста вођица израђују наменски, по захтеваној геометрији слоја графена.

Предност овог проналаска је поједностављена апаратура за наношење графена на циљано место на подлози из течне фазе, као и елиминација могућности механичких оштећења графена приликом наношења на подлогу.

Кратак опис слика нацрта

Проналазак је детаљно описан шемом уређаја за наношење графена на циљано место на подлози. Слика 1 приказује уздужни пресек уређаја за циљано преношење.

Детаљан опис проналаска

Сагласно шеми приказаној на Слици 1, уређај за наношење графена на циљано место на подлози се састоји од резервоара 1, који може бити од стакла или другог материјала. На дно резервоара 1 се поставља циљана подлога 2. У резервоару 1 се налази течност, одн. течна фаза 3 на површини које се налази слој графена 4. Слој графена 4 је опасан заштитним плутајућим прстеном 5 који може бити направљен од акрилнитрил бутадин стирена (АБС) и добијен ЗД штампом, чији је пречник/страница већи од пречника/странице слоја графена 4. Прстен 5 служи да заштити слој графена 4 од механичког оштећења услед нпр. турбуленције течности 3. На циљаној подлози 2 се налази мрежаста вођица 6 у облику шупљег зарубљеног конуса. Уређај садржи црево 7 прислоњено уза унутрашњи зид резервоара 1 за додавање течности 3 у резервоар. Уређај садржи и црево 8 које је прикачено на дно мрежасте вођице 6, а које је повезано на унутрашњи канал 9 направљен у вођици и служи за одвод и спуштање нивоа течности 3, како би се слој графена 4 спустио на циљану подлогу 2. Унутрашњи пречник мрежасте вођице 6 на њеном врху је већи од спољашњег пречника/странице плутајућег прстена 5. Унутрашњи пречник мрежасте вођице 6 на њеном дну је једнак спољашњем пречнику/страници плутајућег прстена 5. Мрежаста вођица 6 и прстен 5 се наменски израђују према геометрији слоја графена 4. Мрежаста вођица 6 може бити направљена од тешког материјала који ће потонути на дно резервоара 1, или од лаганог материјала као што је АБС, у ком случају мора бити додатно отежана да би потонула на дно резервоара 1. Отежавање мрежасте вођице 6 се врши додавањем тегова на такав начин да то не омета рад уређаја. Канал 9 у мрежастој вођици 6 је направљен тако да се кроз њега може у потпуности испразнити резервоар 1 и одвести сва течност испод слоја графена 4, тако да између слоја графена 4 и подлоге 2 не остане нимало или остане врло мало течности. Канал 9 је израђен тако да се резервоар 1 празни равномерно и истовремено са свих страна како би се избегло смицање слоја графена 4 ван жељеног места на циљаној подлози 2. Уређај се такође може користити и за циљано наношење других танких материјала (2Д материјала) на подлогу 2.

Начин индустријске примене проналаска

Уређај се користи за пренос графена са подлоге на којој се графен нараста на другу подлогу, која је технолошки употребљива. Уређај се може користити у областима електротехнике, оптоелектронике, акустике, и у другим областима технике.

Claims (1)

Патентни захтев

1. Уређај за пренос графена из течне фазе на циљано место на подлози назначен тиме да се састоји од једног резервоара (1) на чијем дну се налази циљана подлога (2), који такође садржи течну фазу (3) и на њој слој графена (4), око кога је заштитни плутајући прстен (5), и мрежасте вођице (6) која је постављена на циљану подлогу (2) и која има црево за довођење (7) течности (3) које је прислоњено уза унутрашњи зид резервоара (1) и црево за одвођење (8) течности (3) које је повезано са каналом (9) који је у склопу вођице (6).