一, Гени в натуральних волокнах, які поглинають вологу: від їх фізичної структури до того, як вони реагують на навколишнє середовище
Формована целюлоза виготовляється з натуральних рослинних волокон, включаючи жом цукрової тростини, макулатуру та бамбукове волокно. Його тривимірна мережева волокниста структура надає йому особливі властивості, завдяки яким воно поглинає вологу. На поверхні волокна є багато полярних груп, наприклад гідроксильних груп (-OH). Ці групи можуть встановлювати водневі зв’язки з молекулами води та активно поглинати вологу з повітря, коли повітря вологе. Експериментальні дані показують, що необроблена нативна целюлоза може досягти рівня поглинання вологи 12,3% протягом 24 годин за умови вологості 90%, що призводить до зниження міцності матеріалу на 65%. Ця особливість раніше ускладнювала використання в електричній упаковці.
Можлива небезпека поглинання вологи для електронних товарів:
Корозія деталей: коли вологість вище 60%, металеві контакти можуть окислюватися, що погіршує контакт.
Накопичення статичної електрики: коли волокна поглинають вологу, їх поверхневий опір падає, що може призвести до електростатичного розряду (ESD).
Структурна несправність: коли амортизаційна прокладка вбирає вологу, вона змінює форму, що робить її менш ефективною для захисту від землетрусів під час переміщення.
2, Технологічний прорив: перехід від пасивного поглинання вологи до активного її припинення
Промисловість створила тривимірну-вологонепроникну-систему, щоб запобігти проникненню вологи. Це було зроблено трьома основними методами: зміною матеріалів, розробкою нових процесів і вдосконаленням структури.
1. Гідрофобна зміна волокон: водонепроникний бар'єр на молекулярному рівні
Технологія хімічного щеплення додає до поверхні волокон гідрофобні групи, включаючи фторвуглецеві ланцюги та силоксани. Це перешкоджає приєднанню молекул води до гідроксильних груп. Наприклад, компанія виготовила очищувач паперового пластику, який може змінювати кут контакту поверхні волокон від 0 градусів до 120 градусів. Ступінь поглинання вологи знижується з 12,3% до 4,5% після перебування в приміщенні з вологістю 90% протягом 24 годин, а показник збереження міцності зростає з 35% до 85%. Цей метод використовувався для упаковки акумуляторів Huawei Mate 60. Завдяки додаванню модифікаторів до пасти внутрішня упаковка отримала рейтинг водонепроникності IPX3.
2. Технологія нанопокриття: «невидима броня» для захисту поверхонь
Формовану поверхню целюлози покривали наногідрофобним шаром за допомогою плазмового напилення або золь-гелевої техніки. Упаковка Apple iPhone 15, наприклад, має наногідрофобне покриття з електропровідним агентом сажі. Це покриття не тільки захищає від статичної електрики з поверхневим опором менше 10 ⁹ Ω, але також робить телефон водонепроникним за рівнем IPX4 із кутом контакту 150 градусів. Це покриття може витримувати тертя, що більш ніж у 500 разів перевищує стандартне покриття поверхні (<100 times).
3. Проект структурної оптимізації: «Контроль мікросередовища» для контролю вологості
Використовуйте інструменти моделювання, щоб покращити структуру упаковки та додайте дихаючі отвори та камери для осушувача у важливих місцях. Наприклад, упаковка для зарядних станцій Tesla має двошарову-структуру формування целюлози. Зовнішній шар посилений струмопровідними волокнами для захисту від ударів, а внутрішній шар має дихаючі канали-у формі стільників і силіконовий осушувач для підтримки вологості всередині упаковки на рівні від 40% до 50%, що відповідає вимогам рівня захисту IP65.
3, галузеве застосування: повне тестування сценаріїв від побутової електроніки до промислового обладнання
Технологія-захисту від вологи формованої целюлози потрапила в багато частин ланцюжка електронної промисловості. Його довговічність підтверджено суворими випробуваннями та реальними прикладами-.
1. Побутова електроніка: «захисний щит» для деталей, які потребують дуже точного виконання
Упаковка мобільного телефону: модуль камери одного бренду отримав подряпини через електростатичну адсорбцію, що коштувало компанії понад 8 мільйонів юанів на рік. Після використання електропровідних волокон 4:3 графіт/сажа поверхневий опір знизився до 10 ⁴ Ω, а вихід продукту підвищився з 92% до 98,5%.
Упаковка для навушників: упаковка кохлеарного імплантату Cochlear виготовлена з антибактеріальної та анти{0}}статичної целюлози, має поверхневий опір < 10 ΩΩ і покрита наноіонами срібла. Його можна зберігати в місці з вологістю 85% протягом 72 годин без втрати працездатності.
2. Промислове обладнання: «сейсмічна фортеця» для великих деталей
Tesla використовує вологонепроникну целюлозну форму для упаковки зарядної палі, і вона пройшла транспортні випробування ISTA 3A. Внутрішні деталі не поржавіли, а конструкція не змінила форму після 1000-кілометрового транспортування в середовищі з вологістю 90%.
Упаковка сервера. В упаковці сервера Lenovo ThinkSystem використовується технологія вакуумного адсорбційного формування. Товщина стінок становить 0,1 мм, а упаковка має картки для визначення вологості, щоб стежити за вологістю під час транспортування.
3. Медична електроніка: «охоронець» чистих місць
Упаковка інсулінової помпи Medtronic виготовлена з біоволого{0}}матеріалів і має медичний сертифікат ISO 13485. Його можна зберігати в місці з вологістю 75% протягом 30 днів, а вологість всередині упаковки не змінюється більше ніж на 5%, щоб обладнання було стерильним.
