Kas ir vadoša krāsa?
Kā liecina tās nosaukums, vadoša krāsa ir elektrību vadoša krāsa. Tā ir saistīta ar vadītspējīgu daļiņu, piemēram, metālu vai grafīta, un šķidras vides kombināciju. Attiecīgajām daļiņām jābūt īpaši smalkām, lai saglabātu parastai krāsai raksturīgo samērcēšanu un saistīšanos.
Strāva tiek piegādāta, izmantojot vadoša krāsa lēkājot no vienas nanodaļiņas uz citu. Tas nozīmē, ka šīm daļiņām ir jābūt ļoti cieši saliktām kopā, lai nodrošinātu tiltiņus lādiņu pārnesei - kā pērļu kaklarota. Tas nozīmē, ka, nosakot, cik labi ir uzklāta vadoša krāsa, ir iesaistīts nejaušības elements.
Vai ir atšķirība starp vadoša krāsa un vadoša tinte?
Ja kādreiz esat mēģinājis meklēt vadošas krāsas, iespējams, ka terminivadoša krāsa un "vadošā tinte" tiek lietoti savstarpēji aizvietojami. Tas ir tāpēc, ka tās būtībā ir vienas un tās pašas lietas, tikai ar nelielām atšķirībām to izmantošanā un piemērotajos pielietojumos.
Saskaņā ar vispārpieņemtajām tradīcijām rūpnieciskos lietojumos krāsu izmanto tā, ka tā atrodas uz pamatnes. Bieži vien to uzklāj, izsmidzinot vai uzsmidzinot ar otu. Turpretī krāsu uz substrāta iespiež tā, ka tā iekļūst substrāta virsmā, piemēram, uz papīra vai auduma.
Daudzējādā ziņā atšķirība starp krāsām un tintēm vienmēr ir bijusi neskaidra. Ja jūs mēģināt izvēlēties starp vadoša krāsa un vadoša tinte, bieži vien ir svarīgs substrāts, uz kura tā tiks uzklāta, un uzklāšanas veids. Elektrovadošā tinte ir vairāk piemērota neliela apjoma lietojumiem, bet lieliem projektiem, visticamāk, piemērotāki ir lietojumi vadoša krāsa.Veidi vadoša krāsa
Ir daudz vadoša krāsa produktu, taču mēs izšķirsim divu veidu produktus, pamatojoties uz to, ka katrā no tiem izmantoti atšķirīgi vadošie materiāli. Būtībā strāva tiek vadīta caur metāla daļiņām vai grafīta daļiņām.
Metāla bāzes vadoša krāsa
Biežāk sastopamais veids vadoša krāsa satur metāla nanodaļiņas, ir šķīdinātāja bāzes vide. Šim nolūkam visbiežāk izmanto vara vai sudraba metālus, kas abi ir ļoti labi vadoši un plastiski jeb "mīksti" metāli.
Priekšrocība, ka metāla daļiņas tiek izmantotas kā bāze vadoša krāsa ir tas, ka tie spēj nodrošināt lielāku strāvas pārvadi. Tas ir tāpēc, ka metāliem, jo īpaši tiem, kurus parasti izmanto, ir raksturīga elektrovadītspēja. vadoša krāsa. Lietojumiem ar lielu slodzi drošāks risinājums ir uz metāla bāzes izgatavota vadoša krāsa.
Metāliem nav trūkumu. Tie ir pakļauti oksidācijai, tāpēc metāla vadošās krāsas derīguma termiņš var būt ierobežots. Lai imitētu krāsas īpašības, tām parasti nepieciešams arī šķīdinātājs, kas rada bīstamību uzliesmojamības un ventilācijas ziņā.
Visbeidzot, dažus vērtīgākos metālus ir grūti iegūt, un to tirgus cenas ir pakļautas svārstībām. Tam nav lielas nozīmes, ja jūs vienkārši meklējat. vadoša krāsa vienreizējai lietošanai, bet to var apsvērt, ja plānojat atkārtoti izmantot vadošās krāsas.
Caurlaidīga krāsa uz oglekļa bāzes
Alternatīva ogleklim ir grafīts, kas ir kristāliska oglekļa forma. Grafīts jau sen tiek izmantots kā alternatīvs vadītspējīgs metālam, jo to ir daudz dabā, tas ir izturīgs pret oksidēšanos un labāk karstumizturīgs.
Kā materiāls vadoša krāsa, grafītu tikai sasmalcina līdz īpaši smalkām daļiņām un sajauc ar šķidrumu. Tā kā grafīts mitruma iedarbībā neoksidējas, tas ļauj izmantot ūdens bāzes vidi, lai radītu grafītu. vadoša krāsa. Tādējādi tiek ražota krāsa, kas nesatur šķīdinātājus un ir mazāk toksiska. Uz grafīta bāzes vadoša krāsa izžūst istabas temperatūrā, un tam nav nepieciešama sacietēšana.
Tomēr tas nozīmē arī to, ka uz grafīta bāzes vadoša krāsa nav ūdensnecaurlaidīgi, lai gan to var novērst, uzklājot akrila laku vai citu ūdensnecaurlaidīgu pārklājumu. Ir arī daži materiāli, piemēram, dažas plastmasas, kas ir hidrofobi un pretdarbojas ūdens bāzes krāsu saistīšanai.
Lielākais trūkums, izvēloties grafītu, nevis metālu kā vadītspējīgu vidi, ir grafīta raksturīgi zemākā spēja pārraidīt strāvu. Atšķirībā no jonu migrācijas parādības metālos grafīta vadošās īpašības ir atkarīgas no lādiņa lokalizācijas. Tas ir daudz lēnāks lādiņa pārneses mehānisms, kas būtiski ierobežo uz grafīta bāzēta materiāla pielietojuma iespējas. vadoša krāsa.Izgudrotāji Bare vadošs .
Iedomājieties, ka jūs varētu uzkrāsot darbojošos gaismas slēdzi tieši uz sienas bez kontaktligzdas, kabeļiem vai vadiem.
Londonas Karaliskās mākslas koledžas (RCA) studentu grupa to ir padarījusi iespējamu, radot elektriski vadoša krāsa.
Krāsa darbojas kā šķidra elektroinstalācija. Atšķirībā no parastajiem vadiem to var uzklāt uz gandrīz jebkuras virsmas, tostarp papīra, plastmasas, metāla un pat auduma.
Produkts pēc izskata un konsistences atgādina šķidru marmītu, bet, atrodoties gaisā, ātri izžūst. Tā izgudrotāji, RCA absolventi Izabella Lizardi, Mets Džonsons, Bibi Nelsone un Bekija Pildiča, savu radījumu dēvē par "Bare Paint". Lai gan viņi nepretendē uz to, ka ir pirmā grupa, kas izgudrojusi krāsu. vadoša krāsa, viņi ir pirmie, kas meklē jaunus veidus, kā to var izmantot.
Plusi un mīnusi vadoša krāsa
Vadošās krāsas var būt revolucionāras daudzpusības un lietošanas ērtuma ziņā, taču visi nozares eksperti ir vienisprātis, ka tās drīzumā neaizstās cietos vadus.
Šeit ir uzskaitītas dažas vadošās krāsas stiprās puses, kā arī tās galvenie ierobežojumi.
PRIEKŠ:
Elastīga vide
Vadošā krāsa ir ļāvusi integrēt elektriskās shēmas vidē, kas citādi nebūtu bijis iespējams, izmantojot veco vadītāju tehnoloģiju. Tas attiecas arī uz tādiem elastīgiem nesējiem kā papīrs un audums.
Šī elastība attiecas arī uz to, kā tiek uzklāta vadošā krāsa. To var uzklāt ar otu, uzkrāsot ar rokām, uzsmidzināt, iespiest ar sietu vai uzdrukāt, izmantojot tintes tehnoloģiju. Šī daudzpusīgā pielietošana padara vadoša krāsa dzīvotspējīgs komponents automatizētiem ražošanas procesiem.
Viegli lietojams
Ne visiem ir tehniskas zināšanas, lai veidotu shēmas no vadiem, taču pat bērni zina, kā izmantot krāsu vai tinti. Šī nepārspējami vienkāršā lietošana ir padarījusi vadoša krāsa vērtīgs palīglīdzeklis elektronikas un elektrisko ķēžu izglītošanai, kā arī instruments ātram remontam.
KONSULTĀCIJAS:
Nav tik vadošs kā cietie vadi
Skarbā realitāte par vadošās krāsas vai tintes ir tas, ka tās nekad nebūs tikpat vadošas kā ciets vadoša materiāla gabals. Strāvas pārvade ir atkarīga no kontakta starp blakus esošām vadošām daļiņām, veidojot nepārtrauktu tiltu no viena termināļa uz otru. Tā nav problēma ar cietu metāla stieples gabalu.
Tomēr ir nejaušības elements, kas saistīts ar to, cik labi vadoša krāsa var atkārtot šo efektu. Jāņem vērā arī tādi mainīgie faktori kā krāsas biezums un sacietēšanas laiks. Jebkurā gadījumā, izmantojot vadošas krāsas, vienmēr būs zināma lādiņa pārneses neefektivitāte.
Slikta izturība
Lai gan vadošās krāsas stingrības trūkums piešķir tai pavisam jaunas daudzpusības dimensijas, tas nozīmē arī to, ka tai trūkst cietiem vadītājiem raksturīgās izturības. Vairumā gadījumu vadošā krāsa netiek uzklāta priekšmetiem, kas paredzēti izturīgai lietošanai. Tomēr šim trūkumam ir arī pozitīva puse - tas, ka shēmas, kas izgatavotas, izmantojot krāsotu krāsu. vadoša krāsa ir viegli labojami.Pieteikumi vadoša krāsa
Vadošā krāsa ir tehnoloģija, kas pastāv jau ilgu laiku, taču tās pielāgošanās spējas ir augušas lēni. Galvenais šķērslis tās pieņemšanai ir tas, ka tā cenšas aizstāt tradicionālās elektriskās shēmas - sen iedibinātu tehnoloģiju, no kuras mēs esam kļuvuši ļoti atkarīgi. Tādējādi vadošās krāsas izmantošana lielākoties ir ierobežota līdz jauniem lietojumiem un tādiem, kas tiek uzskatīti par nekritiskiem. Lūk, daži no veidiem, kā vadoša krāsa pašlaik tiek izmantots:
Izglītojošs rīks
Izglītošana par elektroniku, izmantojot vadošas krāsas, var radīt revolūciju. Tā vietā, lai izmantotu vadus un planšetes, skolēni var vienkārši uzzīmēt shēmas uz papīra, lai savienotu elektriskos komponentus ar strāvas avotu.
Tas ievērojami racionalizē ķēžu apgūšanas procesu un padara to jautrāku un pieejamāku jaunajiem skolēniem. Turklāt no vadošas krāsas izgatavotām ķēdēm pat nav jāizskatās pēc ķēdēm. Tas dod skolēniem zināmu māksliniecisko brīvību, kā viņi izvēlas veidot savas shēmas.
RFID tagi
Vadošā krāsa ir ļāvusi integrēt elektroniskās shēmas tik vieglos objektos kā papīrs. RFID marķējumos, piemēram, vilcienu biļetēs un piekļuves kartēs, parasti ir shēmas, kas izgatavotas no vadoša krāsa. Tas var nebūt uzreiz redzams, jo tās var būt iestrādātas kartēs, neskatoties uz to ārkārtīgi plāno formu.
RFID tagi ir vieni no labākajiem piemēriem, kas liecina par RFID vadoša krāsa, integrēt elektroniku objektos, kas iepriekš tika uzskatīti par neiespējamiem.
Lodēšana - process, kurā elektriskie komponenti tiek savienoti kopā ar lodmetālu vai izkausētu metālu. Līdztekus to fiziskai savienošanai lodētājs nodrošina arī vadītspējas tiltu. Tomēr vecmodīgajai lodēšanai ir nepieciešama pildvielas metāla pakļaušana augstām temperatūrām. Tas ir diezgan delikāts process, kas nepieredzējušam cilvēkam var būt bīstams.
Aukstā lodēšana, izmantojot vadošas krāsas novērš karstās lodēšanas sarežģītību un bīstamību. Izmantojot auksto lodēšanu, jūs varat izveidot vadošus tiltiņus pāri elektriskajiem komponentiem tikai dažu minūšu laikā bez tehniskām iemaņām un nelietojot nekādu īpašu aprīkojumu.
Ātrie remonti
Vadošā krāsa var izmantot kā rīku, lai ātri salabotu bojātas elektriskās ķēdes, jo īpaši, ja nav ne laika, ne materiālu, lai veiktu pastāvīgāku remontu. Ņemiet vērā, ka vadītspējīgo krāsu nedrīkst izmantot kā īsto elektrības vadu vai citu elektrisko komponentu aizvietotāju. Tomēr tām vajadzētu pietiekami labi noderēt gadījumos, kad esat nonācis saspringtā situācijā, piemēram, kad nedēļas nogalē salūzt automašīna vai sabojājas virtuves ierīce.
Valkājamās tehnoloģijas
Viens no visvairāk izceltajiem potenciālajiem vadoša krāsa ir valkājamo tehnoloģiju jomā. Tas ir viegli saprotams - pirms vadošās krāsas nebija iespējams integrēt elektriskās shēmas audumos tā, lai tie nebūtu smagi vai smagnēji. Šīs jomas potenciāls vadoša krāsa izmantošana vēl ir jāizpēta, taču jau ir runāts par apģērbu, kas spēj noteikt temperatūru un mitrumu, un pēc tam var nodot datus viedtālrunim. Iespējas ir neparastas, bet noteikti aizraujošas.Elektriskās vadītspējas vēsture.
Pirmie pētījumi par elektrisko vadītspēju metālos tika veikti astoņpadsmitajā un deviņpadsmitā gadsimta sākumā. Bendžamins Franklins (Benjamin Franklin, 1706-1790), eksperimentējot ar zibens (kas noveda pie zibensnovedēja izgudrojuma), secināja, ka lādiņš ceļos pa metāla stieni. Alessandro Volta (1745-1827) elektriskā potenciāla jēdzienu ieguva, pētot statisko strāvu. elektrība, un pēc tam atklāja principu akumulators eksperimentos ar atšķirīgiem metāliem kopīgā saskarē ar mitrumu. Kad bija pieejamas baterijas saskarei ar metāliem, tika radīta un pētīta elektriskā strāva. Georgs Simons Oms (1787-1854) atrada tiešo sakarību starp strāvu un potenciālu starpību, kas kļuva par dažādu metālu spēju vadīt elektrību. Plašus teorētiskus strāvu pētījumus veica Andrē Marī Ampērs (1775-1836).
Lai godinātu šo zinātnieku piemiņu, starptautiskajā mērvienībās (SI) tiek lietoti viņu vārdi. Potenciālu starpības mērvienība ir volts, un potenciālu starpību biežāk sauc par spriegumu. Vienība elektriskā pretestība ir oms, un strāvas mērvienība ir ampērs. . attiecība starp šīm funkcijām ir pazīstama kā Oma likums.
Franklinu atceras par neveiksmīgu kļūdu. Viņš postulēja, ka viņa laikā zināmajās parādībās ir tikai viens elektrības veids, nevis divi, kā uzskatīja citi. Viņš patvaļīgi nosauca vienu statiskās elektrības veidu par statisko elektrību. elektriskais lādiņš pozitīvu un attiecina pretēju lādiņu uz pozitīvā trūkumu. Visos turpmākajos pētījumos tika turpināta viņa iedibinātā konvencija. Deviņpadsmitā gadsimta beigās, kad elektrotehnikā un elektrotehnikā tika sasniegti panākumi. vakuums tehnoloģija noveda pie atklājuma katods stariem, daļiņu plūsmām, kas izplūst no negatīvs Sers Džozefs Džons Džons Tomsons (1856-1940), izmantojot elektrodu evakuētā caurulē, identificēja šīs daļiņas kā kopīgas visiem metāliem, ko izmanto kā katodus, un ar negatīvu lādiņu. Vēsturiskais jēdziens par pozitīvu strāvu, kas izplūst no anods ir matemātiski paškonsekventa un nerada analītiskas kļūdas, tāpēc šī konvencija tiek saglabāta, bet tiek saprasta kā ērtība.
