그 중심에는 나노포일이 있습니다.
® 는 알루미늄과 니켈의 화학 반응이 일어나기를 기다리는 것입니다. 수천 개의 원자 층에 많은 에너지와 많은 열이 교대로 묶여 있습니다. 알루미늄의 각 원자 층은 적절한 에너지가 니켈 층으로 이동하여 결합할 때까지 기다리다가 재료 그램당 최대 1250줄의 에너지와 1500ºC(2730ºF)까지 방출합니다.
하지만 왜 니켈과 알루미늄은 실생활에서 그냥 반응하지 않을까요? 그리고 더 중요한 것은 어떻게 하면 나노포일이 원하는 곳에 정확하게 열을 방출하도록 반응하게 할 수 있을까요?
전자의 질문은 기본 화학으로 돌아가 활성화 에너지라는 개념을 통해 답을 찾을 수 있습니다. 활성화 에너지는 화학 반응이 일어나기 위해 극복해야 하는 에너지로 정의됩니다. 일반적으로 알루미늄과 니켈은 서로 접촉하면 반응하지 않는데, 이는 좋은 현상입니다. 니켈 코팅된 니켈이 주머니에 있는 알루미늄 머니 클립과 반응한다고 상상해 보세요... 뜨겁습니다! 반응의 활성화 에너지가 너무 높아서 이 반응을 자연적으로 촉진할 수 없습니다. '
이 활성화 에너지를 줄이는 방법에는 몇 가지가 있는데, 가장 일반적인 방법은 전이 상태를 수정하여 반응의 활성화 에너지를 낮추는 물질인 촉매를 사용하는 것입니다. 나노포일의 경우, 화학적 변형 대신 물리적 변형인 표면적을 활용했습니다. 알루미늄과 니켈 원자를 매우 얇고 매우 정밀한 방법으로 층을 쌓아 표면적을 증가시켜 반응을 시작하는 데 필요한 활성화 에너지를 줄였습니다... 대부분의 데모에서는 9볼트 배터리만 사용합니다! 두 번째 질문은 인디움 엔지니어들이 자주 묻는 질문으로, 자세히 살펴볼 가치가 있습니다! 나노포일은 어떻게 활성화/점화되나요?
'점화'가 아닌 '활성화'라는 용어를 사용하는 이유는 점화는 지속적인 연소의 시작을 의미하지만, 나노포일은 1밀리초 미만으로 지속되는 반응으로 활성화만 필요하기 때문입니다.
반응은 250°C의 국부적인 열 또는 매우 국부적인 형태의 에너지로 시작됩니다. 비결은 매우 집중된 형태의 에너지를 나노포일에 접촉시키는 것입니다. 250°C의 저항 납땜 인두의 끝으로 나노포일을 만지면 250°C로 가열된 열판 위에 나노포일을 던지는 것보다 훨씬 더 활성화될 가능성이 높습니다. 일반적으로 나노포일을 활성화하기 위해 넣는 에너지에는 세 가지 유형이 있습니다.
- 기계 에너지
- 열 에너지
- 전기 에너지
기계적 에너지 - 기계적 에너지의 경우, 나노포일을 콘크리트나 딱딱한 표면에 떨어뜨렸을 때 가장자리에 떨어지고 모든 충격 에너지가 모서리에 집중되면 나노포일이 활성화될 수 있습니다. 일반적으로 나노포일은 접촉과 함께 꺼지지 않지만, 작은 파편 형태로 나노포일과 나노포일 자체 사이의 마찰로 인해 나노포일을 활성화하기에 충분한 에너지가 생성됩니다.
열 에너지 - 열 에너지의 경우, 위에서 설명한 것처럼 250C의 집중된 열이 나노포일을 활성화합니다. 데모에서 사용하는 오믹 가열의 경우 배터리의 리드를 단락시켜 전류는 접촉 직경 15㎛의 경우 100-120A, 접촉 직경 300㎛의 경우 250-300A여야 합니다. 라이터와 같은 뜨거운 필라멘트나 불꽃도 나노포일을 활성화합니다.
전기 에너지 - 이 경우 스파크가 나노포일을 활성화하지만, 이는 전력의 농도, 즉 전력 밀도에 관한 것입니다. 전기 프로브의 순간적인 점 접촉이라면 10A와 5V면 충분합니다. 이 포일은 보드의 전용 트레이스를 사용하여 원격으로 활성화할 수 있으며, 이를 위해서는 트레이스의 거리를 이동하는 에너지의 양을 결정하는 테스트가 필요합니다.
다음 블로그 게시물에서는 레이저 점화, ESD 감도, 그리고 인디엄이 활성화를 제어하기 위해 개발한 몇 가지 도구에 대해 이야기하겠습니다.
