[发明专利]空气控制的电喷雾制造及其产品

说明书

在本申请的某些实施例中提供用于制造沉积(例如，薄层膜)的气体控制电喷雾系统和方法。在一些实施例中，本申请提供的方法和系统适合于并被配置为制造均匀的沉积，例如具有均匀的厚度。

交叉引用

本申请要求2015年11月12日提交的美国临时专利申请62/254,392，2015年11月12日提交的美国临时专利申请62/254,405、和2016年6月24日提交的美国临时专利申请62/354,366的权益，这些申请的整体内容在此以参考的方式并入本申请。

技术领域

该领域涉及膜、涂层和沉积，特别是由电喷雾技术制备的膜、涂层和沉积。

背景技术

传统的电喷雾对于产生用于电离、雾化和气溶胶应用的小带电液滴是有效的，但是在形成均匀和/或薄的涂层和膜方面，特别是在高吞吐量生产速率下，是低效率的。

发明内容

在本申请的某些实施方式中提供了用于制造沉积(例如膜或涂层)，诸如薄层沉积(膜或涂层)，的系统和方法。在一些实施例中，本申请提供的方法和系统适合于并被配置为制造均匀的沉积，例如具有均匀的厚度。在另外的或替代实施例中，本申请提供的系统和方法特别适合于并被配置为制造两个(或更多)组分系统或一个组分系统，其中组分的分布是高度均匀的。

在某些实施例中，本申请提供了用于制造材料(例如膜或涂层)的方法，所述方法包括从流体原料生成羽流或气溶胶。通常，流体原料包括液体和可选的内含物，例如微米和/或纳米结构的固体颗粒、金属前体、陶瓷前体、聚合物等，或上述的组合。在具体的实施例中，羽流或气溶胶是通过使用合适的技术而产生的，如电喷雾技术。在一些实施例中，该方法还包括在高速气体存在下产生羽流或气溶胶。在特定情况下，高速气体有利于羽流或气溶胶颗粒的精细分散，这又有利于液体和/或内含物在基底表面上受控且均匀的沉积。在一些情况下，气体和羽流/气溶胶的流动方向处于相同的总体方向上(例如，具有彼此在15度、10度、5度等之内的方向平均值)。

在一些实施例中，本申请提供了用于制造沉积(例如，薄层沉积(例如，膜或涂层)，诸如具有约50nm至约1mm的厚度，例如约1微米至约1mm)的系统或方法。在一些实施例中，也可预期更厚的沉积(例如，膜或涂层)(例如，约1mm至约50mm)。在某些实施例中，该系统配置成或该方法包括将流体原料注入气流中。在具体的实施例中，流体原料以大致平行的方向(例如在离平行约10度、约5度、约2度等内)注入气流中。在具体的实施例中，该方法包括产生带静电的羽流。在更具体的实施例中，羽流包括多个纳米级颗粒和/或液滴(例如平均尺寸或直径<10微米)。在更具体的实施例中，颗粒或液滴(例如纳米级液滴(例如包括溶液、悬浮液、溶液-悬浮液、和/或固体颗粒的液滴))包括添加物和液体介质。在某些实施例中，微米级液滴存在于羽流中，例如当使用较大的添加物内含物时，通过本申请的方法产生较大的液滴。在一些实施例中，本申请所述的羽流包括微米级颗粒或液滴，例如具有至少2微米的平均尺寸或直径(例如，约10微米至约250微米，约10微米至约100微米等)。