כאן, אנו מציגים פרוטוקול לייצר דפוסים מוליך ברזולוציה גבוהה באמצעות הדפסה electrohydrodynamic (EHD) סילון. הפרוטוקול כולל שני מצבים של הדפסה EHD סילון: את electrospinning-שדה ליד רציף (NFES) והדפסה של מבוססי נקודה טיפה לפי דרישה EHD (משרד ההגנה).
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
ברזולוציה גבוהה תכנים באמצעות שני מצבים של Electrohydrodynamic סילון: ירידה על הביקוש, שדה-Electrospinning
במאמר זה
סיכום
תקציר
Electrohydrodynamic (EHD) מטוס הדפסה יש משכו תשומת לב בתחומים שונים, כי זה יכול לשמש ככלי המתבנת ישירה ברזולוציה גבוהה, בעלות נמוכה. הדפסה EHD משתמש הספק fluidic לשמור את מניסקוס מעוקם על ידי דחיפת הדיו מחוץ קצה הזרבובית. השדה החשמלי משמש לאחר מכן להוציא את מניסקוס אל המצע לייצר דפוסים ברזולוציה גבוהה. שני מצבים של הדפסה EHD שימשו המתבנת בסדר:-שדה ליד רציף electrospinning (NFES) והדפסה המבוסס על נקודה טיפה לפי דרישה EHD (משרד ההגנה). על פי המצבים ההדפסה, הדרישות עבור צמיגות דיו וציוד ההדפסה יהיו שונים. אף-על-פי ניתן ליישם בשני מצבים שונים עם מדפסת EHD יחיד, שיטות מימוש שונים באופן משמעותי במונחים של מערכת fluidic, ודיו מתח נהיגה. כתוצאה מכך, ללא הבנה נכונה של דרישות ומגבלות jetting, זה קשה להשיג את התוצאות הרצויות. מטרת מאמר זה היא להציג קו מנחה כך חוקרים לא מנוסים יכולים להפחית את המאמצים ניסוי וטעייה לשימוש המטוס EHD שלהם למטרות פיתוח ומחקר ספציפיים. כדי להדגים את יישום פיין-המתבנת, אנו משתמשים Ag nanoparticle דיו עבור המתבנת מוליך בפרוטוקול. בנוסף, אנו מציגים גם ההנחיות ההדפסה מוכללת שיכול לשמש עבור סוגים אחרים של דיו עבור יישומים פיין-המתבנת שונים.
מבוא
הדפסה EHD מטוס כבר בשימוש נרחב בתחומים שונים, כגון מודפסים אלקטרוניקה, ביוטכנולוגיה, יישומים חומרים מתקדמים, כי הוא מסוגל ישיר ברזולוציה גבוהה, בעלות נמוכה תכנים1. רוחב השורה המודפסת או גודל נקודה המודפס יופחת 1 מיקרומטר, וזו הקטנה משמעותית מזה של קונבנציונאלי המבוסס על אלמנט פייזו דיו הדפסה1.
בהדפסה EHD, חלק קטן דיו (או מניסקוס) זה דחפתי את הטיפ זרבובית ומתוחזק על ידי שליטה על תזרים שיעור1,2,3,4,5 או את לחץ האוויר....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
למטרות בטיחות וגהות, לפני שימוש שדיו וניקוי פתרון, להפנות גליון הנתונים של גשמי בטיחות (MSDS).
1. ירידה-לפי-דרישה Electrohydrodynamic סילון הדפסה באמצעות דיו ננו-חלקיק כסף
- מילוי הדיו מסוננים ננו-חלקיק כסף (AgNP) של המאגר דיו של מערכת ההדפסה EHD.
הערה: דיו AgNP זמינים מסחרית יכול לשמש לצורך הזרקת דיו. הדיו צריך של צמיגות של בסביבות 10 cP ומתח פני השטח של 20 ~ 40 mN מ' כדי להשיג ירידה לפי דרישה לטוס. - לבצע זרבובית עבור משרד ההגנה EHD ההדפסה באמצעות של פולר תרמי.
- מקום זכוכית נימי [הקוטר הפנימי (ID) של 1 מ מ] פולר תרמי.
- להגדיר את הפרמטרים של פולר תרמית; לדוגמה, הטמפרטורה חימום בטווח של 580-590 ° C ומושך ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
הדפסה מבוססת נקודה טיפה לפי דרישה:
משרד ההגנה הדפסה מבוסס על אחד droplet לטוס לכל גורם מפעיל אחד לטוס. כדי לייצר ההגנה לטוס, דיו נמוך נטול צמיגות עם צמיגות כ 10 cP אמור לשמש. הדרישה דיו להדפסה EHD ההגנה הוא דומה לזה של משרד ההגנה המקובלת הזרקת דיו, וכן שיטת ההדפסה EHD לזה של הזרקת דיו קונבנציונאלי משרד ההגנה. במקרה של קונבנציונאלי מדפסת הזרקת דיו, טכניקת הדפסה סריקה כבר בשימוש נרחב, כי זה מתאים עבור הדפסת תמונת bitmap בעזרת הזרבובית מרובת ראשים. עם זאת, במקרה דפוס EHD .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
ב פרוטוקול זה, אנו מתמקדים הדפסה בסדר דפוסי שימוש בדיו AgNP עם שני מצבים: משרד ההגנה EHD והדפסת NFES. עם זאת, המטוס EHD הדפסה יישום אינה מוגבלת הדיו מוליך באמצעות AgNP. כאן נדון את הנחיות כלליות עבור הבחירה של דיו, לתצורת המערכת ופרמטרים אחרים ההדפסה הדרושים לשימוש סילון EHD הדפסה ליישומים בסדר-דפוס שונים.
הצעד הראשון והחשוב ביותר להדפסה EHD הוא בחירת הדיו והכנות. הדיו המשמשים את הדפסת הזרקת דיו קונבנציונאלי ניתן להשתמש בהדפסה EHD משרד ההגנה. צמיגות של דיו עבור משרד ההגנה מדפסת הזרקת דיו היא ב.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אין לחשוף.
תודות
מחקר זה היה נתמך על-ידי התוכנית מחקר מדעי בסיסי דרך לאומי מחקר קרן של קוריאה (ב- NRF) של קוריאה, במימון משרד החינוך (2016R1D1A1B01006801), ו חלקית נתמך על ידי קרן המחקר של אוניברסיטת Soonchunhyang .
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מערכת הדפסה משולבת EHD | Psolution Ltd., דרום קוריאה | PS300 | |
| Harima Ag דיו ננו-חלקיקים | Harima Inc., יפן | Harima NPS-JL | Ag תוכן מוצק: ~ 53 wt%, צמיגות: ~ 10 cP, מתח פנים: ~30 mN/m |
| נימי זכוכית | Narishige Scientific Instrument Lab | G-1 | קוטר פנימי: 1 מ"מ; משמש לייצור זרבובית להדפסת סילון DOD EHD באמצעות חולץ תרמי |
| חולץ תרמי זרבובית | Sutter Instrument, ארה"ב | Sutter P-1000 | |
| שקופיות מיקרוסקופ (זכוכית משנה) | Paul-Marienfeld & Co.KG, גרמניה | 10 006 12 | ממד (L x W x T): 76 מ"מ x 26 מ"מ x 1 מ"מ |
| מערבל מגנטי | Barnstead Thermolyne Corp., ארה"ב | Cimarec SP131635 | |
| מערבולת מערבולת בוחש | Jeiotech, דרום קוריאה | מעבדה נלווית VM-96T | |
| Ag nanopaste | NPK, דרום קוריאה | ES-R001 | Ag תכולה מוצקה: ~85.5 wt%, צמיגות: ~11000 cP |
| תחמוצת פולי אתילן (PEO) | סיגמא-אולדריץ', ארה"ב | 372773-500 גרם | Mw = 400000 |
| אתנול | סיגמא-אולדריץ', ארה"ב | 459836-500 מ"ל |
מקורות
- Onses, M. S., Sutanto, E., Ferreira, P. M., Alleyne, A. G., Rogers, J. A. Mechanisms, Capabilities, and Applications of High-Resolution Electrohydrodynamic Jet Printing. Small. 11 (34), 4237-4266 (2015).
- Jaworek, A., Krupa, A. Classification of the modes of EHD spraying. Journal of Aerosol Science. 30 (93), 873-893 (19....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
