توفر هذه الورقة تقنية لتصنيع المكثفات الفائقة القائمة على الرقائق باستخدام طابعة نافثة للحبر. يتم وصف المنهجيات بالتفصيل لتوليف الأحبار ، وضبط معلمات البرامج ، وتحليل النتائج الكهروكيميائية للمكثف الفائق المصنع.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تحكم متقن في الطابعة النافثة للحبر لتصنيع المكثفات الفائقة القائمة على الرقائق
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
هناك جهود هائلة في مختلف المجالات لتطبيق طريقة الطباعة النافثة للحبر لتصنيع الأجهزة القابلة للارتداء والشاشات وأجهزة تخزين الطاقة. ومع ذلك ، للحصول على منتجات عالية الجودة ، هناك حاجة إلى مهارات تشغيل متطورة اعتمادا على الخصائص الفيزيائية لمواد الحبر. وفي هذا الصدد، لا يقل تحسين معلمات الطباعة النافثة للحبر أهمية عن تطوير الخصائص الفيزيائية لمواد الحبر. في هذه الدراسة ، يتم تقديم تحسين معلمات برنامج الطباعة النافثة للحبر لتصنيع مكثف فائق. المكثفات الفائقة هي أنظمة تخزين طاقة جذابة بسبب كثافتها العالية للطاقة وعمرها الطويل وتطبيقاتها المختلفة كمصادر للطاقة. يمكن استخدام المكثفات الفائقة في إنترنت الأشياء (IoT) والهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء والمركبات الكهربائية (EVs) وأنظمة تخزين الطاقة الكبيرة وما إلى ذلك. تتطلب المجموعة الواسعة من التطبيقات طريقة جديدة يمكنها تصنيع الأجهزة بمقاييس مختلفة. يمكن لطريقة الطباعة النافثة للحبر اختراق طريقة التصنيع التقليدية ذات الحجم الثابت.
المقدمة
في العقود الماضية ، تم تطوير طرق طباعة متعددة لمختلف التطبيقات ، بما في ذلك الأجهزة القابلة للارتداء1 والمستحضرات الصيدلانية2 ومكونات الفضاء الجوي3. يمكن تكييف الطباعة بسهولة لمختلف الأجهزة ببساطة عن طريق تغيير المواد المراد استخدامها. علاوة على ذلك ، فإنه يمنع إهدار المواد الخام. لتصنيع الأجهزة الإلكترونية، تم تطوير العديد من طرق الطباعة مثل طباعة الشاشة4 والطلاء بالدفع5 والطباعة الحجرية6. وبالمقارنة مع تقنيات الطباعة هذه، تتمتع طريقة الطباعة النافثة للحبر بمزايا متعددة، بما في ذلك تقليل نفايات المواد، والتوافق مع الركائز
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تصميم نمط باستخدام برنامج ثنائي الفينيل متعدد الكلور CAD
- قم بتشغيل برنامج CAD. انقر فوق الزر "ملف " أعلى نافذة البرنامج. لتشكيل ملف مشروع جديد ، انقر فوق الزر جديد و Project .
- لإنشاء ملف اللوحة، انقر فوق الأزرار ملف وجديد ولوحة بالترتيب. قم بتعيين حجم الشبكة والقيم المتعددة والبديلة بالنقر فوق زر الشبكة على شكل شبكة في أعلى يسار نافذة ملف اللوحة التي تم إنشاؤها (أو النقر فوق عرض وشبكة بالترتيب في الجزء العلوي من النافذة).
- قم بتغيير كل من حجم الشبكة وقي....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم تصنيع الحبر وفقا للخطوة 2 ، ويمكن تأكيد خصائص الحبر وفقا للمرجع18. يوضح الشكل 8 الخصائص الهيكلية للحبر الموصل وحبر EDLC ، بالإضافة إلى الخصائص الريولوجية لحبر EDLC المبلغ عنها في البحث السابق18. يتم تلبيد الحبر الموصل جيدا لتشكيل مسارات توصيل مستمرة ، ومن المتوقع أن تزيد خشونة المقياس النانوي من مساحة التلامس مع حبر EDLC (الشكل 8A ، B). يتم توزيع حبر EDLC بشكل موحد على المقياس العياني ولكن له شك.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يتم تضمين الخطوات الهامة في هذا البروتوكول في إعداد معلمة البرنامج لطباعة النمط المصمم عن طريق ضبط قيم المعلمات بدقة. يمكن أن تؤدي الطباعة المخصصة إلى التحسين الهيكلي والحصول على خصائص ميكانيكية جديدة19. يمكن استخدام طريقة الطباعة النافثة للحبر مع التحكم في معلمات البرامج للطباعة المتطورة في مختلف الصناعات عن طريق اختيار المواد المحسنة لعملية الطباعة.
في تصنيع المكثفات الفائقة باستخدام الطباعة النافثة للحبر ، ذكرت إحدى الأوراق أنه لا يزال هناك حد لتطوير نمط ذي دقة موحدة.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين أي إفصاحات.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل من قبل الشركة الكورية للطاقة الكهربائية (رقم المنحة: R21XO01-24) ، وبرنامج تطوير الكفاءات لمتخصصي الصناعة في MOTIE الكورية التي تديرها KIAT (No. P0012453)، ومنحة جامعة تشونغ آنغ لأبحاث الدراسات العليا لعام 2021.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2 × 3 بوصة FR & خجول; 4 لوحات | فولتيرا | كود التخزين التعريفي: 1000066 | ركيزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور |
| الكربون المنشط | MTI | Np-Ag-0530HT | |
| Eagle CAD | برنامج Autodesk | PCB CAD | |
| إيثيل السليلوز | Sigma Aldrich | 46070 | 48.0-49.5٪ (وزن / وزن) أساس الإيثوكسيل |
| فليكس 2 حبر موصل | فولتيرا | كود التخزين التعريفي: 1000333 | حبر Ag مرن |
| ليثيوم بيركلورات | سيجما ألدريتش | 634565 | |
| كربونات البروبيلين | سيجما ألدريتش | 310328 | |
| PVDF | سيجما ألدريتش | 182702 | متوسط ميغاواط ~ 534،000 بواسطة GPC |
| Smart Manager | ZIVE LAB | الإصدار : 6. 6. 8. 9 | برنامج التحليل الكهروكيميائي |
| Super-P | Hyundai | ||
| Terpineol | Sigma Aldrich | 432628 | |
| خلاط Thinky | خلاط Thinky | ARE-310 | خلاط الكواكب |
| Triton-X | Sigma Aldrich | X100 | |
| V-One | Voltera | SKU: طابعة ثنائي | الفينيل متعدد الكلور |
| 1000329 ZIVE SP1 | جهاز Wonatech | Potentiostat |
المراجع
- Valentine, A. D., et al. Hybrid 3D printing of soft electronics. Advanced Materials. 29 (40), 1703817(2017).
- Liang, K., Carmone, S., Brambilla, D., Leroux, J. -C. 3D printing of a wearable personalized oral delivery device: A first-in-human study. Science Advances
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
