تصنيع الاكتورات اللينة الفعالة الكهربية الفعالة من الكربون

يصف هذا البروتوكول تصنيع المواد الكهروميكانيكية القائمة على الكربون التي تعمل على استخدام تطبيقات الطب الحيوي والروبوتات اللينة. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي أنها تمكن من تصنيع قابلة للاستنساخ من المحركات الأيونية أيضا بكميات كبيرة. مشاهدة هذا الفيديو يجب أن تعطيك فهم جيد حول كيفية تصنيع واستخدام المحركات الأيونية.

وينقسم البروتوكول إلى خمس خطوات. أولاً، يتم إعداد غشاء إجراء أيون. ثم يتم تغطيتها بأقطاب كربونية تعتمد على الذهب التي يتم إرفاقها بجامعي التيار الذهبي.

بعد قطع العينة في الشكل ، والمواد جاهزة للاستخدام. للبدء، اختر بين غشاء ثلاثي PTFE، نفس الغشاء المنقوع في الكهارل، أو غشاء مقزّز من النسيج. كل خيار ينتج عنه المحرك الوظيفي.

راجع النص للحصول على تعليمات حول التحديد. يتم إعداد المواد باستخدام إطار. خذ ورقة PTFE المسامية العالية ووضعها على الإطار.

مشدود وربط ورقة على الإطار. يجب الحرص على عدم تلف الغشاء الجاف. مرة واحدة في الغشاء جاهز، انتقل إلى خطوة تلفيق القطب.

تأخذ طبق بيتري كبيرة ووضع ورقة PTFE المسامية عالية داخل. إضافة فائض من السائل الأيونية. تأكد من تغطية الورقة بالكامل.

مرة واحدة يتم نقع الغشاء بما فيه الكفاية، وإزالة الزائدة باستخدام ماصة. ضع الغشاء بين أوراق التصفية بعناية لإزالة أي سائل أيوني متبقي لم يتم امتصاصه بواسطة ورقة PTFE. كرر هذه العملية حتى تكون الورقة شبه شفافة ولكن ليس الرطب.

مشدود وربط الغشاء المنقوع على إطار من البلاستيك. تأكد من تجنب أي تجاعيد وطيات. الآن بعد أن الغشاء جاهز، انتقل إلى الأمام إلى خطوة تلفيق القطب.

اتخاذ النسيج مع ألياف خاملة غرامة وربطه على إطار. تأكد من مشدود جيدا. تقليم أي نسيج الزائدة باستخدام مقص.

إزالة بعناية أي ألياف فضفاضة. أثناء العمل تحت غطاء الدخان ، قم بتغطية النسيج بطبقة رقيقة من محلول الغشاء. انظر النص للوصفة الدقيقة.

اسمحوا الطبقة الأولى تجف تماما. أولاً، استخدم بندقية الحرارة وبندقية الحرارة في وقت لاحق مع إعداد مخصص لتسريع عملية التجفيف. تجنب استخدام معدل دوران مرتفع للغاية على غشاء رطب تمامًا لأنه قد يؤدي إلى فقدان المواد النشطة.

انظر النص لمزيد من التفاصيل. فحص الغشاء ضد الإضاءة الخلفية للثقوب. استمر في تطبيق طبقات الطلاء حتى يتم الحصول على غشاء خالٍ من العيوب.

إضافة طبقات الغشاء اللاحقة مع الحذر الشديد. تطبيق طبقات رقيقة ممكن، ويذهب أبدا أكثر من الأسطح الرطبة بالفعل مرتين. تطبيق الطبقات على كلا الجانبين.

بهذه الطريقة، ستبقى التعزيزات في منتصف المركبة. اسمحوا طبقة واحدة الجافة قبل إضافة أخرى. بمجرد الحصول على غشاء خال من العيوب ، تحقق من سمكه باستخدام مقياس سمك.

حاليا، هو 54 ميكرومتر. في قارورة مختومة، حل البوليمر في المذيبات عن طريق التحريك بين عشية وضحاها في 70 درجة مئوية باستخدام مُحرك مغناطيسي ولوحة ساخنة يتم التحكم فيها بدرجة حرارة. انظر النص للوصفة الدقيقة.

في قارورة أخرى، تزن مسحوق الكربون، إضافة السائل الأيونية، المذيبات، وشريط ضجة المغناطيسي. ختم القارورة ومزيج. مرة واحدة وقد متجانسة تعليق الكربون والبوليمر قد حل، إصلاح أو إزالة حبة المغناطيسي وصب حل البوليمر في تعليق الكربون.

استخدام 10 ملليلتر من المذيبات لإزالة بقايا البوليمر من جدران قارورة وإضافته إلى تعليق الكربون. التجانس التعليق باستخدام مسبار بالموجات فوق الصوتية. بعد ذلك، يكون التعليق جاهزًا للاستخدام أو التخزين.

ملء خزان بندقية رش أو فرشاة الهواء مع الأسيتون. اختبر التدفق على قطعة من الورق أولاً. تأكد من أن فرشاة الهواء نظيفة وخالية من الانسدادات.

أثناء التخزين، قد يتحول التعليق إلى هلام. اخلطه في وعاء مغلق عند درجة حرارة 70 درجة مئوية للحصول على سائل. ملء خزان فرشاة الهواء مع تعليق القطب.

اختبر تدفق التعليق على قطعة من الورق أولاً. خذ الغشاء المعد. بدء تحريك بندقية الرش قبل البدء في رش.

حافظ على المسدس يتحرك في ضربات مستقيمة. اسمحوا أحد الجانبين الجافة قبل البدء في رش على الجانب الآخر. رذاذ حتى تم التوصل إلى سمك المطلوب.

قم بإزالة المادة بعناية من الإطار. إذا تم استخدام الغشاء المنسوجات المسلحة، ثم محاذاة قطع مع الألياف. قطع قطعة أربعة في ثلاثة سنتيمترات باستخدام مسطرة معدنية ومشرط.

هذا الحجم هو الأكثر ملاءمة بالنسبة للمجموعات الصغيرة والمتوسطة الحجم. ومع ذلك، فإنه ليس من الضروري للحصول على المحركات العاملة. اتخاذ أنبوب معدني أو أنبوب وإصلاح قطعة قطع على ذلك.

حاول أن تتداخل فقط حوالي ملليمتر واحد من المواد المحرك مع الشريط. خذ ورقة من الذهب الناعم على ورق النقل وقطعها إلى أربعة قطع في أربعة سنتيمترات. ضع واحدة منها على ورق منديل.

رش المركب مع طبقة رقيقة من الغراء. انظر النص للوصفة الدقيقة. بسرعة تخزين فرشاة الهواء تستقيم.

لفة الأنابيب على ورقة الذهب في حين أن الغراء لا يزال الرطب. لا حاجة للضغط المفرط للتدحرج. إزالة نقل ولفة على ورقة الأنسجة مرة أخرى للتأكد من أن الذهب هو تعلق بشكل صحيح.

ضع المادة لتجف. مرة واحدة الجافة، وإزالة الشريط بعناية للافراج عن المواد من الأنابيب. تنظيف الأنابيب مع الأسيتون.

إصلاح المواد على الأنابيب، الذهب المغلفة الجانب التي تواجه الأنابيب. ثم كرر الخطوات لإرفاق جامع الحالي على الجانب الآخر أيضا. لاحظ الجوانب التي تم تغطيتها بشريط.

قطع المستطيلات أو الأشكال أكثر تعقيدا. عينة أربعة في 20 ملليمتر جيدة لتوصيف. قم بمحاذاة طول العينة مع اتجاه التقويس.

يجب أن يكون القابض الناعم ذي شكل حراري أولاً. وضع المحرك في قالب قارورة الزجاج لحرارة المحرك في الشكل. بمجرد أن يكون المحرك داخل القالب ، ضعهما في الفرن أو استخدمي ضوء الأشعة تحت الحمراء.

يتم وضع القابض بين جهات الاتصال الذهب، والجانب الذهب التي تواجه المواد النشطة. يتم تطبيق خطوات الجهد لمعالجة الحمولة. فتح القابض.

إغلاق القابض. رفع الحمولة باليد. اختبار قبضة.

وأخيراً، إطلاق الحمولة. وتستخدم مقاطع كلفن لتوصيف. ضع المحرك بين المشابك واراقب زاوية ألفا باستخدام كاميرا فيديو.

في حالة الإشارة الثلاثية ، فإن الاستجابة الحالية للمحرك الوظيفي هو بالسعة. في حين أن الاستجابة من عينة معيبة تتبع عن كثب قانون أوم ومقاومة. استخدام المجهر الإلكتروني المسح لوصف هيكل المحرك.

يتم تجميد العينات كسر باستخدام النيتروجين السائل للحصول على قطع نظيفة المقاطع العرضية. تنبيه: لا تغلق غطاء حاوية النيتروجين السائل. تراكم الضغط يمكن أن يسبب إصابات خطيرة.

أولا، تجميد المحرك لبضع دقائق في النيتروجين السائل. ثم استخدام مجموعتين من ملاقط باردة لكسر العينة المجمدة. قد لا تكسر المحركات المنسوجات المسلحة حتى في حالة المجمدة.

تجميد مشرط جنبا إلى جنب مع المحرك وختم العينة المجمدة إلى قطعتين. هذا هو المقطع العرضي من PTFE المحرك تظهر اثنين من أقطاب الكربون، مفصولة بغشاء PTFE، وتشكيل المحرك. النقطة الرئيسية في هذه الطريقة هي إدراج تعزيز خامل مثل PTFE في طبقة الغشاء.

هذا يبسط عملية التصنيع بشكل كبير، ويمكن من إنتاج المواد النشطة على نطاق واسع. طريقتنا تظهر طريقا واعدا نحو تصنيع على نطاق صناعي من المحركات الأيونية.