Name: Verfahren zur Übertragung von Polymerfolien auf poröse Substrate mit minimierten Defekten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 2 s
Description: Erfahren Sie die kontrollierte Übertragung von Block-Copolymer-Dünnfilmen auf poröse Substrate mittels 3D-gedruckter Ablaufkammer. Diese Methode minimiert Faltenbildung und Risse und verbessert die Reproduzierbarkeit gegenüber manuellen Verfahren.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Diese Arbeit wurde im Rahmen des Advanced Materials for Energy-Water Systems (AMEWS) Center unterstützt, einem Energy Frontier Research Center, das vom U.S. Department of Energy, Office of Science, Basic Energy Sciences finanziert wird. Wir danken Ihnen für hilfreiche Gespräche mit Mark Stoykovich und Paul Nealey.

1. Herstellung des Transferwerkzeugs und des Abflusskammersystems
<ol><li>Angefügt (Ergänzende Dateien 1, 2) ist die Konstruktionszeichnung für die Abflusskammerbaugruppe, die aus zwei Teilen besteht: oben und unten. Modellieren Sie dieses Gerät nach den Spezifikationen des gewünschten Systems (z.B. außendurchmesser des aufnehmenden Substrats) und exportieren Sie es als STL-Datei für den 3D-Druck.</li>
	<li>Verwenden Sie für das obere Teil einen Filamentdrucker der Wahl und drucken Sie in der niedrigstmöglichen Auflösung, einschließlich Gerüst, wo immer nötig. Halten Sie sich an die empfohlenen Parameter des Druckers. Es wird auch empfohlen, das obere Teil mit Poly(Milchsäure) (PLA) zu drucken, um Materialabwurf zu minimieren.</li>
	<li>Verwenden Sie für das untere Teil einen Tintenstrahlharzdrucker oder Einen Filamentdrucker mit einer Bauhöhe von bis zu 20 m. HINWEIS: PLA ist ein geeignetes Material, das Materialabwurf minimiert.</li>
	<li>Scheuern und reinigen Sie beide Teile mit entionisiertem Wasser, um die Entfernung von potentiellem Vergießen von Material aus dem Druckprozess zu gewährleisten. Ultraschall in entionisiertem Wasser wird ebenfalls empfohlen. Testen Sie das Gewinde an den beiden Teilen, um eine gute Passform zu gewährleisten.</li>
	<li>Vervollständigen Sie die Abflusskammer mit einem Neopren-O-Ring der Größe 117 und Schläuchen der in den Belegen angegebenen Parameter (Ergänzende Dateien 1, 2). Ein Schaltplan der gesamten Abflusskammerbaugruppe ist in Abbildung 1dargestellt.</li>
	<li>Drucken Sie das Übertragungswerkzeug mit einem beliebigen Filamentdrucker mit mittlerer bis feiner Auflösung. Es gibt zwei Teile: Klemme und Ladearm. HINWEIS: Es wird dringend empfohlen, das Transferwerkzeug mit Poly(Milchsäure) (PLA) zu drucken, da andere Kunststoffe schlecht benetzt werden können und dazu führen, dass der Wafer unerwartet nass wird.</li>
	<li>Vervollständigen Sie die Klemme mit einer Schraube der Größe 10 und befestigen Sie die Klemme dann an einer Laborbuchse.</li>
</ol>2. Anfängliche mechanisierte Ablagerung und Membranabheber aus dem Spendersubstrat
<ol><li>Legen Sie eine nackte AAO-Scheibe mit 25 mm Durchmesser (oder ein beliebiges poröses Empfängersubstrat nach Wahl) auf den unteren Teil der Abflusskammer. Legen Sie dann den Neopren-O-Ring auf die AAO-Scheibe und schrauben Sie ihn am oberen Teil der Abflusskammer.</li>
	<li>Spülen und/oder beschallen Sie das Setup mehrmals mit deionisiertem (DI) Wasser. Dies hilft, Staub und/oder Restpartikel aus dem 3D-Druck zu entfernen.</li>
	<li>Legen Sie das Stück Si-Wafer mit dem übertragbaren Polymerstapel (Spenderwafer) auf die Lippe des Transferwerkzeug-Ladearms.</li>
	<li>Füllen Sie die Abflusskammer mit 25 ml DI-Wasser.</li>
	<li>Senken Sie die Laborbuchse, so dass das Werkzeug langsam in die Eingangsrampe der Abflusskammer getaucht wird und das Spendersiliziumsubstrat langsam untergetaucht wird. Stellen Sie sicher, dass der Wafer ausreichend untergetaucht ist, damit die Membran vollständig des enmittiert und vom darunter liegenden Spendersubstrat abhebt. HINWEIS: Die Verwendung eines Si-Wafers ohne Staubkontamination gewährleistet eine einfache Trennung vom Spendersubstrat.</li>
	<li>Heben Sie das Transferwerkzeug langsam aus dem Wasser und bewegen Sie es aus dem Weg, um sicherzustellen, dass die schwimmende Membran nicht gestört wird.</li>
	<li>Koax die Membran in die Öffnung der Kammer mit Pinzette. Das Platzieren der Pinzette in Wasser vor der Membran führt sie aufgrund der Oberflächenspannung. Das Berühren der schwimmenden Membran selbst ist nicht notwendig und sollte vermieden werden.</li>
</ol>3. Meniskus-geführte Übertragung auf Empfängersubstrat mit dem Abflusskammersystem
<ol><li>Schließen Sie Schläuche an den Auslass des unteren Teils der Abflusskammer an. Befestigen Sie diesen Schlauch an einer 20 ml Luer-Lock Spritze.</li>
	<li>Besorgen Sie sich eine Spritzenpumpe mit der Zurückgezogensfunktion. Legen Sie die Spritze auf die Pumpe und ziehen Sie Wasser mit einer Rate von 1-2,5 ml/min ab, bis das gesamte Wasser abgelassen ist.</li>
	<li>Nach 10 min sollte das Wasser vollständig aus der Abflusskammer entfernt werden. Wenn sich noch Restwasser in der Kammer befindet, schließen Sie die Spritze und den Schlauch wieder an und ziehen Sie weiterhin Restwasser ab.</li>
	<li>Nach vollständiger Entwässerung des Wassers wird die Membran nun in der Mitte des Empfängersubstrats platziert. Trennen Sie die Abflusskammer von der Spritzenpumpe und zerlegen Sie die Abflusskammer, um das Empfängersubstrat zu entfernen, das die Membran enthält. HINWEIS: Der gesamte Prozess einschließlich Einrichtung dauert 15 min. Eine Reduzierung des Arbeitsvolumens von Wasser und eine Erhöhung der Abflussrate kann diesen Prozess verkürzen.</li>
	<li>Lassen Sie die Probe vollständig bei Raumtemperatur trocknen, bevor Sie sie in beliebiger Anwendung verwenden.</li>
</ol>

<ol><li>Shah, A., Torres, P., Tscharner, R., Wyrsch, N., Keppner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photovoltaic+technology%3A+the+case+for+thin-film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Photovoltaic technology: the case for thin-film solar cells.</a> Science. 285 (5428), 692-698 (1999).</li>
<li>Kim, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Full-colour+quantum+dot+displays+fabricated+by+transfer+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photon%22%5BJournal%5D)">Full-colour quantum dot displays fabricated by transfer printing.</a> Nat. Photon. 5 (3), 176(2011).</li>
<li>Nomura, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Room-temperature+fabrication+of+transparent+flexible+thin-film+transistors+using+amorphous+oxide+semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors.</a> Nature. 432 (7016), 488(2004).</li>
<li>Pirkle, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+chemical+residues+on+the+physical+and+electrical+properties+of+chemical+vapor+deposited+graphene+transferred+to+SiO2%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">The effect of chemical residues on the physical and electrical properties of chemical vapor deposited graphene transferred to SiO2.</a> Applied Physics Letters. 99 (12), 122108-122110 (2011).</li>
<li>Chae, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+large-area+graphene+layers+on+poly-nickel+substrate+by+chemical+vapor+deposition%3A+wrinkle+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Synthesis of large-area graphene layers on poly-nickel substrate by chemical vapor deposition: wrinkle formation.</a> Advanced Materials. 21 (22), 2328-2333 (2009).</li>
<li>Zhu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+electronic+transport+in+graphene+wrinkles%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Structure and electronic transport in graphene wrinkles.</a> Nano Letters. 12 (7), 3431-3436 (2012).</li>
<li>Paronyan, T. M., Pigos, E. M., Chen, G., Harutyunyan, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+ripples+in+graphene+as+a+result+of+interfacial+instabilities%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Formation of ripples in graphene as a result of interfacial instabilities.</a> ACS Nano. 5 (12), 9619-9627 (2011).</li>
<li>Stadermann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+large-area+free-standing+ultrathin+polymer+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Fabrication of large-area free-standing ultrathin polymer films.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (100), e52832(2015).</li>
<li>Zhou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Nanoporous+Alumina+Ultrafiltration+Membrane+with+Tunable+Pore+Size+Using+Block+Copolymer+Templates%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Nanoporous Alumina Ultrafiltration Membrane with Tunable Pore Size Using Block Copolymer Templates.</a> Advanced Functional Materials. 27 (34), 1701756(2017).</li>
<li>Meitl, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+printing+by+kinetic+control+of+adhesion+to+an+elastomeric+stamp%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp.</a> Nature Materials. 5 (1), 33(2006).</li>
<li>Suk, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+of+CVD-grown+monolayer+graphene+onto+arbitrary+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Transfer of CVD-grown monolayer graphene onto arbitrary substrates.</a> ACS Nano. 5 (9), 6916-6924 (2011).</li>
<li>Chen, Y., Gong, X. L., Gai, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+and+Challenges+in+Transfer+of+Large-Area+Graphene+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Science%22%5BJournal%5D)">Progress and Challenges in Transfer of Large-Area Graphene Films.</a> Advanced Science. 3 (8), 1500343(2016).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Während viele der in diesem Protokoll aufgeführten Schritte entscheidend für den Erfolg des Dünnschichttransfers sind, ermöglicht die Art der kundenspezifischen 3D-gedruckten Abflusskammer eine breite Flexibilität, je nach den spezifischen Anforderungen des Benutzers. Wenn das Empfängersubstrat beispielsweise einen größeren Durchmesser als die in dieser Studie verwendeten AAO-Scheiben mit 25 mm Durchmesser hat, kann die Abflusskammer entsprechend den neuen Spezifikationen angepasst werden. Es gibt jedoch einige Aspekte d...

Dünnschicht- und Nanomembran-basierte Geräte haben in letzter Zeit großes Interesse geweckt, da sie in einer breiten Palette von Anwendungen eingesetzt werden können, von flexibler Photovoltaik und Photonik, faltbaren Displays bis hin zu tragbarer Elektronik1, 2 , 3. Voraussetzung für die Herstellung dieser verschiedenen Gerätetypen ist die Übertragung von dünner Folien auf die Oberflächen beliebiger Substrate, die aufgrund der Fragilität dieser Folien und der häufigen Herstellung von Makroschuppendefekten weiterhin eine Herausforderung darstellen. Strukturen, wie Falten, Risse und Risse, innerhalb der Filme nach der Übertragung4,5,6,7. Manuelle Übertragung von Hand, Pinzette und Drahtschleifen sind gängige Methoden der Dünnschichtübertragung, führen aber unweigerlich zu strukturellen Inkongruenz und plastischer Verformung8,9. Es wurden verschiedene Arten von Dünnschichttransfermethoden untersucht, wie z. B.: 1) Polydimethylsiloxan (PDMS) Stempelübertragung, bei der ein elastomerer Stempel verwendet wird, um den Dünnfilm aus dem Spendersubstrat zu erhalten und anschließend an den Empfänger zu übertragen. Substrat10, und 2) Opferschichttransfer11, bei dem ein Etchant verwendet wird, um selektiv eine Opferschicht zwischen dem Stützsubstrat und dem dünnschichtigen aufzulösen und dabei den dünnen Film abzulösen. Diese Techniken allein erlauben jedoch nicht notwendigerweise einen Dünnschichttransfer, ohne dass die Bildung oder Diefehlerbildung innerhalb der Dünnschichten beschädigt wird12.
Hier präsentieren wir eine neuartige, kostengünstige und verallgemeinerbare einfache Methode, die auf Opferschichtabhebe- und Meniskus-geführten Transfer innerhalb eines kundenspezifischen, 3D-gedruckten Abflusskammersystems basiert, um Blockcopolymer (BCP) dünnzupfern, um Zentren von porösen Substraten wie eloxierte Aluminiumoxid -Scheiben (AAO) mit wenig bis gar keinen angefallenen makroskaligen Defektstrukturen wie Falten, Rissen und Rissen. Im vorliegenden Kontext können diese übertragenen Dünnschichten dann als Geräte in Wasserfiltrationsstudien eingesetzt werden, möglicherweise nach sequenzieller Infiltrationssynthese (SIS) Verarbeitung9. Die Bildanalyse von übertragenen Filmen aus der optischen Mikroskopie zeigt, dass das meniskusgeführte, abflusskammergeführte System glatte, robuste und faltenfreie Proben liefert. Darüber hinaus zeigen die Bilder auch die Fähigkeit des Systems, die Dünnschichtmembranen zuverlässig auf die Zentren der aufnehmenden Substrate zu legen. Unsere Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf jede Art von Geräteanwendung, die die Übertragung von Dünnschichtstrukturen auf die Oberflächen beliebiger poröser Substrate erfordert.

<table><tbody><tr><td>35% Natrium-Polyacrylsäure-Lösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>9003-01-4&nbsp; &nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Amicon Stirred Cell Modell 8010 10mL</td><td>Millipore</td><td>5121</td><td></td></tr><tr><td>Eloxiertes Aluminiumoxid, 0,2u Dicke, 25mm</td><td>Durchmesser Sigma Aldrich</td><td>WHA68096022 O-Ring</td><td></td></tr><tr><td>Neopren 117</td><td>Grainger</td><td>1BUV7</td><td></td></tr><tr><td>Objet500 Connex3 3D-Drucker</td><td>Stratasys</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Onshape 3D-Software</td><td>onshape</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polymilchsäure Filament</td><td>Ultimaker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ultimaker3 3D Filament Drucker</td><td>Ultimaker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vero Familie druckbare Materialien</td><td>Stratasys</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

verfahren zur Übertragung von polymerfolien auf poröse substrate mit minimierten defekten

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

Die Herstellung von Vorrichtungen, die Dünnschichtverbundmembranen enthalten, erfordert die Übertragung dieser Folien auf die Oberflächen beliebiger Stützsubstrate. Durch die Durchführung dieser Übertragung in einer hochkontrollierten, mechanisierten und reproduzierbaren Weise kann die Erstellung von makroskaligen Defektstrukturen (z. B. Risse, Risse und Falten) innerhalb des dünnschichtigen Films, der die Geräteleistung und den nutzbaren Bereich beeinträchtigt, eliminiert werden. pro Probe. Hier beschreiben wir ein allgemeines Protokoll für den hochkontrollierten und mechanisierten Transfer eines polymeren Dünnfilms auf ein beliebiges poröses Stützsubstrat für den eventuellen Einsatz als Wasserfiltrationsmembrangerät. Insbesondere fertigen wir einen Blockcopolymer (BCP) Dünnschicht auf einer opferreichen, wasserlöslichen Poly(Acrylsäure) (PAA) Schicht und Siliziumwafersubstrat. Wir verwenden dann ein maßgeschneidertes, 3D-gedrucktes Transferwerkzeug und Abflusskammersystem, um den BCP-Dünnfilm auf die Mitte einer porösen eloxierten Aluminiumoxid-Trägerscheibe (AAO) zu legen, abzuheben und zu übertragen. Der übertragene BCP-Dünnfilm wird durch die Führung des zwischen dem Wasser und der 3D-gedruckten Kunststoffabflusskammer gebildeten Meniskus konsequent auf die Mitte der Stützfläche gelegt. Wir vergleichen auch unsere mechanisierten transferverarbeiteten Dünnschichten mit denen, die von Hand mit der Verwendung von Pinzetten übertragen wurden. Optische Inspektion und Bildanalyse der übertragenen Dünnschichten aus dem mechanisierten Verfahren bestätigen, dass im Vergleich zur Vielzahl von Rissen und Falten aus manuellen Übertragung von Hand. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die vorgeschlagene Strategie für den Dünnschichttransfer Fehler reduzieren kann, wenn sie mit anderen Methoden in vielen Systemen und Anwendungen verglichen wird.

Die BCP-Membranproben wurden nach dem zuvor beschriebenen Verfahren9hergestellt. Die Proben wurden auf die Lippe des Ladearms des 3D-gedruckten Transferwerkzeugs (Abbildung1, links) gelegt und anschließend mit einer Laborbuchse auf die Eingangsrampe des 3D-gedruckten Ablasskammerwerkzeugs abgesenkt (Abbildung1, rechts). Eine Opferschicht aus Poly(Acrylsäure) (PAA) zwischen der BCP-Membran und dem darunter ...

Wir präsentieren ein Verfahren zur hochkontrollierten und faltenfreien Übertragung von Blockcopolymer-Dünnschichten auf poröse Stützsubstrate mit einer 3D-gedruckten Abflusskammer. Die Drainagekammerkonstruktion ist von allgemeiner Bedeutung für alle Verfahren, bei denen makromolekulare Filme auf poröse Substrate übertragen werden, was normalerweise von Hand in unwiederbringlicher Weise erfolgt.

Verfahren zur Übertragung von Polymerfolien auf poröse Substrate mit minimierten Defekten

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...

Um Polymerdünnschichten in Membrananwendungen zu untersuchen, müssen Materialien von einem polierten, glatten Substrat auf poröse Substrate in einer Weise übertragen werden, die den Film nicht faltet, faltet, reißt oder plastisch verformt. Dieses Video beschreibt eine 3D-bedruckbare Abflusskammer, die dieses Ziel erreichen soll, und betrifft die Schritte vier bis sechs im hier gezeigten Prozessablauf. Die bei dieser Arbeit verwendeten Proben bestehen aus Siliziumwafersubstraten, in die ein Stapel wasserlöslicher Polyacrylsäure, gefolgt von einer zufälligen Copolymermatte und einem Polystyrolblock Polymethylmethacrylatblock-Copolymer, spinbeschichtet sind.Ziel der Stufen vier bis sechs ist es, dieses porenbildende Block-Copolymer aus dem Siliziumwafer auf eine poröse eloxierte Aluminiumoxidmembran zu übertragen, um eine spätere Umwandlung in eine funktionelle Filtrationsvorrichtung zu ermöglichen. Die Abflusskammer besteht aus einer oberen Rampe, die die Einführung des Polymerfilmstapels ermöglicht, und einem unteren Teil, der das poröse Substrat und das entionisierte Wasser hält. Das obere Teil wird von PLA aus einem Filamentdrucker und der untere Teil von einem Inkjet 3D-Drucker gedruckt.Ein Probentransferwerkzeug wird auch von PLA mit dem Filamentdrucker gedruckt. Der erste Teil wird an einer Laborbuchse befestigt, so dass die Probe sanft und ohne Vibrationen durch Handbewegungen angehoben und abgesenkt werden kann. Der zweite Teil hält das BCP-Waferstück an Ort und Stelle.Damit kann der Transferprozess beginnen. Zuerst wird das BCP-Werkzeug montiert. Der Klemmteil ist geschraubt, so dass eine Schraube ihn an der Laborbuchse festsetzen kann.Das eloxierte Aluminiumoxidsubstrat wird dann mit Zangen innerhalb des unteren Teils der Abflusskammer platziert. Als nächstes wird ein Gummi-O-Ring eingesetzt, um eine wasserdichte Dichtung zu gewährleisten. Der Rampenteil der Abflusskammer ist fest verschraubt.Zuletzt werden klare Vinylschläuche am Auslauf am unteren Teil der Abflusskammer und am anderen Ende der Spritze befestigt, die sich im Inneren einer Spritzenpumpe befindet, um die Drainagerate steuern zu können. Als nächstes wird der Siliziumwafer mit dem Polymerstapel auf das Transferwerkzeug gelegt, und die Abflusskammer wird auch mit entionisiertem Wasser gefüllt. Der Siliziumwafer wird dann langsam ins Wasser abgesenkt, wodurch sich die Polyacrylsäureschicht auflöst.Diese Auflösung delaminiert den Polymerfilm aus dem Siliziumwafer und lässt ihn auf der Wasseroberfläche schwimmen. Das Transferwerkzeug wird als nächstes entfernt, und die Entleerung wird durch Starten der Spritzenpumpe aktiviert. Das Wasser wird durch das Aluminiumoxidsubstrat und aus der Kammer durch die Pumpe abgesaugt.Hier ist die Entleerung mit einer Rate von einem Milliliter pro Minute zu sehen. Der Winkel der Rampe und das Design der Kammer lenkt die Polymerfolie in Richtung der Mitte des Zylinders. Hier haben die Membran und der Wasserstand den zylindrischen Körper des Geräts erreicht, wodurch ein prominenterer Meniskus entsteht, der die Membran straff und zentriert hält, da sie niedriger als die darunter liegende, eloxierte Aluminiumoxidmembran ist.Sobald das Wasser abgelassen ist und das Polymer mit der Membran in Berührung kommt, kann die Kammer abgeschraubt werden, damit das restliche Wasser verdunstet. Der gesamte Prozess, einschließlich Einrichtung und Wasserentwässerung, dauert etwa 15 Minuten, aber diese Zeit kann verkürzt werden, indem die Entwässerungsrate erhöht wird und die Kammer so gebaut wird, dass ein geringeres Wasservolumen erforderlich ist. Hier sind Filme gezeigt, die durch direkte Aushöhlung einer Wasserbadeoberfläche mit der porösen Membran vorbereitet werden.Das Reißen der Membran und die Platzierung aus der Mitte sind offensichtlich. Der Abstand des Membranzentrums zum Substratzentrum ist rechts für verschiedene platzierte Membranen dargestellt. Hier sehen wir die Verbesserung der Reproduzierbarkeit unter Verwendung der Abflusskammer.Die intakten Folien sind offensichtlich, und der Abstand von Membranzentrum zu Substratzentrum wird gezeigt, um minimiert zu werden. Die Abflusskammer hat die Wahrscheinlichkeit des Filmrisses und Faltens über die manuelle Methode verringert. Eine saubere, staubfreie Laborumgebung begrenzt die beiläufige Kontamination.Dieses Verfahren zur Übertragung von Dünnschichtmembran reduziert definitiv die Schäden an der Membran und verbessert die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit ihrer Platzierung auf dem Substrat. Durch die Beseitigung der schwierigen Aufgabe, dünne Folien auf der Wasseroberfläche von Hand zu manipulieren, können Änderungen an der grundlegenden Drainagekammerkonstruktion die Implementierung verschiedener Polymerprobengrößen und poröser Substrattypen ermöglichen.

procedure-for-transfer-polymer-films-onto-porous-substrates-with

Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Ein Plasma-induzierte Polymerisation Verfahren für die oberflächeninitiierte Polymerisation zu Polymermembranen beschrieben. Weitere postmodification des gepfropften Polymers mit photochromen Substanzen mit einem Protokoll zur Durchführung von Durchlässigkeitsmessungen auf Licht ansprechende Membranen vorgestellt.

Herstellung der lichtreaktions Membranen durch eine Kombinierte Oberflächen-Pfropfen und Postmodification Prozess

Wir beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von großflächigen (bis zu 13 cm Durchmesser) und ultradünnen (bis zu 8 nm) Polymerfilmen. Anstatt eine Opferzwischenschicht zu verwenden, um die Folie von ihrem Substrat zu delaminieren, verwenden wir eine selbstbegrenzende Oberflächenbehandlung, die für beliebig große Flächen geeignet ist.

Herstellung von großflächigen Freistehende ultradünne Polymerfilme

Eine praktikable Transferdruck-basierte Methode zur Einführung plasmonischer Metallnanostrukturen in Solarzellen wird beschrieben.  Unter Verwendung von Nanosäulen-Poly(dimethylsiloxan)-Stempeln wurde ein Ag-basiertes geordnetes Nanodisk-Array in standardmäßige hydrierte mikrokristalline Si-Solarzellen integriert, was zu einer verbesserten Geräteleistung aufgrund des plasmonischen Lichteinfangs führte.

Integration of Light Trapping Silber-Nanostrukturen in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells durch Transferdruck

In dieser Arbeit beschreiben wir die Grenzflächensynthese von konjugierten mikroporösen Polymeren (CMP) auf Opfersubstraten und die Auflösung des Substrats zur Herstellung von freistehenden CMP-Nanomembranen. Darüber hinaus werden wir beschreiben, wie die fragilen Nanomembranen auf andere Substrate übertragen werden können.

Layer-by-Layer-Synthese und Übertragung von Freestanding konjugierte mikroporöse Polymernanomembranen

Nanoskalige Meeresinseloberflächen, die aus thermoresponsiven Blockcopolymeren bestehen, wurden mit der Langmuir-Schaefer-Methode hergestellt, um die spontane Zelladhäsion und -ablösung zu kontrollieren. Sowohl die Präparation der Oberfläche als auch die Adhäsion und Ablösung von Zellen auf der Oberfläche wurden visualisiert.

Herstellung von Thermoresponsive nanostrukturierte Oberflächen für Tissue Engineering

Dieser Beitrag stellt ein Protokoll für die reaktiven Aufdampfen von poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene) und Poly (Thieno [3,2 -b] Thiophen) Filme auf Objektträger und rauen Substraten, wie Textilien und Papier.

Reaktiven Aufdampfen von konjugierten Polymerfilmen auf beliebigen Substraten

Oberfläche Herstellungsmethoden für gemusterte Ablagerung von Nanometer dicken Pinsel oder Mikrometer dick, querverbunden Filme von einer Azlactone-Block-Copolymer werden gemeldet. Kritischen experimentellen Schritte, repräsentative Ergebnisse und Grenzen der einzelnen Methoden werden diskutiert. Diese Methoden sind hilfreich für die Erstellung von funktionaler Schnittstellen mit maßgeschneiderten Körpermerkmale und einstellbaren Oberfläche Reaktivität.

Herstellung von reaktiven Oberflächen mit Pinsel-Like und querverbunden Filme von Azlactone funktionalisiert Block-Copolymere

Ein Protokoll für die Herstellung von Polymeren Dünnschicht Verbundstrukturen besitzen unterschiedliche Youngs Moduli oder dicken wird vorgestellt. Filme sind für fortgeschrittene Zelle Kulturwissenschaft oder als Haut Klebstoffe hergestellt.

Dünnen Film Composite Silikon Elastomere für Zellkultur und Haut Anwendungen: Herstellung und Charakterisierung

In dieser Arbeit beschreiben wir eine Technik, die verwendet wird, um neue Kristalle (van der Waals Heterostrukturen) zu erzeugen, indem ultradünne 2D-Materialien mit präziser Kontrolle über Position und relative Ausrichtung gestapelt werden.

Herstellung von van der Waals Heterostrukturen mit präziser Rotationsausrichtung

Dieses Protokoll stellt eine lichtinduzierte Methode zur Herstellung glitschiger dreidimensionaler Strukturen durch sequentielle digitale Strukturierung und Transplantation auf silanbeschichteten nanoporösen Oberflächen vor. Dieser Ansatz ermöglicht die räumlich kontrollierte Bildung von rutschigen Bereichen, was eine strukturierte Flüssigkeitsabweisung und die quantitative Analyse der Grenzflächengleitfähigkeit ermöglicht, mit Anwendungen in der Flüssigkeitsmanipulation und Oberflächentechnik.

Lichtinduzierte Strukturierung und Veredelung für rutschige Oberflächen auf Basis silanbeschichteter nanoporöser Strukturen

Erfahren Sie die kontrollierte Übertragung von Block-Copolymer-Dünnfilmen auf poröse Substrate mittels 3D-gedruckter Ablaufkammer. Diese Methode minimiert Faltenbildung und Risse und verbessert die Reproduzierbarkeit gegenüber manuellen Verfahren.

Verfahren zur Übertragung von Polymerfolien auf poröse Substrate mit minimierten Defekten

Weitere Videos entdecken