Name: Une chambre 3D-imprimés pour dispositif optoélectronique organique stable de dégradation (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Découvrez la conception d'une chambre environnementale imprimée en 3D pour caractériser les dispositifs optoélectroniques organiques sensibles à l'air. Cette méthode permet des ajustements rapides et économiques pour divers besoins expérimentaux.

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

Les auteurs remercient Peter Jonosson et le Lyon nouvelle médiathèque pour l’impression 3D des chambres. Cette recherche a été financée par 436100-2013 RGPIN, ER15-11-123, le McMaster Dean of Engineering Excellence Undergraduate Summer Research Award et le programme de possibilités de recherche de premier cycle.

<ol><li>Tremblay, J. -F. <a target="_blank" href="https://cen.acs.org/articles/94/i28/rise-OLED-displays.html">The rise of OLED displays.</a> Chemical & Engineering News. 94 (28), 30-34 (2016).</li>
<li>Kang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bulk-Heterojunction+Organic+Solar+Cells%3A+Five+Core+Technologies+for+Their+Commercialization%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Bulk-Heterojunction Organic Solar Cells: Five Core Technologies for Their Commercialization.</a> Advanced Materials. 28 (36), 7821-7861 (2016).</li>
<li>Jacoby, M. <a target="_blank" href="https://cen.acs.org/articles/94/i18/future-low-cost-solar-cells.html">The future of low-cost solar cells.</a> Chemical & Engineering News. 94 (18), 30-35 (2016).</li>
<li>Veldhuis, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perovskite+Materials+for+Light-Emitting+Diodes+and+Lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Perovskite Materials for Light-Emitting Diodes and Lasers.</a> Advanced Materials. 28 (32), 6804-6834 (2016).</li>
<li>Park, N. -G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702114002570">Perovskite solar cells: an emerging photovoltaic technology.</a> Materials Today. 18 (2), 65-72 (2015).</li>
<li>Turak, A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ra/c2ra22770c">Interfacial degradation in organic optoelectronics.</a> RSC Advances. 3 (18), 6188(2013).</li>
<li>Scholz, S., Kondakov, D., Lüssem, B., Leo, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degradation+Mechanisms+and+Reactions+in+Organic+Light-Emitting+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Degradation Mechanisms and Reactions in Organic Light-Emitting Devices.</a> Chemical Reviews. 115 (16), 8449-8503 (2015).</li>
<li>Jørgensen, M., Norrman, K., Gevorgyan, S. A., Tromholt, T., Andreasen, B., Krebs, F. C. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201104187">Stability of Polymer Solar Cells.</a> Advanced Materials. 24 (5), 580-612 (2012).</li>
<li>Habisreutinger, S. N., McMeekin, D. P., Snaith, H. J., Nicholas, R. J. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4961210">Research Update: Strategies for improving the stability of perovskite solar cells.</a> APL Materials. 4 (9), 091503(2016).</li>
<li>Reese, M. O., Sigdel, A. K., Berry, J. J., Ginley, D. S., Shaheen, S. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024810001443">A simple miniature controlled-atmosphere chamber for optoelectronic characterizations.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 94 (7), 1254-1258 (2010).</li>
<li>Gevorgyan, S. A., Jorgensen, M., Krebs, F. C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024808000627">A setup for studying stability and degradation of polymer solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 92 (7), 736-745 (2008).</li>
<li>Park, J. -S. S., Chae, H., Chung, H. K., Lee, S. I. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/2011SeScT..26c4001P">Thin film encapsulation for flexible AM-OLED: a review.</a> Semiconductor Science and Technology. 26 (3), 034001(2011).</li>
<li>Ahmad, J., Bazaka, K., Anderson, L. J., White, R. D., Jacob, M. V. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032113004048">Materials and methods for encapsulation of OPV: A review.</a> Renewable & Sustainable Energy Reviews. 27, 104-117 (2013).</li>
<li>Gevorgyan, S. A., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148113005132">Round robin performance testing of organic photovoltaic devices.</a> Renewable Energy. 63, 376-387 (2014).</li>
<li>Osterwald, C. R., Hammond, R., Zerlaut, G., D'Aiello, R. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/520103/">Photovoltaic module certification and laboratory accreditation criteria development.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 41, 629-636 (1996).</li>
<li>Turak, A., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/258071100_Systematic_analysis_of_processing_parameters_on_the_ordering_and_performance_of_working_poly3-hexyl-thiophene66-phenyl_C61-butyric_acid_methyl_ester_solar_cells">Systematic analysis of processing parameters on the ordering and performance of working poly(3-hexyl-thiophene):[6,6]-phenyl C(61)-butyric acid methyl ester solar cells.</a> Journal of Renewable and Sustainable Energy. 2 (5), 53103(2010).</li>
<li>Qi, B., Wang, J. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/cp/c3cp51383a">Fill factor in organic solar cells.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (23), 8972-8982 (2013).</li>
<li>Lu, N., Li, L., Sun, P., Liu, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009261414007520">Short-circuit current model of organic solar cells.</a> Chemical Physics Letters. 614, 27-30 (2014).</li>
<li>Qi, B., Wang, J. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/jm/c2jm33719c">Open-circuit voltage in organic solar cells.</a> Journal of Materials Chemistry. 22 (46), 24315-24325 (2012).</li>
<li>Xue, J., Uchida, S., Rand, B. P., Forrest, S. R. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1713036">4.2% efficient organic photovoltaic cells with low series resistances.</a> Applied Physics Letters. 84 (16), 3013-3015 (2004).</li>
<li>Hauch, J. A., Schilinsky, P., Choulis, S. A., Rajoelson, S., Brabec, C. J. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2975185">The impact of water vapor transmission rate on the lifetime of flexible polymer solar cells.</a> Applied Physics Letters. 93 (10), 103306(2008).</li>
<li>Norrman, K., Madsen, M. V., Gevorgyan, S. A., Krebs, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degradation+Patterns+in+Water+and+Oxygen+of+an+Inverted+Polymer+Solar+Cell%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Degradation Patterns in Water and Oxygen of an Inverted Polymer Solar Cell.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (47), 16883-16892 (2010).</li>
<li>Dameron, A. A., Reese, M. O., Moriconie, T. J., Kempe, M. D. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/255814234_Understanding_Moisture_Ingress_and_Packaging_Requirements_for_Photovoltaic_Modules">Understanding Moisture Ingress and Packaging Requirements for Photovoltaic Modules.</a> Photovoltaics International. 5, 121-130 (2009).</li>
<li>ASTM International. Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate of Sheet Materials Using Dynamic Relative Humidity Measurement. ASTM E398 - 13. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standards/E398">https://www.astm.org/Standards/E398</a> (2013).</li>
<li>Basha, R. K., Konno, K., Kani, H., Water Kimura, T. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1881836611800182">Water Vapor Transmission Rate of Biomass Based Film Materials.</a> Engineering in Agriculture, Environment and Food. 4 (2), 37-42 (2011).</li>
<li>Kim, N., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024812000608">A correlation study between barrier film performance and shelf lifetime of encapsulated organic solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 101, 140-146 (2012).</li>
<li>Reese, M. O., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024808000305">Pathways for the degradation of organic photovoltaic P3HT: PCBM based devices.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 92 (7), 746-752 (2008).</li>
<li>Kempe, M. D., Reese, M. O., Dameron, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+sensitivity+limits+of+water+vapor+transmission+rate+measurements+using+electrical+calcium+test%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the sensitivity limits of water vapor transmission rate measurements using electrical calcium test.</a> Review of Scientific Instruments. 84 (2), 025109(2013).</li>
<li>Reese, M. O., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092702481100050X">Consensus stability testing protocols for organic photovoltaic materials and devices.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 95 (5), 1253-1267 (2011).</li>
<li>Castro, F. Current landscape of standardisation efforts in organic and printed electronics 2015 - a VAMAS review. , National Physical Laboratory. Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/278035615_Current_landscape_of_standardisation_efforts_in_organic_and_printed_electronics_2015_-_a_VAMAS_review">https://www.researchgate.net/publication/278035615_Current_landscape_of_standardisation_efforts_in_organic_and_printed_electronics_2015_-_a_VAMAS_review</a> (2015).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les étapes critiques de recréer cette expérience comprennent l’impression des chambres pour éviter les fissures, les lacunes ou pauvres caractéristiques intercalaires qui peuvent diminuer la WVTR, la chambre pour éviter toute infiltration d’humidité et d’oxygène en serrant la pince KF50 d’étanchéité réaliser une totale étanchéité entre les chambres supérieures et inférieures, en utilisant un époxy à basse pression sous vide au prorata autour les broches de contact ou des traversées afin d’empêcher les fuites et la créati...

Dispositifs optoélectroniques organique et pérovskite, cellules solaires et diodes électroluminescentes issus des π-conjugués de molécules organiques semi-conductrices et organométalliques halogénures sont un domaine en pleine croissance de la recherche. Diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont déjà un important volet technologique dans l’éclairage affiche1et photovoltaïque organique ont commencé à réaliser des économies qui leur font concurrence à silicium amorphe2. L’avancement rapide récente des dispositifs de perovskite absorbant léger et luminescent applications3,4,5 suggère que des dispositifs peu coûteux et facile à traiter sont susceptibles de trouver bientôt généralisée déploiement. Cependant, toutes ces technologies souffrent d’une sensibilité aux contaminants atmosphériques, en particulier l’humidité et l’oxygène, ce qui limite leur durée de vie efficace6,7,8,9.
Pour les chercheurs qui étudient ces systèmes, il peut être utile d’avoir une chambre adaptable, facile à utiliser, portable et réutilisable afin de protéger ces matières sensibles ou de les exposer à des contaminants dans une manière contrôlée10,11. S’il est possible d’utiliser une boîte à gants pour la caractérisation des dispositifs sensibles à air, ces environnements grands, chers et emplacement fixe, inertes peuvent être incompatibles avec la vaste gamme de caractérisation qui peut-être être nécessaire. Pour fournir un portable alternative, de Reese et al. 10 a proposé une petite chambre métallique basé sur une bride de vide standard convenant à la caractérisation électrique et optique des dispositifs organiques. Nous avons adapté cette conception, ce qui en fait moins cher et plus polyvalent en utilisant 3D-impression pour produire les composants de la chambre. L’utilisation de 3D-impression, plutôt que d’usinage, permet des ajustements rapides et rentables à l’évolution des échantillon ou exigences environnementales tout en maintenant l’utilité de la conception de base. Dans cette contribution, nous décrire la procédure pour faire une telle chambre et l’utiliser pour extraire les caractéristiques courant-tension d’un dispositif de diode organique.
Une bonne encapsulation d’organique et dispositifs de perovskite devraient avoir WVTRs de 10-3 - 10-6 g/m2/jour pour à long terme appareil stabilité12,13, pour assurer la petite infiltration d’eau dans l’appareil organique même en très conditions difficiles. Que cette chambre a été conçue comme un environnement contrôlé pour tester les fins plutôt qu’une méthode de stockage ou d’encapsulation à long terme, les conditions requises pour une chambre efficace ne sont pas aussi strictes. La chambre devrait être en mesure de maintenir les propriétés du périphérique dans un délai raisonnable d’effectuer des expériences de caractérisation. Le mode opératoire normalisé de l’utilisation de PLA se traduit par une chambre qui peut être utilisée pour plusieurs jours ou même semaines avec un débit de gaz incorporé, sans perte significative des propriétés du périphérique.
Changer les matériaux, ou encore la forme et la taille de l’organe de la chambre peuvent affecter considérablement la pénétration de contaminants de l’air dans la chambre. Par conséquent, la pénétration de l’humidité et l’oxygène doit être soigneusement surveillés pour chaque dessin ou modèle déterminer l’efficacité de la chambre. Nous avons, en outre la fabrication de la chambre, exposent une procédure simple pour déterminer la WVTR de la chambre, à l’aide d’un capteur d’humidité disponible dans le commerce, à établir un calendrier pour l’utilisation de la chambre d’expérimentation.
Une telle chambre simple mais polyvalente permet plusieurs types d’expériences à réaliser. Ils peuvent agir comme des environnements atmosphère inerte à l’extérieur de la boîte à gants, adapté aux caractérisations électriques et optiques à travers les ports de traversée électrique et la fenêtre. Leur portabilité permet à eux pour être utilisé avec des équipements de caractérisation électrique standard à l’extérieur du laboratoire où ils ont été fabriqués, ce qui est utile dans round robin tests de fiabilité14 ou d’obtenir des mesures du dispositif certifiés rendement15. Ces chambres sont également particulièrement utiles pour étudier les effets de l’introduction de contaminants pour les essais de dégradation contrôlée, avec des modifications simples. L’utilisation de l’impression 3D permet une adaptabilité importante et rapide de changer les configurations de périphérique, tailles, ou d’exigences relatives aux tests.

<table><tbody><tr><td>IMPRIMANTE 3D DE BUREAU ORION DELTA RTP</td><td>SeeMeCNC</td><td>87999</td><td>Connu dans le rapport sous le nom de : Imprimante 3D</td></tr><tr><td>1,75 mm PLA Filament</td><td>SeeMeCNC</td><td>50241</td><td>Connu dans le rapport comme : PLA</td></tr><tr><td>Somos&reg ; Somos de la chambre WaterShed XC 11122</td><td>imprimés</td><td>chez Custom Prototypes, Toronto.</td><td>https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Connu dans le rapport sous le nom de : Polymère résistant à l’eau</td></tr><tr><td>CURA</td><td>CURA</td><td></td><td>https://ultimaker.com/en/products/cura-software Connu dans le rapport sous le nom de : logiciel de tranchage</td></tr><tr><td>Fer à souder avec 600&deg ; Pointe F</td><td>Weller</td><td>WTCPT</td><td></td></tr><tr><td>Xtralien X100 Source Mesure Unité</td><td>Ossila</td><td>E561</td><td>Connu dans le rapport sous le nom de : SMU</td></tr><tr><td>ZIF Test Board pour substrats d’anode pixélisés</td><td>Ossila</td><td>E221</td><td>Connu dans le rapport comme : Zero insetion force/ZIF Test Board ;</td></tr><tr><td>Câble</td><td></td><td></td><td></td>BNC</tr><tr><td>Générique USB A - B</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Générique USB A - Micro</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>#12 O-Ring</td><td></td><td></td><td>Source unkown Connu dans le rapport sous le nom de : O-Ring</td></tr><tr><td>116 Butyl O-Ring</td><td>Global Rubber Products</td><td>116 VI70</td><td>Acheté en magasin Connu dans le rapport sous le nom de : joint torique</td></tr><tr><td>Anneau de retenue</td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Imprimé en 3D en interne</td></tr><tr><td>Chambre inférieure</td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Imprimé en 3D en interne</td></tr><tr><td>Chambre supérieure</td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Imprimé en 3D en</td></tr> interne <tr><td>KF50 Collier de serrage (aluminium)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-C</td><td></td></tr><tr><td>Anneau de centrage KF50 (aluminium)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-BRB</td><td></td></tr><tr><td>Sn60/Pb40 Soudure</td><td>MG Chemicals</td><td>4895-2270</td><td></td></tr><tr><td>#4-40 x 3/16" Vis</td><td></td><td></td> mécanique <td>Quincaillerie</td></tr><tr><td>#4-40 IntThrd Brass TaperSingleVane Insert pour Thermoplastic</td><td>Fastenal</td><td>11125984</td><td>Fastenal nécessite d’être affilié à l’entreprise/université Connu dans le rapport sous le nom de : #4-40 insert</td></tr> <tr><td>fileté conique en laitonVarian Torr Seal Équipement d’aspirateur à vide poussé Epoxy Vacuum</td><td>Products Canada Inc.</td><td></td><td>Connu dans le rapport sous le nom de : Epoxy basse pression</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Contact Probes HEAD RADIUS</td><td>Mouser Electornics</td><td>818-S-100-D-3.5-G</td><td>Connu dans le rapport sous le nom de : pogo pin</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Contact Probes Receptacle Solder Cup</td><td>Mouser Electornics</td><td>818-R-100-SC</td><<td>strong>Connu dans le rapport comme : coupelle</td></tr> <tr><td>de soudureTube en</td><td></td><td></td> téflon 1/4 » <td>Quincaillerie</td></tr><tr><td>Ruban</td><td></td><td></td> téflon <td>Quincaillerie</td></tr><tr><td>Tube 1/4 » x 1/8 » Mâle NPT Laiton nickelé Connecteur Push-to-Connect Fastenal</td><td></td><td>442064</td><td>Ne sont pas les mêmes que ceux utilisés pour cette étude, mais sont fonctionnellement équivalents Connu dans le rapport sous le nom de : Connecteur pneumatique push-to-connect</td></tr><tr><td>1/8 » NPT Taraud et clé en T</td><td></td><td></td><td>Quincaillerie</td></tr><tr><td>Tube 1/4" Vannes à commande manuelle</td><td>Fluidline</td><td>7910-56-00</td><td>Connu dans le rapport sous le nom de : vannes à commande manuelle</td></tr><tr><td>Adafruit DHT22 Capteur d’humidité (petit)</td><td>Digi-Key</td><td>385</td><td>Connu dans le rapport comme :Capteur d’humidité interne Capteur d’humidité</td></tr><tr><td>DHT22 (grand)</td><td>Digi-Key</td><td></td><td>Connu dans le rapport sous le nom de : capteur d’humidité externe</td></tr><tr><td>Arduino Uno</td><td>Arduino</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Environnement de boîte</td><td></td><td></td><td></td>à gants</tr><tr><td>10 kOhm</td> Résistance <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oscilla Xtralien Scientific Python</td><td>IDE Oscilla</td><td></td><td>https://www.ossila.com/pages/xtralien-scientific-python Connu dans le rapport sous le nom de : IDE Python</td></tr></tbody></table>

une chambre 3d-imprimés pour dispositif optoélectronique organique stable de dégradation

A 3D-printed Chamber for Organic Optoelectronic Device Degradation Testing

Dans ce manuscrit, nous exposons la fabrication d’une chambre atmosphérique petite, portative, facile à utiliser pour les organiques et dispositifs optoélectroniques de pérovskite, en utilisant la 3D-impression. Comme ces types d’appareils sont sensibles à l’humidité et l’oxygène, une telle chambre peut aider les chercheurs à caractériser les propriétés électroniques et de la stabilité. La chambre est destinée à être utilisé comme un environnement stable, réutilisable et temporaire avec des propriétés contrôlées (y compris l’introduction de gaz, humidité et de température). Il peut être utilisé pour protéger les matériaux sensibles à air ou les exposer à des contaminants d’une manière contrôlée pour les études de dégradation. Afin de caractériser les propriétés de la chambre, nous décrivons une procédure simple pour déterminer le taux de transmission de vapeur d’eau (WVTR) à l’aide d’humidité relative mesurée par un capteur d’humidité standard. Ce mode opératoire normalisé, avec une masse de remplissage de 50 % d’acide polylactique (PLA), se traduit par une chambre qui peut être utilisée pendant des semaines sans perte significative des propriétés du périphérique. La polyvalence et la facilité d’utilisation de la chambre lui permet d’être adapté à toute condition de caractérisation qui nécessite une atmosphère contrôlée compact.

Mesures de courant-tension :
Cette chambre est conçue pour permettre l’analyse d’un dispositif d’air sensible diode, comme une cellule solaire organique ou perovskite ou une diode électroluminescente. Il peut agir comme une encapsulation réutilisable, temporaire ou comme une méthode de l’introduction de contaminants pour effectuer des essais de dégradation contrôlée. Les courbes de densité de courant-tension (JV...

Nous présentons ici un protocole pour la conception, la fabrication et l’utilisation d’une simple et versatile 3D-imprimés et contrôlée atmosphérique chambre pour la caractérisation optique et électrique des dispositifs optoélectroniques organiques air sensible.

Une chambre 3D-imprimés pour dispositif optoélectronique organique stable de dégradation

In this manuscript, we outline the manufacture of a small, portable, easy-to-use atmospheric chamber for organic and perovskite optoelectronic devices, ...

Une chambre environnementale portable et polyvalente imprimée en 3D peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l’électronique organique, en particulier en ce qui concerne la dégradation des dispositifs dans diverses conditions. Le principal avantage de l’utilisation d’une chambre imprimée en 3D est qu’elle permet d’effectuer rapidement des ajustements en termes de coûts, en fonction de l’évolution des échantillons ou des exigences environnementales, tout en conservant l’utilité de la conception de base. Le faible coût et la rapidité de production grâce à l’impression 3D permettent aux chercheurs de modifier rapidement nos conceptions en fonction de leurs besoins.Cela inclut différentes tailles d’appareils, des ports supplémentaires et des capteurs supplémentaires. Une caractéristique des chambres est leur méthode de fabrication. Il s’agit d’un exemple d’une conception unique, une chambre d’essai IV de six pixels.Il est fabriqué à l’aide de composants imprimés en 3D pour la chambre supérieure, un anneau de retenue et une chambre inférieure. Cela donne une vue d’ensemble de l’assemblage de la chambre avec un appareil. Le joint torique et le joint ne sont pas imprimés en 3D.Pour l’instant, concentrez-vous sur la chambre supérieure. Ayez la face intérieure de la chambre supérieure vers le haut. Localisez l’un des quatre avant-trous et percez un trou de taraudage.Lorsque tous les trous sont taraudés, placez un insert fileté conique en laiton dans l’un d’eux, de plus petit diamètre vers le bas. Appuyez sur la pointe chauffée d’un fer à souder dans l’insert fileté tout en appliquant une pression nominale pour déplacer l’insert vers le bas. Arrêtez-vous lorsque la face supérieure de l’insert est à environ un millimètre au-dessus de la face intérieure de la chambre supérieure.Pendant que le plastique est encore chaud, utilisez le bord d’un bord droit pour appuyer légèrement sur l’insert afin qu’il affleure la face de la chambre. Laissez refroidir le plastique pendant une minute, puis ajoutez un deuxième insert. Ensuite, placez la bague de retenue sur l’insert pour vous assurer que les trous sont alignés.Suivez les mêmes étapes pour installer les inserts dans les trous restants. Une fois les inserts en place, placez le joint torique dans la rainure circulaire sur la face de la chambre et enfoncez-le. Ensuite, procurez-vous l’appareil organique.Dans ce cas, une diode de six pixels. Pour le test, placez le dispositif organique sur le joint torique. Ensuite, alignez les trous des anneaux de retenue avec les inserts métalliques dans la chambre supérieure.Utilisez des vis pour fixer les deux ensemble et appuyez l’appareil contre le joint torique. Voici un exemple de chambre supérieure avec un dispositif et une bague de retenue en place. Le joint torique doit s’insérer complètement à l’intérieur de la rainure, exempt de particules de bersa, et doit être comprimé entre 15 et 25 % de sa section transversale pour une étanchéité adéquate.Ne fissurez pas l’échantillon lorsque vous serrez les vis. Une fois terminé, laissez la chambre supérieure assemblée dans une boîte à gants pendant au moins 24 heures. Avec l’ensemble de la chambre supérieure dans la boîte à gants, passez au travail avec la chambre inférieure.La chambre inférieure comporte des trous pour les broches de contact nécessaires aux mesures de tension actuelle. Fabriquez chaque goupille de contact avec une goupille pogo et une coupelle à souder. Insérez six à sept millimètres de l’extrémité étroite de la broche pogo dans la coupelle de soudure.Utilisez des mains aidantes pour soutenir les parties de la goupille de contact horizontalement. Touchez une pointe de fer à souder chauffée sur la zone de connexion entre la goupille et la tasse. Appuyez sur la soudure dans la zone de connexion et continuez à chauffer la zone jusqu’à ce que la soudure fonde.Une fois cela fait, une fine couche lisse de soudure doit couvrir la zone entre les deux parties tout autour. La soudure doit être placée à l’extérieur de la broche, car la soudure de l’intérieur rendra la broche inutilisable. Assurez-vous toujours de vérifier la connexion électrique à travers la goupille et la coupelle avant et après le montage sur la chambre.Faites glisser la goupille de contact terminée dans l’un des trous de la face extérieure de la chambre inférieure. Arrêtez-vous lorsqu’environ 2,2 centimètres de la coupelle de soudure s’étendent de la face extérieure. Utilisez de l’époxy adapté aux applications sous vide et appliquez-le autour de la goupille et du trou de contact pour empêcher l’entrée d’air.Appliquez l’époxy autour du trou, à l’intérieur et à l’extérieur. Idéalement, laissez l’époxy durcir pendant 24 heures à 25 degrés Celsius avant de répéter les étapes pour chaque broche de contact. Pour chacune des broches, assurez-vous que la résine est blanche.Il doit être solide lorsqu’il est pressé. Ajoutez des fils aux broches de contact nécessaires pour le connecter à la carte de mesure. À ce stade, placez la chambre inférieure assemblée dans la boîte à gants avec la chambre supérieure et laissez-la pendant au moins 24 heures.Après 24 heures, retournez dans la boîte à gants pour l’assemblage final. Travaillez à l’intérieur de la boîte à gants et appliquez un joint de centrage KF50 sur la chambre inférieure. Ensuite, alignez les encoches dans les deux chambres.Ensuite, placez la chambre supérieure sur la chambre inférieure. Pour fixer les pièces, ouvrez une pince KF50 et placez-la sur le bord des deux chambres. Serrez l’écrou à oreilles autant que possible pour fixer le boulon.Laissez la chambre terminée dans la boîte à gants jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire. Ayez un ordinateur et tout autre équipement nécessaire à l’expérience prêt. Celui-ci comprend une unité de mesure de source et une carte de test à force d’insertion nulle.Connectez un câble BNC du canal un de la SMU à la carte de test. Connectez le SMU à l’ordinateur à l’aide d’un câble USB. Connectez également l’alimentation électrique à la SMU.Configurez le logiciel informatique pour la mesure. Sur le SMU, localisez le commutateur de plage étiqueté deux et basculez-le sur la position marche. Maintenant, apportez la chambre entièrement assemblée de la boîte à gants.Connectez les broches de contact des chambres à la carte de test. Faites la mise au point sur un pixel et mettez la broche de la cathode à la terre. Basculez la goupille d’anode sur BNC.Assurez-vous que les autres pixels sont éteints. Exécutez le logiciel pour effectuer les mesures. Sur ce graphique, en bleu clair, se trouve la courbe de tension de densité de courant d’un dispositif photovoltaïque organique standard à l’intérieur de la chambre sans éclairage.La courbe bleu foncé est pour le même appareil encapsulée avec une lame de microscope sur la zone active et scellée avec de l’époxy. Il s’agit des deux mêmes systèmes éclairés par une source lumineuse de laboratoire. Les graphiques montrent le comportement attendu des diodes.Lors de la tentative de cette procédure, il est important d’établir une bonne connexion électrique entre l’appareil et la chambre à l’aide de broches pogo, et entre la chambre et la carte de mesure à l’aide d’un câblage approprié ou d’un collier de support. En suivant cette procédure, il est possible de fabriquer une chambre adaptée aux tests à court terme si l’on prend soin d’éviter les fuites. Testez toujours les taux de transmission de la vapeur d’eau et de l’oxygène dans la chambre lors de l’utilisation de différents matériaux ou conceptions.Cette chambre environnementale imprimée en 3D offre une approche bon marché, polyvalente et personnalisable pour tester la dégradation des dispositifs. Les chercheurs peuvent rapidement et facilement apporter des modifications en fonction de leurs propres objectifs dans les tests d’appareils.

a-3d-printed-chamber-for-organic-optoelectronic-device-degradation

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Nous présentons deux procédés pour la microfabrication de puces polymère poreux pour la culture cellulaire en trois dimensions. Le premier est gaufrage à chaud combiné avec un processus de soudage à la vapeur de solvant. Le second utilise un procédé développé récemment microthermoforming combinée à la technologie d'ions piste menant à une simplification significative de la fabrication.

La microfabrication de Chip entreprises Échafaudages pour la culture cellulaire en trois dimensions

Cet article présente un protocole optimisé pour la production de puces microfluidiques et la mise en place d'expériences microfluidique pour mesurer la durée de vie et phénotypes cellulaires de cellules de levure unique.

L&#39;utilisation des dispositifs microfluidiques pour mesurer et cellulaire Lifespan dans Phenotypes simples cellules de levure de bourgeonnement

Les auteurs décrivent le processus de fabrication et les essais des thermomètres photoniques.

Fabrication et essai de thermomètres photoniques

Cette publication décrit la fabrication d’un dispositif d’orgue-on-chip avec électrodes intégrées pour la quantification directe de résistance électrique transendothéliale (TEER). Pour la validation, la barrière hémato - encéphalique a été imitée à l’intérieur de ce dispositif microfluidique et sa fonction de barrière a été suivie. Les méthodes présentées pour l’intégration de l’électrode et quantification directe de TEER sont généralement applicables.

Fabrication et Validation d’un système d’orgue-on-chip avec électrodes intégrées à quantifier directement transendothéliale résistance électrique

Un protocole pour la production de simples structurés organique des diodes électroluminescentes (OLED) est présenté.

Production et caractérisation du vide a déposé des Diodes électroluminescentes organiques

Nous présentons ici un protocole qui décrit la fabrication de canal extensible, double, orgue puce cell culture microfluidiques pour récapitulant les organes au niveau fonctionnalité in vitro.

Fabrication évolutive d’étirable, Dual Channel, puces microfluidiques orgue

Ce travail présente un capteur de mesure de contrainte composé d'un mécanisme d'amplification et d'un microscope polydiméthylsiloxane fabriqué à l'aide d'une imprimante 3D améliorée.

Production d'un dispositif de mesure des souches avec une imprimante 3D améliorée

Ici, nous présentons des protocoles pour analyser le remodelage des os dans une plate-forme de laboratoire sur puce. Un dispositif de chargement mécanique imprimé en 3D peut être jumelé à la plate-forme pour induire la mécanostransduction ostéocyte en déformant la matrice cellulaire. La plate-forme peut également être utilisée pour quantifier les résultats fonctionnels de remodelage des ostéoclastres et des ostéoblastes (résorption/formation).

Une plate-forme Lab-On-A-Chip pour stimuler la mécanotransduction ostéocyte et analyser les résultats fonctionnels du remodelage des os

Cet article décrit un protocole ainsi qu’une étude comparative de deux techniques de fabrication microfluidiques, à savoir la photolithographie/gravure humide/liaison thermique et l’gravure sélective induite par laser (SLE), qui conviennent aux conditions de haute pression. Ces techniques constituent des plates-formes habilitantes pour l’observation directe du flux de fluides dans les supports perméables de substitution et les systèmes fracturés dans des conditions de réservoir.

Techniques de fabrication microfluidiques pour l’essai à haute pression du transport supercritique de mousse de CO2 à micro-échelle dans les réservoirs non conventionnels fracturés

Ce manuscrit présente un dispositif d’éclairage innovant imprimé en 3D pour l’étude in vitro de la thérapie photodynamique médiée par Rose Bengal.

Développement d’un dispositif d’éclairage LED innovant pour l’application in vitro de la thérapie photodynamique avec Rose Bengal

Découvrez la conception d'une chambre environnementale imprimée en 3D pour caractériser les dispositifs optoélectroniques organiques sensibles à l'air. Cette méthode permet des ajustements rapides et économiques pour divers besoins expérimentaux.

Une chambre 3D-imprimés pour dispositif optoélectronique organique stable de dégradation

Explorer plus de vidéos