Method Article

ברזולוציה גבוהה תכנים באמצעות שני מצבים של Electrohydrodynamic סילון: ירידה על הביקוש, שדה-Electrospinning

DOI:

10.3791/57846

⸱

July 10th, 2018

 ,  , 
1Department of Electronic Materials and Devices Engineering, Soonchunhyang University, 2Department of Mechanical Engineering, Soonchunhyang University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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).

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

  1. 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.
  2. לבצע זרבובית עבור משרד ההגנה EHD ההדפסה באמצעות של פולר תרמי.
    1. מקום זכוכית נימי [הקוטר הפנימי (ID) של 1 מ מ] פולר תרמי.
    2. להגדיר את הפרמטרים של פולר תרמית; לדוגמה, הטמפרטורה חימום בטווח של 580-590 ° C ומושך ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 .

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
מערכת הדפסה משולבת EHDPsolution Ltd., דרום קוריאהPS300
Harima Ag דיו ננו-חלקיקיםHarima Inc., יפןHarima NPS-JLAg תוכן מוצק: ~ 53 wt%, צמיגות: ~ 10 cP, מתח פנים: ~30 mN/m
נימי זכוכיתNarishige Scientific Instrument LabG-1קוטר פנימי: 1 מ"מ; משמש לייצור זרבובית להדפסת סילון DOD EHD באמצעות חולץ תרמי
חולץ תרמי זרבוביתSutter Instrument, ארה"בSutter P-1000
שקופיות מיקרוסקופ (זכוכית משנה)Paul-Marienfeld & Co.KG, גרמניה10 006 12ממד (L x W x T): 76 מ"מ x 26 מ"מ x 1 מ"מ
מערבל מגנטיBarnstead Thermolyne Corp., ארה"בCimarec SP131635
מערבולת מערבולת בוחשJeiotech, דרום קוריאהמעבדה נלווית VM-96T
Ag nanopaste NPK, דרום קוריאהES-R001Ag תכולה מוצקה: ~85.5 wt%, צמיגות: ~11000 cP
תחמוצת פולי אתילן (PEO)סיגמא-אולדריץ', ארה"ב372773-500 גרםMw = 400000
אתנולסיגמא-אולדריץ', ארה"ב459836-500 מ"ל

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Jaworek, A., Krupa, A. Classification of the modes of EHD spraying. Journal of Aerosol Science. 30 (93), 873-893 (19....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Electrohydrodynamic Jet PrintingDrop On DemandNear field ElectrospinningSilver Nanoparticle InkFluidic SystemHigh Voltage Power SupplyNozzle AssemblyPrinting ParametersVector PrintingRaster Printing

Related Articles