מאמר שיטה

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

DOI:

10.3791/57846

⸱

10 ביולי 2018

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

במאמר זה

סיכום

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

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).

תקציר

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

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.

מבוא

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

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 האוויר1 6, ,7. אלך להביא את האלונקה מעוקם יחול, יכול בקלות להיות נמשכה מטה מהקצה זרבובית המצע על ידי שדה חשמלי, כפי שמוצג באיור1. מניסקוס חרוט נוצר במהלך לטוס, לייצר זרם הדיו דק הרבה יותר גודל החרירים.

figure-introduction-1
איור 1: הדפסה EHD. האיור מציג את עקרון ההדפסה EHD סילון. דיו נדחף באמצעות לחץ ומשך באמצעות שדה חשמלי כדי ליצור של מניסקוס עם הבלטה של הצינור. לאחר מכן, הדיו טעונה יכול זינק בקלות המצע באמצעות בקר קבוצת מחשבים או מתח דופק. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

למרות שניתן להשתמש במדפסת יחידה EHD בשני מצבים שונים, שדה-electrospinning (NFES) ו ירידה לפי דרישה (משרד ההגנה) EHD סילון הדפסה, שיטות מימוש שונים באופן משמעותי במונחים של מערכת fluidic, ודיו מתח נהיגה1 , 2 , 3. לדוגמה,4,NFES5 משתמש דפוס יחסית גבוהה נטול צמיגות [יותר מ- 1,000 centipoises (cP)] כדי ליצור תבניות מיקרו-קו רציף עם הדפסה במהירות גבוהה עד 1 m/s. מצד שני, משרד ההגנה EHD סילון הדפסה6,7,8 שימושים דיו נמוך נטול צמיגות עם צמיגות בסביבות 10 cP להדפסת דוגמאות מורכבות מבוססות נקודה עם הדפסה נמוכה מהירות פחות מ- 10 מ מ/s.

מאז הדרישה עבור כל מצב שונה באופן משמעותי, זה יכול להיות מאתגר לחוקרים לא מנוסים להשיג את התוצאות הרצויות. "הידע" אמפירי עשוי להיות חשוב בתרגול. כדי לסייע לחוקרים תתרגל שיטות הדפסה, נציג EHD הדפסה פרוטוקולים עבור בסדר המתבנת מוליכי חשמל באמצעות דיו nanoparticle Ag. עם זאת, הוספנו הערות לפרוטוקולים כך הם אינם מוגבלים המתבנת מוליכי חשמל באמצעות דיו nanoparticle Ag. לבסוף, הדפסה והכנת הנחיות מוצגים במקטע דיון.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

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

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 עם מהירות של-18 מ"מ/s.
      שימו לב: הפרמטרים עבור פולר תרמית צריכה שונים לפי מזהה זרבובית היעד ותנאי הסביבה.
    3. מפעילים את פולר תרמי עם הפרמטרים set כדי להחיל החום במרכז נימי ולמשוך בשני מקצוותיו כדי להפוך זרבובית בעל המזהה 5 מיקרומטר.
      הערה: לקבוע את גודלו של מזהה זרבובית בהתבסס על גודל נקודה היעד על המצע. לעיון, המזהה זרבובית של 5 מיקרומטר יכול להדפיס מיקרומטר בגודל 5 נקודות.
    4. להתאים את אורך הצינור זכוכית על ידי חיתוך זכוכית זרבובית ויה לחיתוך זכוכית.
  3. להרכיב הזרבובית בעל זרבובית, המחבר, אשר מחוברים מאגר דיו באמצעות צינורות טפלון (PTFE).
  4. מפעילים לחץ אוויר לספק דיו אל קצה הזרבובית.
    1. להפעיל את בקר לחץ אויר והפעילו לחץ אוויר של 15 ~ 20 kPa למאגר דיו כדי לספק דיו אל קצה הזרבובית. לפקח על זרימת דיו דרך החרירים זכוכית שקופה אבובים על מנת להבטיח כי אין אוויר הוא לכוד בתוך הצינור, הצינור, כאשר אספקת הדיו. תמשיכי לשים לחץ האוויר למאגר המים דיו דיו להופעת בקצה הצינור.
      הערה: מקטין את הלחץ לפני שהדיו מופיע בקצה הצינור כי זה יכול לגרום מלכודת בועות אוויר בקצה הצינור.
    2. להפחית את הלחץ ל kPa בסביבות 12 לשמור את מניסקוס מעוקם ללא שדיו נוטפים קצה הזרבובית.
      הערה: לחץ האוויר הנכון תלויה זרבובית צמיגות גודל ודיו. לא להגדיל את לחץ האוויר כדי kPa יותר מ-30 כדי למנוע דחיסת אוויר, אשר אינה רצויה לשמירה על מניסקוס במצב יציב.
  5. לתקן את הראש זרבובית שהורכב מערכת ההדפסה.
  6. מניחים את מצע זכוכית על הצ'אק ואקום של בעל המצע והפעל את משאבת ואקום כדי להחזיק את המצע.
  7. להזיז את הבמה ציר z כדי להתאים את המרחק להתנתק (H) — הפער בין קצה הזרבובית ואת המיקום המצע — כ-100 מיקרומטר להשתמש בתמונה הצדדית שרכשה את. מצלמת המעקב כדי להעריך את המרחק להתנתק באמצעות המרחק עצה הזרבובית על השתקפות שלו, כפי שמוצג באיור2.
    הערה: המרחק קטן יותר להתנתק מוביל שדה חשמלי גבוה יותר, אשר יכול להקל הדפסה עם מתח DC ודופק נמוך בשביל לטוס. עם זאת, מרחק להתנתק נמוך עלול להוביל טיפות גדולות יותר. לכן, סדר הגודל של מתח כדאי ויקטן בהתאם כדי לקבל את הגודל הרצוי נקודה. באופן כללי, השימוש של מתח נמוך מומלץ להשיג קטן יותר מודפס נקודות עם פחות ריסוס. עם זאת, פעולת זהיר נדרש אם המרחק להתנתק הופך להיות פחות מ- 50 מיקרומטר, עקב הסיכוי גבוה יותר של זרבובית שבירה על ידי התנגשות עם המצע. בהתחשב היחס עסקאות חליפין בין היכולת לטוס, אמינות, אנו ממליצים על השימוש של מרחק להתנתק של 100 מיקרומטר.

figure-protocol-1
איור 2: להתנתק כוונון מרחק באמצעות תמונה מצלמה תצוגה בצד. התמונה זרבובית ממצלמה הצדדית יכול לשמש כדי להעריך את המרחק להתנתק. להתנתק המרחק (H) קצה הזרבובית המצע יכול להיות מוערך בקלות כמו חצי המרחק בין קצה הזרבובית אל הצל שלה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. החל מתח DC ודופק
    הערה: המתח DC והדופק יכול להיות נשלט באמצעות תוכנת הדפסה.
    1. . תגביר את המתח DC בהדרגה עד טיפות דיו מתוך קצה הזרבובית.
      הערה: בעת ובעונה אחת אינן חלות המתח היעד. המתח מצטבר צריך להיות פחות מ 100 וולט בכל פעם. בסך הכל, אינן חלות מתח DC של יותר מ 600 V.
    2. להפחית את מתח DC מעט שמראש מתח DC עד אין דיו נוספים נוטפים הזרבובית נצפית.
      הערה: לאחר ההתאמה של לחץ פנאומטי, מתח DC, אלך להביא את האלונקה צריך להיות בכושר המתאים בשביל לטוס כפי שמוצג S1 איור משלים.
    3. הגדר מתח שלילי דופק עם הפרמטרים של tעלייה = 0 ~ 100 µs, tלשכון = 300 µs, ו- tנופלים = 0 µs7 (איור 3) בתפריט התוכנה.
    4. להחיל את מתח שלילי הדופק אצל המחזיק המצע. לאחר מכן, להתאים את סדר הגודל של המתח הדופק, Vהדופק, כדי לייצר droplet אחד לכל יחיד הדופק מתח.
      הערה: סדר הגודל של המתח הדופק שלילי, Vהדופק, צריך להיות נמוך מ 600 V.
    5. להתאים את המתחים רקע ודופק את DC כדי להשיג את המטרה בגודל אגל על המצע תוך התבוננות על הנקודות סילון על המצע בתמונה לצד תצוגת המצלמה.
      הערה: על לייצר נקודות קטנות עם פחות ריסוס על המצע, סדר הגודל של המתח הדופק, Vהדופק, צריך להיות נמוך ככל האפשר.

figure-protocol-2
איור 3: דופק מתח עבור משרד ההגנה EHD לטוס. השימוש waveform טרפז מתח מומלץ לייצר EHD ההגנה לטוס7. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. דפוסי ההדפסה
    הערה: שני סוגים שונים של תבניות ניתן להשתמש עבור משרד ההגנה EHD הדפסה: מפת סיביות (CAD) ותמונה -מבוסס המידע הווקטורי. תמונת מפת סיביות כבר בשימוש נרחב במבוסס-משרד ההגנה מדפסת הזרקת דיו. עם זאת, במקרה של יישומי אלקטרוניקה המודפס, המידע הווקטורי המבוסס CAD יש יתרונות הזרקת דיו המבוסס על משרד ההגנה הדפסה, כי זה יעיל בהדפסה מבוססת על קו באמצעות ראש EHD יחיד. במקביל, ניתן להמיר את המידע הווקטורי לתוך תמונת bitmap עבור הדפסת תמונת bitmap.
    1. הדפסת תמונת מפת סיביות
      1. לטעון תמונת bitmap בכרטיסיה הדפסה של תוכנת הדפסה, להמיר אותו לתוך תמונה בינארית.
      2. להגדיר את הפרמטרים עבור הדפסת תמונה בינארי. למשל, לקבוע את מרווח טיפה (כלומר, המרחק בין 2 פיקסלים רציפים) 10 מיקרומטר.
        הערה: תמונת bitmap לא קיים את כל הממדים הפיזיים. הממדים הפיזיים של התמונה המודפסת יקושר למרווח טיפה. לדוגמה, התמונה המודפסת הופך גדול יותר אם נעשה שימוש מרווח טיפה גדול יותר. בהדפסה הזרקת דיו קונבנציונאלי, נקודות לאינץ ' (DPI) כבר בשימוש נפוץ למטרה זו. עם זאת, יצוין כי DPI קטנים יותר פירושו מרווח טיפה גדול יותר. על מנת לקבוע את מרווח טיפה, יש לשקול את גודל נקודה המודפס. באופן כללי, מרווח טיפה להדפסה EHD ההגנה הוא קטן משמעותית מזה של קונבנציונאלי מדפסת הזרקת דיו.
      3. להתחיל להדפיס באמצעות מפת הסיביות שנבחרו למיקום היעד במצע.
    2. וקטור הדפסה בהתבסס על מידע CAD
      1. לטעון את המידע CAD להדפסה.
        הערה: תבנית קובץ DXF, אשר מבוססת-טקסט מידע CAD, יכול לשמש עבור המידע ההדפסה.
      2. קבע את הפרמטרים עבור וקטור הדפסה; לדוגמה, להגדיר את מרווח טיפה מיקרומטר 3 ותדירות jetting ב-10 הרץ.
        הערה: כדי להדפיס את תבניות קו מחובר, המרווח טיפה צריך להיבחר כך adjacently שהופקדו טיפות מעט חופפים. עם זאת, יותר מדי חופפים עלול לגרום רוחב קו גדול יותר. חופפת של כ-30% מומלץ להדפסה בכל שורת מעשי. במקרה של וקטור הדפסה, מהירות תנועה (v) במשוואה הבאה.
        v = d × f
        כאן,
        d = מרווח הזמן טיפה, ו
        f = תדירות jetting.
      3. להדפיס את דפוסי טעון על המצע באמצעות פרמטרים ההדפסה שנקבע מראש, כגון את מרווח טיפה את מהירות ההדפסה, מתח, וכו '
        הערה: לאחר ההדפסה, תהליך מתיכות להדרש כדי להשיג את הרצוי מוליכות התבניות המודפסות, אשר מעבר להיקף של מאמר זה.

2. קו מוליך דק תכנים באמצעות שדה-Electrospinning

  1. ! דיו-שדה ליד electrospinning (NFES) להדפסת קו מוליך.
    1. מערבבים אתנול ומים (DI) יונים עם יחס נפח של 3 (אתנול) 1 (DI מים) כדי להכין ממס 1. לדוגמה, מערבבים 9 מ של אתנול, 3 מ"ל של די מים כדי ליצור 12 מ של הממס 1.
    2. לערבב 0.3 גרם של פולי (אתילן אוקסיד) (פאו, מ'wt = 400,000) ו- g 9.7 של הממס מוכן 1 כדי להפוך פתרון פולימר עם 3% wt של פאו מאת ערבוב, שימוש של פגים עבור יותר מ 6 שעות בטמפרטורת החדר (25 ° C).
    3. מיקס Ag ננו להדביק דיו, אשר צמיגות על 11,000 cP, והפתרון מוכן פולימר, עם יחס משקל של 5 (Ag ננו הדבק דיו) 1 (פתרון פולימר) באמצעות מערבל מערבולת 10 דקות כדי לקבל את הדיו NFES. לדוגמה, 10 גרם של Ag ננו להדביק דיו ו- 2 גר' פולימר הפתרון יכול להיות מעורב כדי להשיג את הדיו NFES.
      הערה: ב פרוטוקול זה, היחס של ערבוב החומרים הוא בדרך כלל יותר חשוב יותר מכמות החומרים הספציפיים. ננו Ag זמינים מסחרית להדביק דיו למטרות הדפסה המסך, אשר יש תוכן מוצק Ag כ 85.5% wt, יכול לשמש למטרה זו. שימו לב כי הבחירה של הממס, הפולימר יכולה שונה בהתבסס על הרכבו של הדיו המשמש.
  2. מילוי הדיו NFES מוכן במזרק.
  3. לחבר את המזרק עם זרבובית דרך הצינור המחבר.
    הערה: מחט מזרק זמינים מסחרית עם מזהה של 100 מיקרומטר יכול לשמש עבור הזרבובית.
  4. אספקת דיו הזרבובית על ידי דחיפת המזרק באופן ידני.
  5. התקן את המזרק המנוע מזרק, אשר מחוברת מערכת ההדפסה.
  6. מניחים את מצע על הצ'אק ואקום והפעל את משאבת ואקום כדי להחזיק את המצע במהלך ההדפסה.
  7. לשלוט על Z-המיקום (שלב) כדי להתאים את המרחק להתנתק.
    הערה: המרחק להתנתק המומלץ צריך להיות בסביבות 2 מ"מ, אשר באופן משמעותי המרחק קטן יותר להתנתק בהשוואה לזו שבוצעה עם electrospinning המקובלת.
  8. להתאים את קצב הזרימה
    1. מפעילים את משאבת מזרק מילוי הדיו NFES של מכלול זרבובית וליצור תזרים דיו עם שיעור זרימת הראשונית של µL 50/דקה, שהוא גבוה יותר מאשר קצב הזרימה היעד.
    2. להגדיר קצב זרימה היעד של µL 1/דקות כאשר הדיו יאזלו קצה הזרבובית.
      הערה: קצב זרימה קטן יכול לגרום הקטן את רוחב התבנית. עם זאת, זה עלול לגרום קו שבירה. העסקה בין את רוחב הקו ההמשך של הקו להתייחס כאשר נקבע קצב הזרימה היעד.
  9. החל מתח
    1. חבר את מקור מתח DC למחבר זרבובית וחבר את המתח הקרקע המחזיק המצע.
    2. . תגביר את המתח DC בהדרגה של 1.5 kV.
      הערה: כיוון המרחק להתנתק הוא בטווח של כמה מילימטרים, מתח DC יכול להיות מוגברת עד 2 kV, אשר גבוה יותר של משרד ההגנה EHD סילון הדפסה. עם זאת, מתח DC גבוה יותר מאשר 2 kV להימנע מאז זה עלולים לגרום נזק החומר פונקציונלי, במיוחד Ag הדבקת הדיו, נוספו הפתרון פולימר. באופן כללי, מתח DC נמוך מומלץ כאשר קו מודפס מדלל נדרשת. עם זאת, הקווים המודפס יכול בקלות לנתק בעת מתח נמוך, מכיוון שהכוח המושך להדפסה דיו רציפה קשורה מתח DC. בהתחשב החלופות, אנו ממליצים על השימוש של מתח DC הנע בין 1 kV 2 kV.
  10. להתחיל את הדפסת סרק עם מהירות הדפסה של 300 מ מ/s עבור יותר מ- 10 דקות לקבל זרם מצב יציב. להתאים את הפרמטרים ההדפסה כגון קצב זרימה של מתח חשמלי DC במהלך ההדפסה לא פעיל כדי להשיג את התוצאות הרצויות להדפסה.
    הערה: פעיל הדפסה של יותר מ 10 דקות נדרש לקבל זרם מצב יציב בגלל הדיו צמיגה ניתן לדחוס בתוך הצנרת ממושך בזמן הלידה דיו אל קצה הזרבובית. ללא הדפסה סרק, רוחב הקו המודפס עשויים להשתנות עם הזמן. מהירות ההדפסה במצב סרק, כך, יהיה זהה מהירות ההדפסה בפועל כך ניתן להתאים את הפרמטרים jetting במהלך ההדפסה. בדרך זו, המתח DC מותאמת במהלך ההדפסה לא פעיל כדי להשיג את רוחב שורת היעד. שים לב כי יש לאזן את קצב הזרימה ואת המתח DC, כך כמות הדיו דחף את משאבת מזרק יכול להיות שווה כמות הדיו הוריד על-ידי השדה החשמלי.
  11. בחר את התבנית ההדפסה, כגון תבניות רציפה קו ורשת.
    הערה: כיוון סיבים המיוצרים בקלות וניתנת להסטה ניתן להפקיד באופן אקראי בגלל הכוח סלידה תשלום הנוצר על ידי הקווים המודפס, מהירות ההדפסה צריך להיות גדול מ- 300 מ מ/s כדי ליישר את התבנית עם הכיוונים הדפסה, ו המרווח בין השורות המודפסות מומלץ להיות יותר מ-100 מיקרומטר כדי להדפיס את דפוסי פוסקי או קו.
  12. הדפס את התבנית שנבחרה על המצע באמצעות פרמטרים ההדפסה שנקבע מראש.
    הערה: תהליך מתיכות להדרש כדי להשיג את היעד פונקציות של התבניות המודפסות, אשר מעבר להיקף של מאמר זה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

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

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 ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

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

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...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

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

המחברים אין לחשוף.

תודות

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

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 .

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
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

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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 (1999).
  3. Lee, A., Jin, H., Dang, H. W., Choi, K. H., Ahn, K. H. Optimization of experimental parameters to determine the jetting regimes in electrohydrodynamic printing. Langmuir. 29 (44), 13630-13639 (2013).
  4. Sun, D., Chang, C., Li, S., Lin, L. Near-field electrospinning. Nano Letters. 6 (4), 839-842 (2006).
  5. Pan, C. -T., Tsai, K. -C., Wang, S. -Y., Yen, C. -K., Lin, Y. -L. Large-Area Piezoelectric PVDF Fibers Fabricated by Near-Field Electrospinning with Multi-Spinneret Structures. Micromachines. 8 (4), (2017).
  6. Mishra, S., Barton, K. L., Alleyne, A. G., Ferreira, P. M., Rogers, J. A. High-speed and drop-on-demand printing with a pulsed electrohydrodynamic jet. Journal of Micromechanics and Microengineering. 20 (9), (2010).
  7. Kwon, K. S., Lee, D. Y. Investigation of pulse voltage shape effects on electrohydrodynamic jets using a vision measurement technique. Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (6), (2013).
  8. Chen, C. H., Saville, D. A., Aksay, I. A. Scaling laws for pulsed electrohydrodynamic drop formation. Applied Physics Letters. 89, (2006).
  9. Sung, K., Lee, C. S. Factors influencing liquid breakup in electrohydrodynamic atomization. Journal of Applied Physics. 96 (7), 3956-3961 (2004).
  10. Kim, J. H., Oh, H. C., Kim, S. S. Electrohydrodynamic drop-on-demand patterning in pulsed cone-jet mode at various frequencies. Journal of Aerosol Science. 39 (9), 819-825 (2007).
  11. Phung, T. H., Kim, S., Kwon, K. S. A high speed electrohydrodynamic (EHD) jet printing method for line printing. Journal of Micromechanics and Microengineering. 27, (2017).
  12. Teo, W. E., Ramakrishna, S. A review on electrospinning design and nano fiber assemblies. Nanotechnology. 17, R89-R106 (2006).
  13. Tang, Y., et al. Highly relective nanofiber films based on electrospinning and their application on color uniformity and luminous efficacy. Optics Express. 25, 20598-20611 (2017).
  14. Huebner, G. Comparing inkjet with other printing processes and mainly screen printing. Handbook of Industrial Inkjet Printing - A Full System Approach. Zapka, W. 1, Wiley-VCH Pubs. 7-22 (2018).
  15. Li, M., et al. Electrospun protein fibers as matrices for tissue engineering. Biomaterials. 26, 5999-6008 (2005).
  16. Bhardwaj, N., Kundu, C. S. Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique. Biotechnology Advances. 28, 325-347 (2010).
  17. He, X., et al. Near-Field Electrospinning: Progress and Applications. The Journal of Physical Chemistry C. 121, 8663-8678 (2017).
  18. Yang, T. L., et al. Synthesis and fabrication of silver nanowires embedded in PVP fibers by near-field electrospinning process. Optical Materials. 39, 118-124 (2015).
  19. Chang, C., Limkrailassiri, K., Lin, L. Continuous near-field electrospinning for large area deposition of orderly nanofiber patterns. Applied Physics Letters. 93 (12), (2008).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים