Name: Hoge resolutie elementen met behulp van twee modi van Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand en in de buurt van-veld Electrospinning (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 16 s
Description: Leer elektrohydrodynamische jetprinten voor hoogresolutie geleidende patronen met DOD- en NFES-modi. Deze methode maakt precieze patrooncreatie mogelijk voor gedrukte elektronica en biotechnologie.

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

playerTrialDesktop

Dit onderzoek werd ondersteund door de fundamentele wetenschap Research Program via de nationale onderzoek Stichting van Korea (NRF) van Korea, gefinancierd door het ministerie van onderwijs (2016R1D1A1B01006801), en slechts gedeeltelijk ondersteund door het Fonds voor het onderzoek van de Soonchunhyang Universiteit .

Behoeve van gezondheid en veiligheid, voorafgaand aan elke inkt gebruiken en schoonmaak oplossing, verwijzen naar het materiële veiligheid gegevensblad (MSDS).
1. drop-on-demand Electrohydrodynamic Jet afdrukken met zilveren Nanoparticle inkt
<ol><li>Vul de gefilterde zilveren nanoparticle (AgNP) inkt in het reservoir van de inkt van het afdruksysteem EHD. Opmerking: Verkrijgbare AgNP inkt kan worden gebruikt voor het doel van inkjet. De inkt moet een viscositeit van rond 10 cP en een oppervlaktespanning heeft van 20 ~ 40 mN/m te krijgen drop-on-demand jetting.</li>
	<li>Maak een mondstuk voor het DOD EHD drukken met behulp van een thermische trekker.<ol>
<li>Plaats een glazen capillaire [binnendiameter (ID) van 1 mm] in de thermische trekker.</li>
		<li>Instellen van de parameters van de thermische trekker; bijvoorbeeld, de temperatuur van de verwarming in de range van 580-590 ° C en het trekken van een snelheid van ongeveer 18 mm/s. Opmerking: De parameters voor de thermische trekker moeten verschillen naar gelang het doel mondstuk-ID en omgevingsomstandigheden.</li>
		<li>Werken de thermische trekker met het instellen van parameters toe te passen bij het midden van het capillair warmte en trek aan beide uiteinde te maken van een mondstuk met een ID van 5 µm. Opmerking: Bepaal de grootte van de ID van de straalpijp op basis van het doelformaat van de stip op de drager vervagen. Ter referentie, kan de ID van de nozzle van 5 µm 5 µm en middelgrote stippen afdrukken.</li>
		<li>De glazen mondstuk lengte aanpassen door snijden het glazen mondstuk via een glassnijder.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Monteer het mondstuk aan de houder van het mondstuk en de connector, die zijn verbonden met de inkt reservoir via de buis van de polytetrafluorethyleen (PTFE).</li>
	<li>Toepassing van de luchtdruk te leveren inkt naar het uiteinde van het mondstuk.<ol>
<li>Zet de luchtdruk controller en toepassen van de luchtdruk van 15 ~ 20 kPa naar het reservoir van de inkt te leveren inkt naar het uiteinde van het mondstuk. Toezicht op de stroom van de inkt door de transparante glazen mondstuk en buizen om ervoor te zorgen dat geen lucht is gevangen in de buis en de verstuiver bij de levering van de inkt. Houden toepassen van luchtdruk op het reservoir inkt totdat inkt aan het uiteinde van het mondstuk verschijnt. Opmerking: Niet de druk verminderen voordat de inkt aan het uiteinde van het mondstuk verschijnt omdat dat leiden lucht zeepbel entrapment aan het uiteinde van het mondstuk tot kan.</li>
		<li>De druk verminderen aan rond de 12 kPa naar de geëxtrudeerde meniscus te handhaven zonder alle inkt druipend van het uiteinde van het mondstuk. Opmerking: De juiste luchtdruk is afhankelijk van het mondstuk grootte en inkt viscositeit. De luchtdruk naar meer dan 30 kPa om te voorkomen dat buitensporige lucht compressie, wat ongewenst is voor de handhaving van de meniscus in een stabiele toestand niet verhogen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Corrigeer de geassembleerde mondstuk hoofd in het afdruksysteem.</li>
	<li>Plaatsen van een glazen substraat op de vacuüm chuck van de houder van het substraat en zet de vacuümpomp te houden van het substraat.</li>
	<li>Verplaatsen van het werkgebied van de z-as aan te passen van de stand-off afstand (H) — de kloof tussen het uiteinde van het mondstuk en de positie van het substraat — ongeveer 100 µm. het zijaanzicht beeld verkregen door de monitoring camera te gebruiken voor de raming van de stand-off afstand met behulp van de afstand van de mondstuk tip om haar reflectie, zoals weergegeven in Figuur 2. Opmerking: Een kleinere stand-off afstand leidt tot een hoger elektrisch veld, die zou kunnen afdrukken met een lagere DC en puls spanning voor de jetting vergemakkelijken. Echter kan een lagere stand-off afstand leiden tot grotere druppels. Dus, de omvang van de spanningen moet dienovereenkomstig verlaagd om te verkrijgen van de gewenste puntgrootte. In het algemeen, wordt het gebruik van een lagere spanning aanbevolen voor kleinere gedrukte stippen met minder sproeien. Echter, een zorgvuldige bewerking is vereist als de stand-off afstand minder dan 50 µm, als gevolg van de hogere kans op mondstuk breuk door botsing met het substraat wordt. Gezien de trade-off relatie tussen jetting capaciteit en betrouwbaarheid raden we het gebruik van een stand-off afstand van 100 µm.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig2.jpg"> Figuur 2: Stand-off afstand aanpassing met behulp van kant weergave camera beeld. Het beeld van de spuitmond van een zijaanzicht camera kan worden gebruikt om te schatten van de stand-off afstand. De stand-off afstand (H) van het uiteinde van het mondstuk tot het substraat kan gemakkelijk worden geschat als halve de afstand van het uiteinde van het mondstuk tot zijn schaduw. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57846/57846fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<ol start="8"><li>
Toepassing DC en pulsstand spanningen Opmerking: De DC en pulsstand spanningen kunnen worden gecontroleerd via de afdrukken software.<ol>
<li>De DC spanning geleidelijk verhogen tot de druppels inkt uit het uiteinde van het mondstuk. Opmerking: Niet van toepassing de spanning doel tegelijk. De incrementele spanning moet minder dan 100 V op een moment. Over het algemeen niet een DC-spanning van meer dan 600 V van toepassing.</li>
		<li>Verklein de DC spanning iets vanaf het begin DC spanning tot geen verdere inkt druipend van het mondstuk wordt waargenomen. Opmerking: Na de aanpassing van de pneumatische druk en gelijkspanning, de meniscus moet in een passende vorm jetting zoals in Aanvullende figuur S1.</li>
		<li>Instellen van een negatieve puls spanning met de parameters van topkomst = 0 ~ 100 µs, twonen = 300 µs en tvallen = 0 µs7 (Figuur 3) in het softwaremenu.</li>
		<li>Toepassing van de negatieve puls spanning aan de houder van het substraat. Vervolgens aangepast, de omvang van de puls spanning, Vpuls, voor de productie van één druppel per één puls spanning. Opmerking: De omvang van de negatieve puls spanning, Vpuls, moet lager zijn dan 600 V.</li>
		<li>De DC achtergrond en pulsstand spanningen om te verkrijgen van het doelformaat van de druppel op het substraat met inachtneming van de jetted stippen op de drager vervagen in de side view camera-beeld aanpassen. Opmerking: Voor de productie van kleine puntjes met minder sproeien op de drager vervagen, de omvang van de puls spanning, Vpuls, moet zo laag mogelijk.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig3.jpg"> Figuur 3: Pulse spanning voor DOD EHD jetting. Het gebruik van trapezium golfvorm spanning wordt aanbevolen om het produceren van DOD EHD jetting7. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57846/57846fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<ol start="9"><li>
Afdrukken van patronen Opmerking: Twee verschillende soorten patronen kunnen worden gebruikt voor het DOD EHD afdrukken: bitmap afbeelding en (CAD)-op basis van informatie van de vector. Bitmapafbeelding wijd gebruikt in DOD gebaseerde inkjet afdrukken. Echter, in het geval van gedrukte elektronica toepassingen, CAD gebaseerde vector informatie heeft voordelen ten opzichte van DOD gebaseerde inkjet printing, omdat deze efficiënte in regel gebaseerde afdrukken met behulp van een enkele EHD hoofd. Op hetzelfde moment, kan de vector informatie worden omgezet in een bitmapafbeelding voor bitmap afbeelding afdrukken.<ol>
<li>
Bitmap afbeelding afdrukken
		<ol>
<li>Een bitmapafbeelding in het afdrukken tabblad van de afdrukken software laden en omzetten in een binaire afbeelding.</li>
			<li>De parameters voor de binaire image afdrukken instellen. Bijvoorbeeld, stel het interval van de daling (dat wil zeggen, de afstand tussen 2 opeenvolgende pixels) op 10 µm. Opmerking: De bitmapafbeelding beschikt niet over een fysieke afmetingen. De fysieke afmetingen van de afgedrukte afbeelding zal worden gerelateerd aan de drop-interval. Bijvoorbeeld, wordt de afgedrukte afbeelding groter als een grotere daling interval wordt gebruikt. In conventionele inkjet printing, is dot per inch (DPI) vaak gebruikt voor dit doel. Echter, opgemerkt moet worden dat een kleinere DPI een grotere daling-interval betekent. Om te bepalen van de daling-interval, moet de afgedrukte puntgrootte worden beschouwd. In het algemeen, is de drop-interval voor EHD DOD afdrukken aanzienlijk kleiner dan die van conventionele inkjet afdrukken.</li>
			<li>Af te drukken met behulp van de geselecteerde bitmap op de doellocatie in het substraat.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Vectorafdrukken op basis van CAD-gegevens
		<ol>
<li>Laden van de CAD-gegevens voor afdrukken. Opmerking: De bestandsindeling DXF, oftewel tekst gebaseerde CAD informatie, kan worden gebruikt voor de afdrukgegevens.</li>
			<li>De parameters voor vectorafdrukken; bijvoorbeeld, stel het interval van de druppel op 3 µm en de jetting frequentie 10 Hz. Opmerking: Als u wilt afdrukken van de aangesloten lijnpatronen, de drop-interval moet zodanig worden gekozen dat adjacently gestort druppels enigszins overlappen. Teveel overlappende kan echter resulteren in een grotere lijndikte. Een samenloop van ongeveer 30% wordt aanbevolen voor alle praktische lijn afdrukken. In het geval van vector afdrukken, de beweging snelheid (v) de volgende vergelijking. v = d × f Hier, d = de daling interval, en f = de jetting frequentie.</li>
			<li>Afdrukken van de geladen patronen op het substraat met behulp van vooraf bepaalde afdrukparameters, zoals de druppel-interval, de afdruksnelheid, spanning, enz. Opmerking: Na het afdrukken een sinterproces kan verplicht zijn te verkrijgen van de gewenste geleidbaarheid van de gedrukte patronen, die buiten het bestek van dit document valt.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. fijne geleidende lijn patronen met behulp van in de buurt van-veld Electrospinning
<ol><li>In de buurt van veld electrospinning (NFES) inkt voor geleidende lijn afdrukken maken.<ol>
<li>Meng ethanol en gedeïoniseerd water (DI) met een volumeverhouding van 3 (ethanol) tot 1 (DI-water) voor te bereiden oplosmiddel 1. Bijvoorbeeld, meng 9 ml ethanol en 3 ml DI water zodat 12 ml oplosmiddel 1.</li>
		<li>Meng 0,3 g van poly (ethyleenoxide) (PEO, Mwt = 400.000) en 9.7 g van het voorbereide oplosmiddel 1 om een polymeeroplossing met 3 wt % van PEO door roeren, met een magneetroerder gedurende meer dan 6 uur bij kamertemperatuur (25 ° C).</li>
		<li>Mix Ag nano plakken inkt, die heeft een viscositeit van ongeveer 11.000 cP en de bereid polymeeroplossing, met een gewichtsverhouding van 5 (Ag nano plakken inkt) tot 1 (polymeeroplossing) met behulp van een vortex-mixer voor 10 min voor het verkrijgen van de inkt voor NFES. Bijvoorbeeld 10 g Ag nano plakken inkt en 2 g polymeeroplossing kan gemengd worden om te verkrijgen van de NFES-inkt. Opmerking: In dit protocol is de verhouding van de mengen materialen over het algemeen belangrijker dan het specifieke bedrag van de materialen. Verkrijgbare Ag nano plakken inkt voor het scherm drukken, die heeft Ag solide inhoud van ongeveer 85,5 wt %, kan worden gebruikt voor dit doel. Merk op dat de keuze van het oplosmiddel en het polymeer kan verschillen, afhankelijk van de samenstelling van de inkt die wordt gebruikt.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Vul de bereid NFES inkt in de spuit.</li>
	<li>Sluit de spuit met een mondstuk via de aansluitende buis. Opmerking: Een commercieel beschikbare spuit-naald met een ID van 100 µm kan worden gebruikt voor de verstuiver.</li>
	<li>Leveren de inkt naar de verstuiver door het handmatig indrukken van de spuit.</li>
	<li>Installeer de spuit in de spuit-motor, die is gekoppeld aan het afdruksysteem.</li>
	<li>Plaats een substraat op de vacuüm chuck en zet de vacuümpomp te houden van het substraat tijdens het afdrukken.</li>
	<li>De Z-positie (fase) als u wilt aanpassen van de stand-off afstand bepalen. Opmerking: De aanbevolen stand-off afstand moet rond 2 mm, dat een aanzienlijk kleinere stand-off afstand t.o.v. gebruikt met conventionele electrospinning is.</li>
	<li>
Aanpassen van het debiet
	<ol>
<li>Werken de spuitpomp om te vullen van de inkt van de NFES in de vergadering van het mondstuk en genereren van een stroom van de inkt met een initiële debiet van 50 µL/min, die hoger is dan het debiet van de doelgroep.</li>
		<li>Stel een debiet van de doelstelling van 1 µL/min wanneer de inkt uit het uiteinde van het mondstuk stroomt. Opmerking: Een kleiner debiet kan leiden tot een kleinere breedte van de patroon. Echter kan het lijn breuk. De trade-off tussen de lijndikte en de voortzetting van de lijn moet worden beschouwd wanneer het debiet van de doelgroep wordt bepaald.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Toepassen van spanning
	<ol>
<li>Sluit de DC spanningsbron aan de nozzle-connector en de spanning van de grond aan de houder van het substraat.</li>
		<li>Verhogen van de DC-spanning geleidelijk aan 1,5 kV. Opmerking: Aangezien de stand-off afstand in het bereik van een paar millimeter is, de DC-spanning kan verhoogd worden tot 2 kV, die hoger is dan dat van DOD EHD afdrukken Jet. Echter een gelijkspanning hoger dan 2 kV moet vermeden worden omdat het de functioneel materiaal kan beschadigen, met name Ag plakken inkt, toegevoegd aan de polymeeroplossing. In het algemeen is een lagere DC spanning aanbevolen wanneer een dunner gedrukte regel vereist is. Echter, de afgedrukte lijnen kunnen gemakkelijk verbreken wanneer een lage spanning wordt gebruikt, omdat de trekken kracht voor continue inkt afdrukken is gerelateerd aan de gelijkspanning. Gezien de trade-offs, raden we het gebruik van een DC-spanning, variërend van 1 kV tot 2 kV.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Beginnen met de stationair afdrukken met een afdruksnelheid van 300 mm/s voor meer dan 10 min te verkrijgen van een steady-state-stroom. Pas de afdrukparameters zoals de DC spanning en stroom tarief tijdens het stationair afdrukken te verkrijgen van de gewenste afdrukresultaten. Opmerking: Idle afdrukken van meer dan 10 min is vereist voor het verkrijgen van een steady-state-stroom, omdat de viskeuze inkt kan worden gecomprimeerd in de lange slang tijdens de levering van de inkt aan het uiteinde van het mondstuk. Zonder inactief afdrukken, kan de breedte van de afgedrukte veranderen met de tijd. De inactieve afdruksnelheid, dus moet hetzelfde zijn als de werkelijke afdruksnelheid zodat de jetting parameters worden tijdens het afdrukken aangepast kunnen. Op deze manier wordt de gelijkspanning aangepast tijdens het stationair afdrukken te verkrijgen van de lijndikte van de doelgroep. Noteer dat het debiet en de DC spanning moeten worden afgewogen, zodat de hoeveelheid inkt geduwd door de spuitpomp gelijk is aan de hoeveelheid inkt afgebroken door het elektrische veld kunnen.</li>
	<li>Kies het afdrukken patroon, zoals een continue lijn en raster patronen. Opmerking: Aangezien de geproduceerde vezel kan gemakkelijk worden afgebogen en kan willekeurig worden gedeponeerd vanwege de lading repulsion kracht gegenereerd door de afgedrukte lijnen, de afdruksnelheid moet groter zijn dan 300 mm/s om uit te lijnen op het patroon met de afdrukken richtingen, en de afstand tussen de afgedrukte regels wordt aanbevolen om meer dan 100 µm worden om te kunnen afdrukken van de harnas of lijn patronen.</li>
	<li>Print het geselecteerde patroon op het substraat met behulp van vooraf bepaalde afdrukparameters. Opmerking: Een sinterproces kan verplicht zijn te verkrijgen van de functionaliteiten van de doelstelling van de gedrukte patronen, die buiten het bestek van dit document valt.</li>
</ol>

<ol><li>Onses, M. S., Sutanto, E., Ferreira, P. M., Alleyne, A. G., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms%2C+Capabilities%2C+and+Applications+of+High-Resolution+Electrohydrodynamic+Jet+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Mechanisms, Capabilities, and Applications of High-Resolution Electrohydrodynamic Jet Printing.</a> Small. 11 (34), 4237-4266 (2015).</li>
<li>Jaworek, A., Krupa, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021850298007873">Classification of the modes of EHD spraying.</a> Journal of Aerosol Science. 30 (93), 873-893 (1999).</li>
<li>Lee, A., Jin, H., Dang, H. W., Choi, K. H., Ahn, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+experimental+parameters+to+determine+the+jetting+regimes+in+electrohydrodynamic+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Optimization of experimental parameters to determine the jetting regimes in electrohydrodynamic printing.</a> Langmuir. 29 (44), 13630-13639 (2013).</li>
<li>Sun, D., Chang, C., Li, S., Lin, L. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl0602701">Near-field electrospinning.</a> Nano Letters. 6 (4), 839-842 (2006).</li>
<li>Pan, C. -T., Tsai, K. -C., Wang, S. -Y., Yen, C. -K., Lin, Y. -L. <a target="_blank" href="http://www.mdpi.com/2072-666X/8/4/97">Large-Area Piezoelectric PVDF Fibers Fabricated by Near-Field Electrospinning with Multi-Spinneret Structures.</a> Micromachines. 8 (4), (2017).</li>
<li>Mishra, S., Barton, K. L., Alleyne, A. G., Ferreira, P. M., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/20/9/095026/meta">High-speed and drop-on-demand printing with a pulsed electrohydrodynamic jet.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20 (9), (2010).</li>
<li>Kwon, K. S., Lee, D. Y. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/2013JMiMi..23f5018K">Investigation of pulse voltage shape effects on electrohydrodynamic jets using a vision measurement technique.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (6), (2013).</li>
<li>Chen, C. H., Saville, D. A., Aksay, I. A. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2356891">Scaling laws for pulsed electrohydrodynamic drop formation.</a> Applied Physics Letters. 89, (2006).</li>
<li>Sung, K., Lee, C. S. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.1790062">Factors influencing liquid breakup in electrohydrodynamic atomization.</a> Journal of Applied Physics. 96 (7), 3956-3961 (2004).</li>
<li>Kim, J. H., Oh, H. C., Kim, S. S. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021850208000979">Electrohydrodynamic drop-on-demand patterning in pulsed cone-jet mode at various frequencies.</a> Journal of Aerosol Science. 39 (9), 819-825 (2007).</li>
<li>Phung, T. H., Kim, S., Kwon, K. S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6439/aa7c6b/meta">A high speed electrohydrodynamic (EHD) jet printing method for line printing.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 27, (2017).</li>
<li>Teo, W. E., Ramakrishna, S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-4484/17/14/R01/meta">A review on electrospinning design and nano fiber assemblies.</a> Nanotechnology. 17, R89-R106 (2006).</li>
<li>Tang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+relective+nanofiber+films+based+on+electrospinning+and+their+application+on+color+uniformity+and+luminous+efficacy%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Highly relective nanofiber films based on electrospinning and their application on color uniformity and luminous efficacy.</a> Optics Express. 25, 20598-20611 (2017).</li>
<li>Huebner, G. Comparing inkjet with other printing processes and mainly screen printing. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHuebner%2C+G+%22Handbook+of+Industrial+Inkjet+Printing+-+A+Full+System+Approach%22">Handbook of Industrial Inkjet Printing - A Full System Approach</a>. Zapka, W. 1, Wiley-VCH Pubs. 7-22 (2018).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+protein+fibers+as+matrices+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrospun protein fibers as matrices for tissue engineering.</a> Biomaterials. 26, 5999-6008 (2005).</li>
<li>Bhardwaj, N., Kundu, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning%3A+A+fascinating+fiber+fabrication+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+Advances%22%5BJournal%5D)">Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique.</a> Biotechnology Advances. 28, 325-347 (2010).</li>
<li>He, X., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.6b12783">Near-Field Electrospinning: Progress and Applications.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 121, 8663-8678 (2017).</li>
<li>Yang, T. L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925346714005345">Synthesis and fabrication of silver nanowires embedded in PVP fibers by near-field electrospinning process.</a> Optical Materials. 39, 118-124 (2015).</li>
<li>Chang, C., Limkrailassiri, K., Lin, L. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2975834">Continuous near-field electrospinning for large area deposition of orderly nanofiber patterns.</a> Applied Physics Letters. 93 (12), (2008).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In dit protocol, richten we ons op het afdrukken van fijne patronen met AgNP inkt met twee modi: DOD EHD afdrukken en NFES. De EHD-jet afdrukken van de toepassing is echter niet beperkt tot de geleidende inkt met behulp van AgNP. Hier bespreken we de algemene richtsnoeren voor de selectie van inkt, de configuratie van het systeem en andere afdrukparameters moest EHD jet afdrukken voor diverse toepassingen, boete-patroon gebruiken.
De eerste en belangrijkste stap voor EHD afdrukken is inktselec...

EHD jet afdrukken wijd gebruikt in verschillende gebieden, zoals de gedrukte elektronica, biotechnologie en geavanceerde materiële toepassingen, omdat het in staat hoge resolutie en lage kosten direct patronen1is. De afgedrukte lijndikte of gedrukte puntgrootte kan worden teruggebracht tot 1 µm, die is aanzienlijk kleiner dan die van conventionele piezo gebaseerde inkjet afdrukken1.
EHD afdrukken in is een klein deel van de inkt (of meniscus) verdrongen van het uiteinde van het mondstuk en onderhouden door het beheersen van de stroom tarief1,2,3,4,5 of de positieve luchtdruk1 ,6,7. De geëxtrudeerde meniscus is opgeladen en kan gemakkelijk worden gesloopt vanaf het uiteinde van het mondstuk aan de ondergrond door een elektrisch veld, zoals aangegeven in Figuur 1. De conische meniscus wordt gevormd tijdens de jetting, produceren een veel dunner beeldscherm mogelijk dan de grootte van het mondstuk inkt-stream.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig1.jpg"> Figuur 1: EHD afdrukken. De figuur toont het subsidiariteitsbeginsel EHD jet afdrukken. Inkt via druk wordt geduwd en getrokken via een elektrisch veld om te vormen van een geëxtrudeerde meniscus van de verstuiver. Vervolgens kan de geladen inkt eenvoudig worden jetted aan het substraat via een DC of puls spanning. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57846/57846fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
Hoewel een enkele EHD printer kan worden gebruikt voor de twee verschillende modi, in de buurt van veld electrospinning (NFES) en drop-on-demand (DOD) EHD jet afdrukken, verschillen de realisatie methoden aanzienlijk in termen van ink, fluidic systeem en drijvende spanning1 , 2 , 3. NFES4,5 gebruikt bijvoorbeeld een relatief hoge-visceuze inkt [meer dan 1.000 centipoises (cP)] om te vormen van continue micro-lijnpatronen met hoge snelheid afdrukken tot 1 m/s. Aan de andere kant, DOD EHD jet afdrukken van6,7,8 gebruik laag-visceuse inkt met een viscositeit van rond 10 cP dot gebaseerde complexe patronen met een laag afdrukken afdrukken snelheid minder dan 10 mm/s.
Aangezien de vereiste voor elke toestand aanzienlijk verschilt, kan het zijn uitdagend voor onervaren onderzoekers om de gewenste resultaten te bereiken. De empirische "knowhow" misschien wel belangrijk in de praktijk. Om te wennen aan onderzoekers helpen de afdrukmethoden, presenteren we EHD protocollen voor fijne geleidende patronen met Ag nanoparticle inkt afdrukken. Echter we opmerkingen toegevoegd aan de protocollen zodat ze zijn niet beperkt tot een geleidende patronen Ag nanoparticle inkt gebruiken. Ten slotte, afdrukken en voorbereiding richtsnoeren worden gepresenteerd in de sectie discussie.

<table><tbody><tr><td>EHD geïntegreerd printsysteem</td><td>Psolution Ltd., Zuid-Korea</td><td>PS300</td><td></td></tr><tr><td>Harima Ag Nanoparticle inkt</td><td>Harima Inc., Japan</td><td>Harima NPS-JL</td><td>Ag vast gehalte: ~ 53 wt%, Viscositeit: ~10 cP, Oppervlaktespanning: ~30 mN/m</td></tr><tr><td>Glas capillair</td><td>Narishige Scientific Instrument Lab</td><td>G-1</td><td>Binnendiameter: 1 mm; Gebruikt om mondstuk voor DOD EHD jet printen met behulp van thermische puller</td></tr><tr><td>Mondstuk thermische puller</td><td>Sutter Instrument, USA</td><td>Sutter P-1000</td><td></td></tr><tr><td>Microscoopglazen (Glas substraat)</td><td>Paul-Marienfeld &amp; Co.KG, Duitsland</td><td>10 006 12</td><td>Afmeting (L x B x D): 76 mm x 26 mm x 1 mm</td></tr><tr><td>Magneetslinger</td><td>Barnstead Thermolyne Corp., USA</td><td>Cimarec SP131635</td><td></td></tr><tr><td>Vortex roerder</td><td>Jeiotech, Zuid-Korea</td><td>Lab Companion VM-96T</td><td></td></tr><tr><td>Ag nanopaste&nbsp;</td><td>NPK, Zuid-Korea</td><td>ES-R001</td><td>Ag vast gehalte: ~85.5 wt%, Viscositeit: ~11000 cP</td></tr><tr><td>Poly ethyleenoxide (PEO)</td><td>Sigma-Aldrich, USA</td><td>372773-500G</td><td>Mw = 400000</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich, USA</td><td>459836-500ML</td><td></td></tr></tbody></table>

hoge resolutie elementen met behulp van twee modi van electrohydrodynamic jet: drop on demand en in de buurt van-veld electrospinning

High-resolution Patterning Using Two Modes of Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand and Near-field Electrospinning

Electrohydrodynamic (EHD) jet afdrukken heeft gewezen in diverse velden omdat het kan worden gebruikt als een instrument met een hoge resolutie en goedkope directe patronen. EHD afdrukken wordt een fluidic leverancier gebruikt om de geëxtrudeerde meniscus door het indrukken van de inkt uit het uiteinde van het mondstuk. Het elektrisch veld wordt vervolgens gebruikt om te trekken van de meniscus tot het substraat voor de productie van hoge-resolutie patronen. Twee modi van EHD afdrukken zijn gebruikt voor fijne patronen: continu in de buurt van veld electrospinning (NFES) en stip gebaseerde drop-on-demand (DOD) EHD afdrukken. Volgens de modus, zal de voorschriften voor de afdrukken apparatuur en inkt viscositeit verschillen. Hoewel de twee verschillende modi kunnen worden uitgevoerd met één EHD printer, verschillen de realisatie methoden aanzienlijk in termen van ink, fluidic systeem en drijvende spanning. Bijgevolg zonder een goed begrip van de jetting vereisten en beperkingen is het moeilijk om de gewenste resultaten te verkrijgen. Het doel van deze paper is te presenteren van een richtsnoer, zodat onervaren onderzoekers kunnen het verminderen van de inspanningen van de vallen en opstaan om de EHD jet gebruiken voor hun specifieke onderzoeks- en ontwikkelingsdoeleinden. Om aan te tonen de fine-patronen-uitvoering, gebruiken we Ag nanoparticle inkt voor de geleidende patronen in het protocol. Daarnaast presenteren we ook de veralgemeende afdrukken richtsnoeren die kunnen worden gebruikt voor andere soorten inkt voor diverse toepassingen, boete-patronen.

Stip-gebaseerde drop-on-demand afdrukken: DOD afdrukken is gebaseerd op één druppel jetting per één jetting trigger. Voor de productie van DOD jetting, laag-visceuse inkt met een viscositeit van ongeveer 10 moet cP worden gebruikt. De eis van de inkt voor EHD DOD afdrukken is vergelijkbaar met die van de conventionele DOD inkjet, zoals welke afdrukmethode EHD met die van de conventionele DOD inkjet. In het geval van conventionele inkjet printing, de Druktechniek raster...

Hier presenteren we een protocol voor de productie van hoge-resolutie geleidende patronen, gemaakt van electrohydrodynamic (EHD) jet afdrukken. Het protocol bevat twee modi van EHD jet afdrukken: het continu in de buurt van-veld-electrospinning (NFES) en de dot-gebaseerde drop-on-demand (DOD) EHD afdrukken.

Hoge resolutie elementen met behulp van twee modi van Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand en in de buurt van-veld Electrospinning

Electrohydrodynamic (EHD) jet printing has drawn attention in various fields because it can be used as a high-resolution and low-cost direct patterning ...

Electrohydrodynamische jetprinting is een contactloze, directe patroonmethode die in verschillende gebieden kan worden gebruikt, zoals bedrukte elektronica, geavanceerde materialen, biotechnologie, enzovoort. De elektrohydrodynamische jetprinting-methode gebruikt een hoog elektrisch veld om geladen inkt naar het substraat te trekken. Voor dit doel wordt een vloeistofsysteem gebruikt om inkt naar de spuitmond te duwen en een hoogspanningsvoeding wordt gebruikt om het elektrische veld te produceren.Het grote voordeel van deze techniek is dat het kan worden gebruikt om zeer kleine stippen of patronen af te drukken, in vergelijking met conventionele inkjetprintmethoden. Op basis van de elektrische en vloeistofconfiguraties kunnen drie verschillende modi van druppel-op-aanvraagprinten, elektrospinnen en elektrospray worden geïmplementeerd. Voor fijn patroonwerk zullen we ons concentreren op DOD en near-field elektrospinnen.DOD gebruikt zowel DC-spanning als pulsspanning voor spuiten, terwijl near-field elektrospinnen alleen DC-spanning gebruikt voor spuiten. Individuen wisten dat deze methode het moeilijk zou hebben om goede spuiten te bereiken omdat het meer specifieke dingen en versch

high-resolution-patterning-using-two-modes-electrohydrodynamic-jet

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Het proces van electrospinning polymeren voor tissue engineering en cel cultuur wordt behandeld in dit artikel. In het bijzonder, is de electrospinning van fotoreactieve macromers met extra verwerkingsmogelijkheden van photopatterning en multi-polymeer electrospinning beschreven.

Electrospinning Stapel-Polymer Stellingen voor Tissue Engineering en Cell Culture

Electrospinning technieken kan een verscheidenheid van nanofibrous scaffolds voor tissue engineering of andere toepassingen. We beschrijven hier een procedure om de parameters van de electrospinning oplossing en apparatuur te optimaliseren om vezels te verkrijgen met de gewenste morfologie en uitlijning. Veel voorkomende problemen en het oplossen van problemen technieken worden ook gepresenteerd.

Electrospinning Fundamentals: Het optimaliseren van Solution en Apparatuur Parameters

Twee aangrenzende vloeistoffen die door een gegroefd microfluïdisch kanaal gaan, kunnen worden gericht om een schede rond een prepolymeerkern te vormen; waardoor zowel vorm als doorsnede worden bepaald. Foto-geïnitieerde polymerisatie, zoals thiol click chemie, is zeer geschikt voor het snel stollen van de kernvloeistof tot een microvezel met vooraf bepaalde grootte en vorm.

Microfluïdische fabricage van polymere en biohybridevezels met vooraf ontworpen grootte en vorm

Horizontale en verticale elektrohydrodynamische vloeibare bruggen zijn eenvoudige en krachtige tools voor het verkennen van de interactie van hoge intensiteit elektrische velden en polaire diëlektrische vloeistoffen. De bouw van de basis apparatuur en operationele voorbeelden, zoals thermografische beelden, voor drie vloeistoffen (bijvoorbeeld water, DMSO en glycerol) wordt gepresenteerd.

De voorbereiding van elektrohydrodynamische Bruggen van Polar diëlektrische vloeistoffen

Hier presenteren we een protocol om vrij-zwevende, micron / sub-micron schaal polymeer vezels en "web-achtige" structuren gegenereerd via geautomatiseerde direct schriftelijk procedure door middel van een 3-assige doseersysteem fabriceren.

Voorgeschreven 3-D Direct Schrijven van Suspended Micron / Sub-micron schaal Fiber Structures via een Robotic doseersysteem

Twee- en driedimensionale superhydrofobe polymere materialen worden bereid door middel van elektrospinnen of elektrosprayen van biologisch afbreekbare polymeren vermengd met een polymeer met een lagere oppervlakte-energie van vergelijkbare samenstelling.

Fabriceren superhydrophobic polymere materialen voor biomedische toepassingen

Een protocol voor het produceren van een groot gebied van nanogepatterreerde substraten uit kleine nanogepatterreerde mallen voor studie van nanotopografische modulatie van celgedrag wordt gepresenteerd.

Uitbreiding van nanopatterned Substrates met steek Techniek voor Nanotopographical Modulation of Cell Behavior

Dit protocol fungeert als een uitgebreide richtsnoer te fabriceren steigers via electrospinning met polymeer in een directe schrijven-modus smelt. Wij systematisch overzicht van het proces en de juiste parameterinstellingen definiëren voor het bereiken van gerichte steiger platforms.

Electrospinning schrijven van driedimensionale Poly(ε-caprolactone) steigers met controleerbare Morphologies voor Tissue Engineering toepassingen smelten

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de productie van op glas gebaseerde microfluïdische apparaten die worden gebruikt voor het genereren van zeer monodisperse emulsies met gecontroleerde druppelgrootte.

Op glas gebaseerde apparaten om druppels en emulsies te genereren

Dit artikel beschrijft een eenvoudige techniek voor het coaten van elektrogesponnen PAN-nanovezels met elektroactieve polymeren met behulp van dampafzetting. De effecten van het oxidatiemiddel FeCl₃ op de afzetting van poly(3,4-ethyleendioxythiofeen) coatings op PAN werden onderzocht om de polymeergroei, vezeldiameter en algehele mechanische sterkte van de nanovezelmatten te begrijpen en te optimaliseren.

Dampfaseafzetting van elektroactief poly (3,4-ethyleendioxythiofeen) op elektrogesponnen polymeer nanovezels

Leer elektrohydrodynamische jetprinten voor hoogresolutie geleidende patronen met DOD- en NFES-modi. Deze methode maakt precieze patrooncreatie mogelijk voor gedrukte elektronica en biotechnologie.

Hoge resolutie elementen met behulp van twee modi van Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand en in de buurt van-veld Electrospinning (Video) | JoVE Journal

Hoge resolutie elementen met behulp van twee modi van Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand en in de buurt van-veld Electrospinning

Meer video's verkennen