Name: Miejscowe powlekanie metalowo-kompozytowe bez kąpieli za pomocą elektrotłoczenia (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-09-22T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 5 s
Description: Poznaj metodę elektrotłoczenia do powlekania metalowo-kompozytowego bez kąpieli. Technika umożliwia wysokie ładowanie cząstek kompozytowych na przedmioty wrażliwe na wodę, rozszerzając możliwości zastosowań w naukach o materiałach.

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

Ta praca była wspierana przez Program Poprawy Niezawodności i Konserwacji Sprzętu Lotniczego oraz Partnerstwo Patuxent. Townsend był wspierany przez stypendium naukowe wydziału ONR. Autorzy doceniają również ogólne wsparcie ze strony wykładowców i studentów Wydziału Chemii i Biochemii SMCM, w tym wsparcie ze strony drużyny piłkarskiej SMCM.

1. Przygotowanie soli do powlekania
OSTRZEŻENIE: Sole niklu i kwas borowy są toksyczne i należy z nimi obchodzić się, stosując odpowiednie środki ochrony osobistej, w tym rękawice nitrylowe, gogle i fartuch laboratoryjny. Silne kwasy i zasady należy obsługiwać w dygestorium, a wszystkie odpady chemiczne należy utylizować jako odpady niebezpieczne.
<ol>
	<li>Za pomocą wagi odważ następujące proszki w podanych proporcjach: 10,000 g NiSO4·6H2O, 2,120 g NiCl2·6H2O, 1,600 g H3BO3 i połącz je w jednej fiolce. Stężenia znajdują się w Tabeli 1.</li>
	<li>Odważ 1,800 g fosforu SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ lub alternatywnych fosforów, takich jak tlenek itru domieszkowany europem lub glinian baru i magnezu domieszkowany europem, lub zastąp je alternatywnym materiałem w postaci tlenku, metalu bądź kompozytu organicznego, w zależności od pożądanego efektu. 
	UWAGA: Ilość dodanego materiału może się różnić w zależności od właściwości materiału kompozytowego i pożądanych cech filmu metalowo-kompozytowego.</li>
	<li>Używając porcelanowego moździerza i tłuczka, ucieraj proszek kompozytowy przez około 10 minut, aż powstanie drobny proszek. 
	UWAGA: Proces ten nie zmienia wielkości cząstek, lecz rozdziela aglomeraty cząstek.</li>
	<li>W ten sam sposób ucieraj partiami mieszaninę soli z kroku 1.1, aż do uzyskania drobnego proszku.</li>
	<li>Połącz utarty fosfor z utartą mieszaniną soli w pojemniku przeznaczonym do przechowywania.</li>
	<li>Odważ 0,188 g mieszaniny przygotowanej w kroku 1.5 na każdy cm2 powierzchni powlekania i przełóż do otwartego, łatwo dostępnego pojemnika.</li>
	<li>Do tak przygotowanej porcji dodaj 40 µL wody na każdy cm2 powierzchni powlekania i mieszaj, aby częściowo rozpuścić sole, tworząc gęstą pastę. Odstaw preparat. 
	UWAGA: Na tym etapie można przerwać protokół.</li>
</ol>
2. Przygotowanie elektrod
<ol>
	<li>Za pomocą nożyczek przytnąć anodę do rozmiaru i kształtu odpowiadającego obiektowi, który ma zostać pokryty warstwą. W tym przykładzie przygotowujemy do powlekania folię niklową o powierzchni 4 cm2, a następnie wycinamy anodę niklową o powierzchni 4 cm2, aby do niej pasowała. 
	UWAGA: Możliwe jest powlekanie innych obiektów, w tym obiektów dużych. W takim przypadku należy wybrać na obiekcie obszar do powlekania i wyciąć anodę dopasowaną do tego obszaru.</li>
	<li>Za pomocą patyczka higienicznego lub ściereczki oczyścić powierzchnię folii anody oraz katody (powierzchnię obiektu do powlekania) skoncentrowanym (10 M) roztworem wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu w celu usunięcia zanieczyszczeń organicznych. Następnie opłukać powierzchnie wodą, aby usunąć nadmiar zasady.</li>
	<li>Za pomocą patyczka higienicznego lub ściereczki aktywować powierzchnię obiektu za pomocą stężonego kwasu. W przypadku niklu stosuje się 37% vol/vol HCl, natomiast dla stali bardziej odpowiedni może być 10% objętościowo wodny roztwór HCl. W celu ustalenia odpowiedniej metody aktywacji konkretnych metali lub stopów należy zapoznać się z rekomendacjami dotyczącymi aktywacji powierzchni metalicznych opisanymi w innych źródłach23,24. 
	UWAGA: Po tym kroku powierzchnia metalu staje się reaktywna i zacznie reagować z tlenem z powietrza, tworząc warstwę tlenków. Spowoduje to dezaktywację powierzchni, dlatego kolejne kroki (2.4 – 3.5) należy wykonać w ciągu następnych 5 minut; w przeciwnym razie przed kontynuacją należy powtórzyć krok 2.3. 
	OSTROŻNIE: Ten krok należy przeprowadzić w dygestorium, aby uniknąć ekspozycji na opary HCl.</li>
	<li>Szybko nałożyć pastę powlekającą na obiekt pełniący rolę katody. W tym przypadku katodą jest folia niklowa o powierzchni 4 cm2 znajdująca się na blacie. Równomiernie pokryć obszar obiektu przeznaczony do powlekania, starając się unikać luk w paście. 
	UWAGA: W tym przykładzie nakładamy pastę za pomocą dwóch scoopuli, jednak w celu zwiększenia szybkości i wydajności tego etapu można zastosować inne metody, takie jak natryskiwanie, zanurzanie lub nakładanie raklą.</li>
	<li>Za pomocą patyczka higienicznego lub ściereczki aktywować anodę stężonym kwasem, zanurzając patyczek w kwasie i delikatnie pocierając powierzchnię katody. W przypadku niklu można zastosować 70% vol/vol HNO3. 
	UWAGA: Dla konkretnych metali i stopów bardziej odpowiednie mogą być inne kwasy. W celu doboru właściwego odczynnika do aktywacji konkretnych powierzchni anod należy zapoznać się z rekomendacjami opisanymi w innych źródłach23,24. 
	OSTROŻNIE: Ten krok należy przeprowadzić w dygestorium, aby uniknąć ekspozycji na NO2, toksyczny brunatny gaz powstający podczas reakcji. Kontynuować obróbkę powierzchni, aż stanie się ona szara i teksturowana. Po tym kroku powierzchnia metalu jest reaktywna i zacznie reagować z tlenem z powietrza, tworząc warstwę tlenków, dlatego kolejne kroki należy wykonać szybko, aby uniknąć dezaktywacji anody.</li>
	<li>Jeśli planowane jest obliczenie wydajności prądowej, należy użyć wagi analitycznej, aby zapisać masę anody i katody.</li>
</ol>
3. Montaż i powlekanie
<ol>
	<li>Ustaw zasilacz na pożądany prąd w trybie stałego prądu lub na pożądane napięcie, jeśli wymagany jest tryb stałego napięcia. W tym przykładzie zastosowano tryb stałego prądu z natężeniem 0,1 Ampera (0,1 A na 4 cm2 = 0,025 A/cm2). 
	UWAGA: W przypadku obiektów większych lub o nieregularnych kształtach obszar powlekania można wyznaczyć wcześniej za pomocą siatki lub zdjęcia z paskiem skali i oprogramowania do analizy obrazu, takiego jak ImageJ. Zastosowany prąd można przeskalować tak, aby zapewnić tę samą gęstość prądu wymaganą dla danego obszaru powlekania.</li>
	<li>Wytnij kawałek arkusza nylonowego (lub alternatywnej membrany hydrofilowej) o rozmiarze większym niż anoda, aby anoda nie miała bezpośredniego kontaktu z obiektem pełniący rolę katody.
	<ol>
		<li>Umieść arkusz nylonowy na wierzchu pasty powlekającej, a następnie dodaj na niego niewielką ilość pasty.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Następnie za pomocą pipety dodaj 1-2 krople wody, aby sól mogła się częściowo rozpuścić. Kroki 3.2.1 – 3.3 sprawiają, że arkusz nylonowy staje się przewodzący i umożliwiają transport masy jonów przez elektrolit, co jest niezbędne do zrównoważenia ładunku w reakcji powlekania.</li>
	<li>Na koniec umieść na górze aktywowaną anodę, a następnie podłącz przewód ujemny do obiektu katodowego i przewód dodatni do anody. 
	UWAGA: Pomocne może być przymocowanie tych przewodów taśmą, aby układ pozostał nieruchomy, szczególnie jeśli eksperyment obejmuje małe kawałki folii metalicznej. Jest to mniej istotne w przypadku dużych obiektów.</li>
	<li>Przykryj system tworzywem sztucznym lub uszczelnij go, aby zapobiec utracie wody, przyłóż umiarkowany nacisk (~100 g na cm2 powierzchni), włącz zasilacz i kontynuuj powlekanie przez pożądany czas.</li>
	<li>Wyłącz zasilacz i odsłoń system.</li>
	<li>Odłącz przewody, rozdziel elektrody i wypłucz obiekt katodowy wodą do pojemnika na odpady.
	<ol>
		<li>Namocz pozostałe elementy w wodzie, aby usunąć sole, a roztwór wodny zutylizuj w odpowiednio oznakowanym pojemniku na odpady niebezpieczne.</li>
		<li>Używając rękawiczek, delikatnie potrzyj ręcznie obiekt katodowy, aby usunąć wszelkie niepowleczone cząstki kompozytu. Powlekanie jest zakończone i próbka jest gotowa do charakteryzacji.</li>
		<li>Za pomocą wagi analitycznej zmierz masę anody i katody, a następnie oblicz różnicę między tymi wartościami a ich masą początkową.</li>
		<li>Wykorzystaj prawa Faradaya dotyczące elektrolizy do obliczenia wydajności prądowej. Teoretyczną liczbę moli powłoki metalicznej można wyznaczyć za pomocą równania 1. 
		<img alt="Równanie prawa Faradaya n=It/Fz dla analizy reakcji elektrochemicznych." src="/files/ftp_upload/61484/61484equ01.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 1">    Równanie 1 
		gdzie n to ilość osadzonego metalu (jednostka: mol), I to prąd przyłożony, t to czas powlekania, F to stała Faradaya (96485 kulombów na mol), a z to ładunek jonu metalu. Oblicz tę wartość na podstawie parametrów eksperymentalnych.</li>
		<li>Podziel eksperymentalnie wyznaczoną masę osadu uzyskaną z mas katody lub anody (kroki 2.6 i 3.7.3) przez masę teoretycznie utraconą (anoda) lub przybraną (katoda), aby obliczyć wydajność prądową za pomocą równania 2. 
		<img alt="Wzór na wydajność prądową: eksperymentalna masa osadu/teoretyczna masa osadu x 100, równanie." src="/files/ftp_upload/61484/61484equ02.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 2">    Równanie 2 
		[UWAGA: Przy wydajności prądowej 100%, przy stałym napięciu, oczekiwana teoretyczna masa osadu wynosi około 1,095 g niklu lub 12,3 µm niklu na godzinę, przy założeniu 0,04 A i powierzchni 4 cm2. Analogicznie, przy stałym prądzie, teoretycznie osadziłoby się około 614,6 µm niklu na jednostkę 1 A∙cm-2 po 30 min.]</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Charakterystyka metodami elektrochemicznymi
<ol>
	<li>Zastosuj chronopotencjometrię do monitorowania zmian napięcia przy stałym prądzie oraz chronoamperometrię do monitorowania zmian natężenia prądu przy stałym napięciu.
	<ol>
		<li>Włącz potencjostat i określ czas trwania oraz wartość przykładanego prądu lub napięcia.</li>
		<li>Powtórz kroki 3.2 – 3.5, aby przygotować powłokę.</li>
		<li>Użyj skalibrowanego systemu trójelektrodowego, aby znormalizować napięcie względem standardu odniesienia.
		<ol>
			<li>Umieść platynowy drut jako pseudoelektrodę odniesienia na arkuszu nylonowym, poniżej anody. Aby upewnić się, że elektroda odniesienia nie styka się bezpośrednio z anodą, użyj osobnego arkusza nylonowego (lub alternatywnej membrany) umieszczonego na elektrodzie odniesienia, a następnie dodaj kilka kropel wody, niewielką ilość pasty powłokowej (powtórz kroki 3.2 – 3.3), a na koniec umieść anodę.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Podłącz przewody do elektrod, uszczelnij, dociśnij, rozpocznij nanoszenie powłoki i monitoruj zmiany napięcia lub natężenia prądu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Charakterystyka z wykorzystaniem spektroskopii fluorescencji do wyznaczenia wydajności kwantowej
<ol>
	<li>Jeśli powłoka zawiera fluorescencyjne cząstki kompozytowe, należy użyć fluorometru wyposażonego w kulę całkującą w celu uzyskania pomiarów bezwzględnej wydajności kwantowej.
	<ol>
		<li>Umieść powłokę w uchwycie fluorometru tak, aby fluorescencyjna strona powłoki była skierowana pod kątem 45° względem źródła wzbudzenia i 315° względem detektora.</li>
		<li>Zarejestruj widma fluorescencji, zaczynając od długości fali poniżej długości fali wzbudzenia, aby wyznaczyć pola powierzchni piku wzbudzenia oraz piku fluorescencji.</li>
		<li>Wyjmij próbkę z fluorometru i powtórz krok 5.1.2, aby zarejestrować pik wzbudzenia dla próbki ślepej. Oblicz wydajność kwantową (QY) z proporcji pól powierzchni pików wzbudzenia i emisji (Równanie 3 i Rycina 3B). 
		<img alt="Równanie wydajności kwantowej QY(%) dla analizy emisji; wzór pokazujący Aem/(A0−Aex)×100, schemat." src="/files/ftp_upload/61484/61484equ03.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 3">    Równanie 3 
		gdzie Aem, Aex oraz Ao to odpowiednio pola powierzchni pików przy długości fali emisji próbki, długości fali wzbudzenia próbki oraz długości fali wzbudzenia próbki ślepej.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Charakterystyka przy użyciu mikroskopii optycznej
<ol>
	<li>Umieść próbkę na stoliku skalibrowanego mikroskopu optycznego stroną z powłoką skierowaną w stronę obiektywów i ustaw ostrość na powierzchni.</li>
	<li>Wykonaj zdjęcia powierzchni przy wybranych powiększeniach i w wybranych miejscach próbki.</li>
	<li>Używając oprogramowania do analizy obrazu (np. ImageJ (IJ 1.46r)), oblicz i wykreśl stopień pokrycia powierzchni oraz średnią wielkość cząstek kompozytu.</li>
	<li>Aby określić grubość powłoki i cechy przekroju poprzecznego, przetnij folię katody nożyczkami. Ustaw powłokę bokiem i ponownie dostrój ostrość. Powtórz kroki 6.2 – 6.3.</li>
</ol>

<ol><li>Hunt, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHunt%2C+WH+%22Comprehensive+Composite+Materials%22">Comprehensive Composite Materials</a>. , Elsevier Ltd. (2000).</li>
<li>Hovestad, A., Janssen, L. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+codeposition+of+inert+particles+in+a+metallic+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 25 (6), 519-527 (1995).</li>
<li>Zimmerman, A. F., Clark, D. G., Aust, K. T., Erb, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulse+electrodeposition+of+Ni-SiC+nanocomposite%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">Pulse electrodeposition of Ni-SiC nanocomposite.</a> Materials Letters. 52 (1), 85-90 (2002).</li>
<li>Devaneyan, S. P., Senthilvelan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electro+Co-deposition+and+Characterization+of+SiC+in+Nickel+Metal+Matrix+Composite+Coatings+on+Aluminium+7075%5BTitle%5D)+AND+%22Procedia+Engineering%22%5BJournal%5D)">Electro Co-deposition and Characterization of SiC in Nickel Metal Matrix Composite Coatings on Aluminium 7075.</a> Procedia Engineering. 97, 1496-1505 (2014).</li>
<li>Lekka, M., Kouloumbi, N., Gajo, M., Bonora, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Corrosion+and+wear+resistant+electrodeposited+composite+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Corrosion and wear resistant electrodeposited composite coatings.</a> Electrochimica Acta. 50 (23), 4551-4556 (2005).</li>
<li>Balaraju, J. N., Sankara Narayanan, T. S. N., Seshadri, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroless+Ni-P+composite+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">Electroless Ni-P composite coatings.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 33 (9), 807-816 (2003).</li>
<li>Jugović, B., Stevanović, J., Maksimović, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemically+deposited+Ni+%2B+WC+composite+coatings+obtained+under+constant+and+pulsating+current+regimes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">Electrochemically deposited Ni + WC composite coatings obtained under constant and pulsating current regimes.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 34 (2), 175-179 (2004).</li>
<li>Hilla, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+self-lubricating+cobalt+coatings+on+metal+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Fabrication of self-lubricating cobalt coatings on metal surfaces.</a> Nanotechnology. 18 (11), 115703(2007).</li>
<li>Abi-Akar, H., Riley, C., Maybee, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrocodeposition+of+Nickel-Diamond+and+Cobalt-Chromium+Carbide+in+Low+Gravity%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Electrocodeposition of Nickel-Diamond and Cobalt-Chromium Carbide in Low Gravity.</a> Chemistry of Materials. 8 (11), 2601-2610 (1996).</li>
<li>Zhang, X., Chi, Z., Zhang, Y., Liu, S., Xu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Advances+in+Mechanochromic+Luminescent+Metal+Complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Recent Advances in Mechanochromic Luminescent Metal Complexes.</a> Journal of Materials Chemistry C. 1, 3376-3390 (2013).</li>
<li>Lancsek, T., Feldstein, M. Composite electroless plating. US Patent. , 20060251910A1 United States (2006).</li>
<li>Walsh, F. C., Ponce de Leon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+the+electrodeposition+of+metal+matrix+composite+coatings+by+inclusion+of+particles+in+a+metal+layer%3A+an+established+and+diversifying+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+Institute+of+Materials+Finishing%22%5BJournal%5D)">A review of the electrodeposition of metal matrix composite coatings by inclusion of particles in a metal layer: an established and diversifying technology.</a> Transactions of the Institute of Materials Finishing. 92 (2), 83-98 (2014).</li>
<li>Roos, J. R., Celis, J. P., Fransaer, J., Buelens, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+of+composite+plating+for+advanced+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Minerals%2C+Metals+and+Materials+Society%22%5BJournal%5D)">The development of composite plating for advanced materials.</a> Journal of The Minerals, Metals and Materials Society. 42 (11), 60-63 (1990).</li>
<li>Guglielmi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+the+Deposition+of+Inert+Particles+from+Electrolytic+Baths%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Kinetics of the Deposition of Inert Particles from Electrolytic Baths.</a> Journal of The Electrochemical Society. 119 (8), 1009-1012 (1971).</li>
<li>Celis, J. P., R, J. R., Buelens, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Mathematical+Model+for+the+Electrolytic+Codeposition+of+Particles+with+a+Metallic+Matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">A Mathematical Model for the Electrolytic Codeposition of Particles with a Metallic Matrix.</a> Journal of The Electrochemical Society. 134 (6), 1402-1408 (1987).</li>
<li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+monitoring+of+coating+health+by+in+situ+luminescent+layers%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">The monitoring of coating health by in situ luminescent layers.</a> RSC Advances. 5 (53), 42965-42970 (2015).</li>
<li>Ganapathi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposition+of+luminescent+composite+metal+coatings+containing+rare-earth+phosphor+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Electrodeposition of luminescent composite metal coatings containing rare-earth phosphor particles.</a> Journal of Materials Chemistry. 22 (12), 5514-5522 (2012).</li>
<li>Monnens, W., Deferm, C., Sniekers, J., Fransaer, J., Binnemans, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposition+of+indium+from+non-aqueous+electrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Electrodeposition of indium from non-aqueous electrolytes.</a> Chemical Communications. 55 (33), 4789-4792 (2019).</li>
<li>Low, C. T. J., Wills, R. G. A., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposition+of+composite+coatings+containing+nanoparticles+in+a+metal+deposit%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+and+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit.</a> Surface and Coatings Technology. 201 (1), 371-383 (2006).</li>
<li>Gerwitz, C. N., David, H. M., Yan, Y., Shaw, J. P., Townsend, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bathless+Inorganic+Composite+Nickel+Plating%3A+Dry-Cell+Stamping+of+Large+Hygroscopic+Phosphor+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Bathless Inorganic Composite Nickel Plating: Dry-Cell Stamping of Large Hygroscopic Phosphor Crystals.</a> Advanced Materials Interfaces. 7 (4), (2020).</li>
<li>Bite, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+method+of+phosphorescent+strontium+aluminate+coating+preparation+on+aluminum%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+and+Design%22%5BJournal%5D)">Novel method of phosphorescent strontium aluminate coating preparation on aluminum.</a> Materials and Design. 160 (15), 794-802 (2018).</li>
<li>Feldstein, M. D. Coatings with identification and authentication properties. US Patent. , 20120021120A1 (2012).</li>
<li>Rose, I., Whittingham, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRose%2C+I+%22Nickel+Plating+Handbook%22">Nickel Plating Handbook</a>. , Nickel Institute. (2014).</li>
<li>Anderson, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAnderson%2C+DM+%22Electroplating+Engineering+Handbook%22">Electroplating Engineering Handbook</a>. , Springer US. New York, NY. (1996).</li>
<li>Helle, K., Walsh, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposition+of+Composite+Layers+Consisting+of+Inert+Inclusions+in+a+Metal+Matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+Institute+of+Metal+Finishing%22%5BJournal%5D)">Electrodeposition of Composite Layers Consisting of Inert Inclusions in a Metal Matrix.</a> Transactions of the Institute of Metal Finishing. 75 (2), 53-58 (1997).</li>
<li>Kerr, C., Barker, D., Walsh, F., Archer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Electrodeposition+of+Composite+Coatings+based+on+Metal+Matrix-Included+Particle+Deposits%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+Institute+of+Metal+Finishing%22%5BJournal%5D)">The Electrodeposition of Composite Coatings based on Metal Matrix-Included Particle Deposits.</a> Transactions of the Institute of Metal Finishing. 78 (5), 171-178 (2000).</li>
<li>Walsh, F. C., Wang, S., Zhou, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+electrodeposition+of+composite+coatings%3A+Diversity%2C+applications+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">The electrodeposition of composite coatings: Diversity, applications and challenges.</a> Current Opinion in Electrochemistry. 20, 8-19 (2020).</li>
<li>Feldstein, N. Functional coatings comprising light emitting particles. US Patent. , US/1996/5514479A (1996).</li>
<li>Feldstein, N. Composite plated articles having light-emitting properties. US Patent. , US/1998/5834065A (1998).</li>
<li>Zimmerman, E. M. Method of Jet Plating. US Patent. , US/1957/2873232A (1957).</li>
<li>Schwartz, B. J. Method of Electroplating. United States Patent. , US/1961/3313715A (1961).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Krytyczne etapy elektrotłoczenia. Elektrotłoczenie bezkąpielowe ma wiele takich samych krytycznych etapów jak tradycyjna galwanizacja w kąpieli. Obejmują one odpowiednie czyszczenie elektrod, mieszanie jonów metali z elektrolitem i stosowanie zewnętrznego lub chemicznego (galwanizacji bezprądowej) w celu spowodowania redukcji metalu na katodzie. Ponadto należy unikać utleniania anody i katody po aktywacji kwasem poprzez szybkie spłukiwanie wodą i dodawanie tych elektrod do zestawu.
<p class="jove_con...

Tradycyjna galwanizacja jest szeroko stosowana do nakładania cienkich warstw różnych metali, stopów i kompozytów metalowych na powierzchnie przewodzące w celu ich funkcjonalizacji do zamierzonego zastosowania1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Ta metoda dodaje metalowe wykończenie do części używanych w produkcji sprzętu lotniczego, motoryzacyjnego, wojskowego, medycznego i elektronicznego. Obiekt, który ma być platerowany, katoda, jest zanurzany w kąpieli wodnej zawierającej prekursory soli metali, które są redukowane do metalu na powierzchni przedmiotu przez przyłożenie potencjału chemicznego lub elektrycznego. Nienaładowane cząstki kompozytowe mogą być wprowadzane do folii metalowej poprzez dodanie ich do kąpieli podczas powlekania w celu poprawy właściwości powłoki w celu zwiększenia twardości w przypadku tlenków metali i węglików, gładkości za pomocą polimerów lub smarowania płynnymi olejami12,13. Ponieważ jednak cząstki te nie mają naturalnego przyciągania do katody, stosunek kompozytu wbudowanego w metal pozostaje niski dla galwanizacji w kąpieli13,14,15. Jest to szczególnie problematyczne w przypadku dużych cząstek, które nie adsorbują się na katodzie wystarczająco długo, aby mogły zostać osadzone przez rosnącą folię metalową. Dodatkowo cząstki higroskopijne solwatują się w roztworach wodnych, a ich powłoka hydratacyjna działa jak fizyczna bariera utrudniająca kontakt z katodą16.
Niektóre obiecujące metody zostały pokazane w celu złagodzenia tego efektu poprzez użycie suchych rozpuszczalników niepolarnych do całkowitego usunięcia bariery hydratacyjnej17, lub poprzez dekorowanie cząsteczek kompozytu naładowanymi cząsteczkami środka powierzchniowo czynnego16, które zakłócają powłokę hydracyjną, umożliwiając kontakt między cząstką a katodą. Ponieważ jednak metody te obejmują materiały organiczne, możliwe jest zanieczyszczenie węglem w folii, a rozkład tych materiałów organicznych może nastąpić na elektrodach. Na przykład stosowane rozpuszczalniki organiczne (DMSO2 i acetamid) są podgrzewane do 130 °C w atmosferze obojętnej w celu uzyskania powłoki bezpowietrznej; Stwierdziliśmy jednak, że są one niestabilne podczas powlekania powietrzem. Ze względu na rezystancyjne nagrzewanie elektrod, reakcje redoks z materiałami organicznymi mogą prowadzić do powstania zanieczyszczeń lub miejsc niejednorodnego zarodkowania i wzrostu nanocząstek metali18. W związku z tym istnieje zapotrzebowanie na bezorganiczną metodę galwanizacji wodnej, która sprosta długotrwałemu wyzwaniu, jakim jest adsorpcja cząstek i katod. Do tej pory wykazano, że powłoka wanny z kompozytów metalowych osadza cząstki o średnicy do kilku mikrometrów19 i nawet 15% loading16,17.
W odpowiedzi na to, opisujemy metodę elektrotłoczenia bez użycia kąpieli, która zmusza cząstki kompozytu do zatopienia w folii przy dużym pokryciu powierzchni, pomimo ich dużego rozmiaru i higroskopijnego charakteru20. Dzięki usunięciu kąpieli proces ten nie obejmuje pojemników z niebezpiecznymi płynami powlekającymi, a przedmiot, który ma być pokryty, nie musi być zanurzony. W związku z tym duże, nieporęczne lub w inny sposób wrażliwe na korozję lub wodę przedmioty mogą być powlekane lub "stemplowane" w wybranych obszarach materiałem kompozytowym. Ponadto usuwanie nadmiaru wody wymaga mniej sprzątania płynnych odpadów niebezpiecznych.
Tutaj demonstrujemy tę metodę wytwarzania jasnych fluorescencyjnych warstw metalowych poprzez współosadzanie nietoksycznego i stabilnego powietrzem domieszkowanego europem i dysprozem glinianu strontu (87 ± 30 μm) niklem przy dużych obciążeniach (do 80%). Jest to przeciwieństwo poprzednich przykładów, które były platerowane w kąpieli i dlatego były ograniczone do małych (nanometrów do kilku mikrometrów) luminoforów12. Ponadto, wcześniej zgłaszane folie osadzane elektrolitycznie fluoryzują tylko w krótkofalowym świetle UV, z wyjątkiem niedawnego raportu, w którym wyhodowano 1-5 μm luminescencyjne kryształy glinianu strontu w warstwie tlenku glinu z utlenianiem elektrolitu plazmowego21. Fluorescencyjne folie metalowe mogą mieć daleko idące zastosowania w wielu branżach, w tym w środowiskach o słabym oświetleniu, w tym w oświetlaniu znaków drogowych21, lokalizacji i identyfikacji sprzętu do konserwacji samolotów20, dekoracje samochodowe i zabawkowe, niewidoczne wiadomości, uwierzytelnianie produktu22, oświetlenie bezpieczeństwa, identyfikacja naprężeń mechanochromowych10 i oględziny zużycia trybologicznego12,16. Pomimo tych potencjalnych zastosowań dla żarzących się powierzchni metalowych, metoda ta może zostać również rozszerzona o dodatkowe duże i/lub higroskopijne cząstki kompozytowe w celu wytworzenia nowej odmiany funkcjonalnych powłok metalowo-kompozytowych, które wcześniej nie były możliwe za pomocą galwanizacji.

<table><tbody><tr><td>37% M Kwas solny (aq)</td><td>SigmaAldrich</td><td>320331-500ML</td><td>- uchwyt w dygestoriach</td></tr><tr><td>70% Kwas azotowy (aq)</td><td>SigmaAldrich</td><td>438073-500ML</td><td>- uchwyt w dygestoriach</td></tr><tr><td>Glinian baru i magnezu, domieszkowany europem (s)</td><td>SigmaAldrich</td><td>756512-25G</td><td>drobny proszek</td></tr><tr><td>Kwas borowy (s)</td><td>SigmaAldrich</td><td>B6768-500G</td><td>toksyczny</td></tr><tr><td>Wacik bawełniany</td><td>Q-tips</td><td>Q-tips Waciki bawełniane</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>National Institutes of Health</td><td>IJ 1.46r</td><td>darmowe oprogramowanie</td></tr><tr><td>Sześciowodny (s) chlorku niklu (II) (s)</td><td>SigmaAldrich</td><td>223387-500G</td><td>toksyczny</td></tr><tr><td>sześciowodny siarczan niklu (II) (s)</td><td>SigmaAldrich</td><td>227676-500G</td><td>toksyczna</td></tr><tr><td>folia niklowa (s)</td><td>AliExpress</td><td>Ni99.999</td><td></td></tr><tr><td>Rękawice nitrylowe</td><td>Fisher Scientific</td><td>19-149-863B</td><td></td></tr><tr><td>Membrana nylonowa (s)</td>Mikroskop optyczny <td>Tisch Scientific</td><td>RS10133</td><td></td></tr><tr><td>wyposażony w filtr FTIC (470 &plusmn; 20 nm)</td><td>Folia Nikon</td><td>Eclipse 80i</td><td></td></tr><tr><td>Fisher</td><td>Scientific</td><td>22-305654</td><td></td></tr><tr><td>Moździerz porcelanowy</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB961A</td><td></td></tr><tr><td>Tłuczek porcelanowy</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB961K</td><td></td></tr><tr><td>Wodorotlenek potasu (s)</td><td>SigmaAldrich</td><td>221473-25G</td><td></td></tr><tr><td>potencjostat z drutem platynowym</td><td>Gamry Instruments</td><td>1000E</td><td></td></tr><tr><td>Scoopula</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-357Q</td><td></td></tr><tr><td>Spektrofluorometr</td><td>Photon Technology International</td><td>QM-40</td><td></td></tr><tr><td>Glinian strontu, europ i domieszkowanie dysprozu</td> <td>w proszku</td> <td>GloNation</td><td>756539-25G</td></tr><tr><td>Zmienny liniowy zasilacz prądu stałego</td><td>Tekpower</td><td>TP3005T</td><td></td></tr><tr><td>Tlenek itru, domieszkowany europem (s)</td><td>Drobny proszek</td> <td>SigmaAldrich</td><td>756490-25G</td></tr></tbody></table>

miejscowe powlekanie metalowo-kompozytowe bez kąpieli za pomocą elektrotłoczenia

Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping

Kompozytowe powlekanie cząstkami osadzonymi w metalowej matrycy może poprawić właściwości powłoki metalowej, czyniąc ją mniej lub bardziej przewodzącą, twardą, trwałą, smarowaną lub fluorescencyjną. Może to być jednak trudniejsze niż powlekanie metalem, ponieważ cząstki kompozytowe są albo 1) nienaładowane, więc nie mają silnego przyciągania elektrostatycznego do katody, 2) są higroskopijne i są blokowane przez powłokę hydratacyjną, albo 3) są zbyt duże, aby pozostać w stagnacji na katodzie podczas mieszania. W tym miejscu opisujemy szczegóły metody powlekania bez kąpieli, która polega na umieszczeniu płytek niklowych anodowych i katodowych na wodnej paście elektrolitowej o stężonym elektrolicie zawierającej duże higroskopijne cząstki fosforyzujące i membranę hydrofilową. Po przyłożeniu potencjału nikiel metaliczny osadza się wokół zastałych cząstek luminoforu, zatrzymując je w folii. Powłoki kompozytowe charakteryzują się mikroskopią optyczną pod kątem chropowatości, grubości i obciążenia powierzchni kompozytu. Ponadto spektroskopia fluorescencyjna może być wykorzystana do ilościowego określenia jasności oświetlenia tych folii w celu oceny wpływu różnych gęstości prądu, czasu trwania powłoki i obciążenia luminoforem.

Po zastosowaniu tego protokołu na powierzchni katody powinna osadzić się cienka warstwa metalu zawierająca cząstki kompozytowe dodane do pasty powlekającej. Inkorporację cząstek fluorescencyjnych lub barwionych można zaobserwować podczas inspekcji wizualnej dzięki zmianie wyglądu w porównaniu do niepowlekanej powierzchni (Rysunek 1A1-A3). Do zbadania procentowego stopnia pokrycia powierzchni przez cząstki kompozytowe oraz do obserwacji morfologii powierzchni powłoki można za...

Prezentowany tutaj jest protokół galwanizacji bez kąpieli, gdzie stojąca pasta soli metalu zawierająca cząstki kompozytu jest redukowana do postaci kompozytów metalowych przy dużym obciążeniu. Metoda ta jest odpowiedzią na wyzwania stojące przed innymi popularnymi formami galwanizacji (strumieni, szczotka, kąpiel) polegających na zatapianiu cząstek kompozytów w metalowej matrycy.

Miejscowe powlekanie metalowo-kompozytowe bez kąpieli za pomocą elektrotłoczenia

Composite plating with particles embedded into the metal matrix can enhance the properties of the metal coating to make it more or less conductive, hard, ...

Elektrotłoczenie polega na uwięzieniu cząstek kompozytowych w elektrolicie, zmuszając je do pokrycia się z metalem. Dzięki tej nowej technice możliwe jest duże obciążenie cząstkami kompozytowymi nawet w przypadku obiektów wrażliwych na wodę. W przeciwieństwie do typowej galwanotechniki, technika ta nie wymaga zanurzania przedmiotu w kąpieli cieczowej.Każdy przedmiot przewodzący, niezależnie od jego rozmiaru i kształtu. Może być pokryty materiałami funkcjonalnymi. Fluorescencyjne metalowe powłoki kompozytowe mają daleko idące zastosowania w słabym oświetleniu, w tym w lokalizacji sprzętu do konserwacji samolotów, podświetlaniu znaków drogowych i oznaczeniach logicznych podróży w częściach maszyn mechanicznych.Na początek zważ siarczan niklu, sześciowodny chlorek niklu i kwas borowy, jak wspomniano w rękopisie tekstowym, i połącz je razem w fiolce. Dokładnie zmiel tę mieszaninę soli na drobny proszek. Upewnij się, że używasz odpowiedniego sprzętu ochronnego, dygestoriów i systemu usuwania odpadów niebezpiecznych.Następnie zważ 1,8 grama glinianu strontu domieszkowanego dysprozem europu, tlenku itru domieszkowanego europem lub baru domieszkowanego europem, glinianu magnezu i zmiel na drobny proszek za pomocą moździerza porcelanowego i tłuczka przez około 10 minut. Połącz zmielony proszek kompozytowy z mieszaniną soli w pojemniku do przechowywania. Zważyć 0,188 grama tej mieszaniny na centymetr kwadratowy powierzchni powłoki i dodać ją do otwartego pojemnika, dodać 40 mikrolitrów wody na centymetr kwadratowy powierzchni powłoki do tej mieszaniny i wymieszać, aby rozpuścić sól i utworzyć gęstą pastę.Za pomocą nożyczek przyciąć anodę do rozmiaru i kształtu pasującego do platerowanego przedmiotu w celu usunięcia materiału organicznego z powierzchni folii anodowej, a katodę oczyścić ją 10 wodorotlenkiem potasu Muellera lub wodorotlenkiem sodu za pomocą bawełnianego wacika lub szmatki. Spłucz powierzchnię wodą, aby usunąć nadmiar bazy, a następnie aktywuj metalową powierzchnię, aby otrzymać powłokę, przecierając ją selektywnym stężonym kwasem za pomocą bawełnianego wacika lub szmatki, postępując zgodnie z zaleceniami dotyczącymi aktywacji określonych powierzchni metalowych i stopów. Wykonaj to w dygestoria Aby uniknąć narażenia na opary chlorowodoru Szybko nałóż przygotowaną pastę powlekającą na obiekt katodowy, pokrywając cały obszar i upewniając się, że unikasz szczelin.Aktywuj powierzchnię anody, przecierając ją stężonym kwasem za pomocą bawełnianego wacika lub szmatki. Jeżeli wymagane jest obliczenie wydajności prądowej, należy zapisać masę anody i katody za pomocą wagi analitycznej. Ustaw zasilacz na żądany tryb prądu lub napięcia.Wytnij kawałek membrany hydrofilowej, takiej jak arkusz nylonu, i umieść go na paście do powlekania anody, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu z katodą. Dodaj niewielką ilość pasty lub suchej mieszanki soli na arkusz. Następnie dodaj dwie krople wody, aby częściowo rozpuścić sól.Proces ten sprawia, że arkusz nylonu przewodzi, aby umożliwić masowy transport jonów przez elektrolit, który jest niezbędny do zrównoważenia ładunku w reakcji powlekania. Można to również osiągnąć poprzez zanurzenie membrany nylonowej w wodnej mieszaninie soli niklu. Umieść aktywowaną anodę na górze i podłącz zarówno ujemny, jak i dodatni przewód do obiektu katody.Przykryj cały system folią, aby zatrzymać wodę i wywierać umiarkowany nacisk. Włącz zasilanie i kontynuuj powlekanie przez żądany czas. Wyłącz zasilanie i odsłoń system.Odłącz przewody i przepłucz obiekt katodowy wodą, umyj pozostałe elementy systemu, mocząc je w wodzie, a następnie wylej ten wodny roztwór do odpowiednio oznakowanego pojemnika na odpady niebezpieczne. Aby usunąć wszelkie niepowlekane cząstki kompozytu, delikatnie przetarj przedmiot katodowy ręcznie w rękawiczkach. Zapisać masę anody i katody za pomocą wagi analitycznej i obliczyć różnicę na podstawie ich masy pierwotnej.Obserwuj powłoki fluorescencyjne za pomocą lampy ultrafioletowej, aby sprawdzić jasność i konsystencję kompozytu metalowego. Użyj chronopotencjometrii do monitorowania zmian napięcia pod stałym prądem i chronoamperometrii do monitorowania zmian prądu pod stałym napięciem. Włącz kołek potencjału i wyznacz czas trwania oraz przyłożony prąd lub napięcie.Przygotować powłokę zgodnie z wcześniejszym opisem. Znormalizuj napięcie do wzorca odniesienia za pomocą skalibrowanego systemu trzech elektrod. Umieść drut platynowy jako pseudoelektrodę odniesienia między anodą a arkuszem nylonowym.I przykryć go osobnym nylonowym arkuszem, aby uniknąć kontaktu. Umieść kilka kropel wody i niewielką ilość pasty powlekającej na anodzie. Na koniec podłącz przewody do elektrod, a następnie uszczelnij, dociśnij i rozpocznij powlekanie zgodnie z opisem w rękopisie tekstowym.Monitoruj zmiany napięcia lub prądu. Włączenie cząstek fluorescencyjnych lub kolorowych można zaobserwować ze względu na zmianę wyglądu w porównaniu z powierzchnią niepowlekaną. Mikroskopia optyczna została wykorzystana do zbadania pokrycia powierzchni i obserwacji morfologii powierzchni powłoki.Próbki obserwowano od góry do dołu lub przecięte w celu odsłonięcia przekroju poprzecznego, procentowego pokrycia powierzchni cząstek kompozytowych w funkcji czasu w przypadku chronoamperometrii oraz w funkcji gęstości prądu w chronopotencjometrii wzrasta podczas powlekania. Pokrycie powierzchni jest również skorelowane z grubością. Parametry powłoki mogą być monitorowane przy stałym napięciu za pomocą chronoamperometrii i przy stałym prądzie za pomocą chronopotencjometrii Jasność powłok z kompozytów metalowych określono ilościowo za pomocą spektroskopii fluorescencyjnej, a obliczenia wydajności kwantowej luminescencji przeprowadzono przy użyciu stosunków powierzchni pików.Podczas korzystania z tego protokołu ważne jest, aby odpowiednio oczyścić i aktywować elektrody przed nałożeniem powłoki. Ponadto dokładne zmielenie mieszaniny elektrolitów prekursora pomoże doprowadzić do uzyskania gładkiej, równomiernej powłoki. Prekursorowa kompozytowa pasta elektrolityczna może być również osadzana przez powlekanie natryskowe lub proszkowe, aby zaoszczędzić czas i materiały.W ten sposób obiekty mogą być powlekane na większą skalę. Ta nowa technika może stymulować badania naukowe w celu włączenia innych dużych lub higroskopijnych cząstek kompozytowych, które wcześniej były niekompatybilne z kąpielą, strumieniem lub szczotką.

localized-bathless-metal-composite-plating-via-electrostamping

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Samoorganizujące się monowarstwy (SAMs) utworzone z długołańcuchowych alkanotioli na złocie stanowią precyzyjnie zdefiniowane podłoża do tworzenia wzorów białkowych oraz ograniczania przestrzeni wzrostu komórek. Mikro kontaktowy druk heksadekanotiolu przy użyciu stempla z polidimetylosiloksanu (PDMS), a następnie wypełnienie wolnych przestrzeni monomerem alkanotiolu zakończonym grupą glikolową, pozwala na uzyskanie wzoru, w którym białka i komórki adsorbują wyłącznie do obszaru z nadrukowanym...

Tworzenie dwuwymiarowych wzorowanych podłoży do ograniczania przestrzeni białek i komórek

Opisujemy technikę nanoformowania, która pozwala na tanie wzorowanie na nanoskali funkcjonalnych materiałów, stosów materiałów i całych urządzeń. Nanoformowanie może być wykonywane na dowolnym zestawie nanoimprintingu i może być stosowane do szerokiej gamy materiałów i procesów osadzania.

Nanoformowanie materiałów funkcjonalnych, wszechstronna metoda komplementarnej replikacji wzoru do nanoimprintingu

Solidna konstrukcja elektrostatycznych siłowników MEMS z obrzeżami pola skutkuje z natury niskimi warunkami tłumienia filmu ściskającego i długimi czasami stabilizacji podczas wykonywania operacji przełączania przy użyciu konwencjonalnego polaryzacji krokowej. Poprawa czasu przełączania w czasie rzeczywistym dzięki przebiegom dynamicznym prądu stałego skraca czas ustalania siłowników MEMS z polem obwódkowym podczas przechodzenia między stanami góra-dół i dół-dół-górę.

Metoda dynamicznego polaryzowania prądu stałego w czasie rzeczywistym w celu poprawy czasu przełączania w mocno niedotłumionych elektrostatycznych siłownikach MEMS z polem obrzeżnym

Substraty do hodowli komórkowych funkcjonalizowane mikroskalowymi wzorcami biologicznych ligandów mają ogromną użyteczność w dziedzinie inżynierii tkankowej. W tym miejscu demonstrujemy wszechstronną i zautomatyzowaną produkcję substratów do kultur tkankowych za pomocą wielu, mikrowzorcowych szczotek z poli(glikolu etylenowego) prezentujących ortogonalną chemię, która umożliwia przestrzennie precyzyjną i specyficzną dla miejsca immobilizację ligandów biologicznych.

Wytwarzanie złożonych substratów kulturowych przy użyciu zrobotyzowanego drukowania mikrokontaktowego (R-μCP) i sekwencyjnej substytucji nukleofilowej

Przedstawiono protokół odsłaniania gołych włókien na powierzchni kompozytu poprzez eliminację obszaru bogatego w żywicę. Włókna są odsłaniane podczas wytwarzania kompozytów, a nie przez obróbkę powierzchni. Odsłonięte kompozyty węglowe charakteryzują się wysoką przewodnością elektryczną w kierunku przekroju i grubością oraz wysokimi właściwościami mechanicznymi.

Eksperymentalne wdrożenie nowej metody wytwarzania kompozytów: naświetlanie gołych włókien na powierzchni kompozytu metodą miękkiej warstwy

Ten protokół opisuje strategię produkcji opartą na rozwiązaniach dla wysokowydajnych, elastycznych, przezroczystych elektrod z w pełni wbudowaną, grubą metalową siatką. Elastyczne przezroczyste elektrody wytwarzane w tym procesie wykazują jedne z najwyższych zgłoszonych parametrów, w tym bardzo niską rezystancję arkusza, wysoką przepuszczalność optyczną, stabilność mechaniczną przy zginaniu, silną przyczepność podłoża, gładkość powierzchni i stabilność środowiskową.

Skalowalna strategia produkcji oparta na roztworze dla wysokowydajnych, elastycznych i przezroczystych elektrod z wbudowaną metalową siatką

Opisano metody wytwarzania powierzchni do wzorzystego osadzania pędzli o grubości nanometrów lub usieciowanych warstw o grubości mikronów kopolimeru blokowego azlactonu. Omówiono krytyczne etapy eksperymentalne, reprezentatywne wyniki i ograniczenia każdej metody. Metody te są przydatne do tworzenia funkcjonalnych interfejsów z dostosowanymi cechami fizycznymi i przestrajalną reaktywnością powierzchni.

Wytwarzanie powierzchni reaktywnych za pomocą pędzlowych i usieciowanych warstw kopolimerów blokowych funkcjonalizowanych azlaktonem

Prosty protokół jest dostępny do wytwarzania struktur hemiwickich o różnych rozmiarach, kształtach i materiałach. Protokół wykorzystuje kombinację fizycznego tłoczenia, formowania PDMS i cienkowarstwowych modyfikacji powierzchni za pomocą popularnych technik osadzania materiałów.

Skalowalne drukowanie pieczątek i produkcja powierzchni hemiwickingowych

Przedstawiono protokół chemicznego imprintingu 3D mikroskalowych elementów 3D z dokładnością poniżej 20 nm do stałych i porowatych płytek krzemowych.

Elektrochemiczne nanoimprinting wspomagany metalem porowatych i litych płytek krzemowych

Ten artykuł opisuje metodę szybkiej ekstrakcji nadkrytycznej do wytwarzania aerożeli krzemionkowych. Dzięki zastosowaniu ograniczonej formy i hydraulicznej prasy na gorąco, monolityczne aerożele można wytwarzać w ciągu ośmiu godzin lub krócej.

Otrzymywanie monolitów aerożelu krzemionkowego metodą szybkiej ekstrakcji nadkrytycznej

Poznaj metodę elektrotłoczenia do powlekania metalowo-kompozytowego bez kąpieli. Technika umożliwia wysokie ładowanie cząstek kompozytowych na przedmioty wrażliwe na wodę, rozszerzając możliwości zastosowań w naukach o materiałach.

Miejscowe powlekanie metalowo-kompozytowe bez kąpieli za pomocą elektrotłoczenia

Przeglądaj więcej filmów