Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

נוהל העברת סרטים פולימריים אל מצעים נקבובי עם פגמים ממוזערים

doi: 10.3791/59554 Published: June 22, 2019
* These authors contributed equally

Summary

אנו מציגים הליך מבוקרת מאוד והעברה ללא קמטים של בלוק הסרטים דקים הקופולימר על מצעים תמיכה נקבובי באמצעות תא ביוב 3D מודפס. העיצוב בחדר הניקוז הוא של רלוונטיות כללית לכל ההליכים מעורבים העברת סרטים macromolecular על מצעים נקבובי, אשר נעשה בדרך כלל על ידי יד באופן הלתי הפיך.

Abstract

הייצור של התקנים המכילים ממברנות סרט דק מחייבת העברת סרטים אלה על פני השטח של תמיכה שרירותית מצעים. השגת העברה זו בצורה מבוקרת מאוד, ממוכן ומדומה יכולה לסלק את היצירה של מבני פגם מאקרוסולם (למשל, דמעות, סדקים וקמטים) בתוך הסרט הדק הפוגע בביצועי המכשיר ובשטח הניתן לשימוש לכל דוגמה. כאן, אנו מתארים פרוטוקול כללי עבור העברה מבוקרת מאוד ממוכן של סרט דק פולימריים על מצע תמיכה שרירותית נקבובי לשימוש בסופו של דבר כמכשיר ממברנה סינון מים. באופן ספציפי, אנו להמציא בלוק קופולימר (BCP) סרט דק על גבי ההקרבה, מסיסים במים פולי (חומצה אקרילית) (צפות) שכבה סיליקון וופל. לאחר מכן אנו לנצל מותאם אישית מעוצב, 3D-מודפס כלי העברה מערכת קאמרית ניקוז להפקיד, להמריא, ולהעביר את הסרט BCP דק על המרכז של תחמוצת האלומיניום נקבובי (AAO) תמיכה דיסק. הסרט המועבר BCP דק מוצג בעקביות ממוקם על מרכז משטח התמיכה בשל ההדרכה של מניסקוס נוצר בין המים לחדר הניקוז פלסטיק מודפס 3D. אנו גם משווים את הסרטים שלנו ממוכן העברה מעובד דק לאלה שהועברו ביד עם שימוש של מלקחיים. בדיקה אופטית וניתוח תמונה של הסרטים דק הועבר מן התהליך ממוכן לוודא כי מעט-אל-ללא מאקרוקנה המאכלי או מדומציות פלסטיק מיוצרים, לעומת ריבוי של דמעות וקמטים המיוצרים מתוך ידני העביר ביד. התוצאות שלנו מרמזות על כך שהאסטרטגיה המוצעת להעברת סרט דק יכולה להפחית פגמים בהשוואה לשיטות אחרות במערכות וביישומים רבים.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

סרט דק והתקנים מבוססי nanomembrane לאחרונה צברה עניין רחב בשל השימוש הפוטנציאלי שלהם במגוון רחב של יישומים, החל photovoltaics גמיש, פוטוניקה, צגים מתקפלת, ואלקטרוניקה לבישים1, מיכל השני , 3. דרישה לייצור סוגים שונים של התקנים אלה היא העברת סרטים דקים למשטחים של מצעים שרירותיים, אשר נשאר מאתגרת עקב שבריאת הסרטים הללו ואת הייצור התדיר של פגם מאקרוסולם מבנים, כגון קמטים, סדקים ודמעות, בתוך הסרטים לאחר העברת4,5,6,7. העברה ידנית על ידי, מלקחיים, ולולאות תיל הם שיטות נפוצות של העברת הסרט דק, אבל באופן בלתי נמנע התוצאה חוסר מבניים והדפורמציה פלסטיק8,9. סוגים שונים של מתודולוגיות העברת סרט דק נחקרו כגון: 1) polydiמתיל siloxane (PDMS) העברה בולים, אשר כרוך בשימוש בחותמת אלסטואריק כדי להשיג את הסרט הדק ממצע התורם ולאחר מכן העברה לקבלת מצע10, ו 2) העברת שכבת ההקרבה11, שבו etchant משמש באופן סלקטיבי לפזר שכבת ההקרבה בין מצע התמיכה ואת הסרט הדק, ובכך להסיר את הסרט הדק. עם זאת, שיטות אלה בלבד לא מאפשרות בהכרח העברת סרט דק מבלי לגרום נזק או פגם היווצרות בתוך הסרטים הדק12.

כאן, אנו מציגים רומן, בעלות נמוכה, ושיטת כללי המבוסס על שכבת ההקרבה מעלית-off ו-meniscus-העברה מודרכת בתוך מותאם אישית מעוצב, 3D-מודפס מערכת תא הניקוז, למקום מכני לחסום קורר (BCP) הסרטים דקים על מרכזים של מצעים נקבובי כגון אלומיניום אוקסיד (AAO) דיסקים עם מבנים פגמים קטנים מסוג מאקרוסולם, כגון קמטים, דמעות, סדקים. בהקשר הנוכחי, אלה סרטים דקים שהועברו ניתן להשתמש כמכשירים בלימודי סינון מים, פוטנציאל לאחר סינתזה חדירה רציפה (SIS) עיבוד9. ניתוח תמונה של סרטים שהועברו שהתקבלו ממיקרוסקופיה אופטית מראים כי המערכת מונחה-בתאי ניקוז מספק חלק, עמיד, ונטול קמטים. בנוסף, התמונות מדגימות גם את היכולת של המערכת למקם באופן מהימן את קרום הסרט הדק על המרכזים של מצעים מקבלים. התוצאות שלנו יש השלכות משמעותיות עבור כל סוג של יישום המכשיר המחייב העברה של מבני הסרט דק על פני משטחים של מצעים נקבובי שרירותי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. ייצור כלי העברה ומערכת מנקז

  1. מצורף (קבצים משלימים 1, 2) הוא ציור הנדסי של ההרכבה קאמרית הניקוז המורכב משני חלקים: העליון והתחתון. מודל זה המכשיר בהתאם למפרט של המערכת הרצויה (למשל, את הקוטר החיצוני של המצע המקבל) ולייצא כקובץ STL עבור הדפסה תלת-ממדית.
  2. לחלק העליון, להשתמש במדפסת פילמנט של בחירה ולהדפיס ברזולוציה הנמוכה ביותר האפשרית, כולל פיגומים בכל מקום שיידרש. לדבוק בפרמטרים המומלצים של המדפסת. מומלץ גם להדפיס את החלק העליון באמצעות פולי (חומצת חלב) (PLA) כדי למזער את הפיכת החומר.
  3. לחלק התחתון, להשתמש במדפסת שרף הזרקת דיו או מדפסת פילמנט עם גובה לבנות בסדר כמו 20 μm.
    הערה: PLA הוא חומר מתאים אשר ממזער את שפיכת החומר.
  4. לשפשף ולנקות את שני החלקים עם מים מתוהים, ולהבטיח את הוצאתם של כל חומר פוטנציאלי מתהליך ההדפסה. מומלץ גם לSonication במים בדימוס. בדוק את השרשור על שני החלקים כדי להבטיח התאמה טובה.
  5. להשלים את חדר הניקוז עם גודל 117 אטומה O-טבעת ואבובים של הפרמטרים שצוינו במסמכים התומכים (קבצים משלימים 1, 2). תרשים שרטוט של כל ההרכבה בחדר הביוב מוצג באיור 1.
  6. הדפס את כלי ההעברה באמצעות כל מדפסת פילמנט בינונית לרזולוציה עדינה. ישנם שני חלקים: מלחציים וזרוע טעינה.
    הערה: מומלץ מאוד להדפיס את כלי ההעברה באמצעות פולי (חומצת חלב) (PLA), כיוון שניתן להשתמש בחומרי פלסטיק אחרים ולגרום לווקיק להירטב באופן בלתי צפוי.
  7. השלם את המלחציים בברגים עם גודל 10 ולאחר מכן חבר את התפס לשקע מעבדה.

2. ההצהרה הראשונית ממוכן והרמת ממברנה-off ממצע התורם

  1. מניחים דיסק 25 מ"מ בקוטר (או כל המצע של מקלט שרירותי) על החלק התחתון של תא הניקוז. ואז, מניחים את הטבעת האטומה על גבי דיסק AAO ובורג בחלק העליון של תא הניקוז.
  2. לשטוף ו/או sonicate את ההתקנה פעמים שונות עם מים מוכי (DI). פעולה זו מסייעת להסיר כל אבק ו/או כל החלקיקים שנותרו מהדפסה תלת-ממדית.
  3. מניחים את פיסת וופל עם מחסנית פולימר להעברה (וופל) על שפתו של כלי העברת הטעינה.
  4. ממלאים את חדר הניקוז עם 25 מ ל של מים DI.
  5. הנמך את שקע המעבדה כך שהכלי ייטבל באיטיות לתוך הרמפה הקדמית של תא הניקוז ושמצע הסיליקון של התורם מתחת לאיטיות. ודא כי וופל הוא שקוע מספיק כדי הקרום כדי להסיר לגמרי ולהמריא ממצע התורם הבסיסי.
    הערה: שימוש בחתיכה של סי וופל ללא זיהום אבק יבטיח הפרדה קלה ממצע התורמים.
  6. הרימו לאט את כלי ההעברה מהמים והזיזו אותו מהדרך, וודאו שלא להפריע לקרום הצף.
  7. משדל את הקרום לתוך פתיחת החדר עם מלקחיים. הצבת הטוויצר במים מול קרום ידריך אותו בשל מתח פני השטח. נגיעה הקרום צף עצמו אינו הכרחי ויש להימנע.

3. מניסקוס-העברה מודרכת למצע המקלט עם מערכת הביוב

  1. לחבר אבובים לשקע של החלק התחתון של תא הניקוז. חברו את הצינורות האלה. למזרק מנעול של 20 מ ל
  2. השג משאבת מזרק עם פונקציונליות נסיגה. מניחים את המזרק על המשאבה ומשיכת מים בקצב של 1-2.5 מ ל/דקה עד שכל המים רוקנו.
  3. לאחר 10 דקות, המים צריכים להיות מוסרים לחלוטין מחדר הניקוז. אם עדיין יש שרידי מים בתוך החדר, חברו מחדש את המזרק והאבובים והמשיכו למשוך את המים השאריות.
  4. לאחר ניקוז מלא של המים, הקרום יהיה כעת להציב במרכז מצע המקלט. לנתק את תא הניקוז מן המשאבה מזרק ולפרק את התא לנקז כדי להסיר את המצע המקלט המכיל את הקרום.
    הערה: התהליך הכולל כולל הגדרת לוקח ~ 15 דקות. הפחתת נפח העבודה של מים והגדלת קצב הניקוז יכולה לקצר את התהליך.
  5. הניחו למדגם להתייבש לחלוטין בטמפרטורת החדר לפני שימוש נוסף בכל יישום.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

דגימות קרום BCP היו מפוברק על פי ההליך תיאר בעבר9. הדגימות הונחו על שפתו של זרוע הטעינה של הכלי העברת מודפס תלת-ממד (איור 1, שמאל) ולאחר מכן הופחת, עם שקע מעבדה, על הרמפה הכניסה של הכלי המודפס מודפס 3D (איור 1, ימין). שכבת ההקרבה של פולי (חומצה אקרילית) (צפות) בין קרום BCP המצע סיליקון המשמש כבסיס היה מומס במים בתוך תא ניקוז, וכתוצאה מכך קרום BCP צף. לאחר מכן, משאבת המזרק (איור 2, למטה) היה מופעל כדי למשוך את המים בקצב הזרמת נפח של 2.5 mL/min, וכתוצאה מכך זמן העברה כולל של 10 דקות (בהנחה 25 מ ל הראשונית של מים בתוך מערכת תא ניקוז). שיטה זו של העברת סרט דק הושוו להעברת הסרט דק ידנית בעזרת מלקחיים, כפי שמוצג באיור 3.

תמונות מייצגות של דגימות סרט דק BCP הועברו באופן ידני על מצעים AAO נקבובי מוצגים באיור 4. תמונות אלה ממחישים את האיכות הירודה של שיטת ההעברה הידנית, כפי שמעידים על דפורמציה הפלסטיק החמורה ומבני פגם מאקרוסקלה הנמצאים בקרומים BCP. כל ממברנות BCP יש מקומט מפוצל לאחר העברה ידנית, בנוסף לעיוות של הגיאומטריה המלבנית הראשונית של קרום BCP לקוביות. הטעות האנושית שהוצגה על ידי תוצאות העברה ידנית בהעברה לא הושלמה של הקרומים, כמו גם חוסר מרכוז ו/או דיוק של המיקום על מצע AAO מקלט-זה יהיה בדיקה נוספת עם תוכנת ניתוח תמונה.

תמונות מייצגות של דגימות סרט דק BCP הועברו על מצעים aao נקבובי, באמצעות הדרכה מניסקוס ומערכת תא ניקוז, מוצגים באיור5. לאחר הבדיקה, תמונות אלה מציגות הבדל מסומן מאלה באיור 4, כמו הגיאומטריה המלבנית של כל קרום נשמר. נראה שיש מלאה, למינציה אחיד של הקרום על המקלט AAO מצעים, ללא כל ההשפעות הגדולות פלסטיק לדפורמציה נצפתה. יתר על כן, נראה כי יש דיוק גבוה של מרכוז של קרום BCP על מצעים המקלט, אשר יאושר עם תוכנת ניתוח תמונה.

כדי לאפיין את הדיוק של המיקום והמרכוז של קרום BCP על המצע AAO של המקלט, ניתוח תמונה בסנטאנאיד נערך באמצעות תוכנת הניתוח ImageJ. באופן ספציפי, המרחק בין הסנטאיד של קרום BCP והסנטאיד של המצע AAO של המקלט היה מחושב עבור כל דוגמה. ערכים אלה מדווחים בטבלה 1 ובטבלה 2, בהתאם לשיטת ההעברה הידנית ולשיטת מניסקוס-שיטת הניקוז המודרכת, בהתאמה. מרכז למרכז מרחקים עבור דגימות הועברו באופן ידני (טבלה1) מגוון נרחב, עם ערכים החל מ 0.533 מ"מ עד 8.455 מ"מ. המרחק הממוצע מרכז למרכז וסטיית התקן עבור הדגימות שהועברו עם השיטה הידנית היתה 3.840 מ"מ 2.788 מ"מ. לעומת זאת, מרכז למרכז המרחקים של מניסקוס-מונחה/לרוקן דגימות החדר הועברו (שולחן 2) הראה הרבה פחות וריאציה, עם ערכים החל מ 0.282 מ"מ עד 0.985 מ"מ. המרחק הממוצע מרכז אל מרכז וסטיית התקן של מניסקוס-מונחה/הנקז קאמרית העברת דגימות היה 0.521 mm 0.258 מ"מ. תוצאות אלה מרמזות על מערכת העברת מערכות מונחה/ניקוז קאמרית מספק דיוק גדול יותר והוא מהווה מיקום ומרכוז של קרום BCP על מצע המקלט. כאשר מצמידים עם דפורמציה פלסטיק מוגבלת מבנים פגם המקרו בדוגמאות אלה (איור 4), לעומת אלה שהועברו באופן ידני (איור 3), מניסקוס-העברה מודרך עם שימוש של תא ניקוז מערכת מוכיחה להיות פרוטוקול יעיל ויציב להעברת קרום הסרט דק לתוך מצעים נקבובי שרירותי.

Figure 1
איור 1 : סכמטית המתאר את העיצוב וההרכבה של כלי ההעברה (משמאל) וחדר הניקוז (מימין). כלי ההעברה (משמאל) מורכב משני חלקים בודדים: המלחציים וזרוע הטעינה, כשהם מתויגים. המלחציים מתחבר לכל שקע מעבדה רגיל (1) עם גודל10 בורג. מצע התורם המכיל את קרום הסרט להיות דק להיות מועבר (2). תא הניקוז (מימין) מורכב משני חלקים בודדים: החלק העליון והחלק התחתון, כתווית. מצע התורם מופחת לשיפוע הכניסה (3). O-טבעת אטומה (4) מסופקת כדי להבטיח חותם צר בין המצע המקלט (5) לבין החלק התחתון של תא הניקוז. מים זורמים דרך החדר והיציאות בשקע (6). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2 : להשלים את ההתקנה הניסיונית. (למעלה) בתמונה מציגה את הכלי המלא מודפס 3D-העברה (מהדק והטעינה זרוע) ומערכת לנקז המערכת. (למטה) בתמונה הוא מזרק שנערך על ידי משאבת מזרק עם פונקציונליות נסיגה, מחובר למערכת תא ניקוז. משאבת מזרק נסוג מים מהמערכת לנקז ומאפשר מניסקוס העברה מודרכת של nanomembrane למצע המקלט. כמו כן בתמונה היא גביע זכוכית המכסה את מערכת התא לטמיון כדי למנוע אבק וחלקיקים זרים אחרים להיכנס למערכת לנקז. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3 : שיטת העברת סרט דק ידנית ביד ובפינצטה. בשיטה זו, המצע סיליקון התורם הוא הופך לאט לתוך אמבט של מים, המסת שכבת ההקרבה בין קרום BCP המצע ושחרור קרום BCP לתוך האמבטיה. לאחר מכן, המשתמש מחזיק את המצע AAO מקלט עם זוג מלקחיים ובאיטיות "כפות" כלפי מעלה כדי למקם את קרום BCP על המצע AAO מקלט. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4 : תמונות אופטיות של בלוק מועבר באופן ידני (BCP) סרטים דקים. תצלומים המתארים את ממברנות BCP על גבי המקלט AAO מצעים (קוטר 25 מ"מ), לאחר העברה ידנית ביד ומלקחיים. דפורמציה מפלסטיק חמור מבנים פגם מאקרוסולם הם נצפו בדגימות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5 : תמונות אופטיות של מניסקוס-מונחה לחסום בלוק קופולימר (BCP) סרטים דקים, במיוחד עם שימוש בכלי העברה מודפס 3d/לנקז תא. תצלומים המתארים את ממברנות BCP על גבי המקבל מצעים AAO (25 מ"מ קוטר), לאחר מניסקוס-העברה בחדר מודרך/ניקוז. למינציה אחידה, עם דפורמציה פלסטיק מוגבלת, הוא נצפתה בדגימות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

דוגמה מרחק ממרכז למרכז (mm)
1 3.055
2 5.334
3 0.533
4 8.455
מיכל 5 3.765
6 1.895

טבלה 1: מרחק ממרכז למרכז לדוגמאות שהועברו באופן ידני. ערכים אלה מתארים את המרחקים בין מרכז הקרום BCP ומרכז המצע AAO של המקלט, שנקבע על ידי הפונקציה המרכזית של תוכנת ניתוח ImageJ. המרחק ממרכז למרכז היה 3.840 2.788 מ"מ (ממוצע ± SD).

דוגמה מרחק ממרכז למרכז (mm)
1 0.527
2 0.985
3 0.597
4 0.282
מיכל 5 0.438
6 0.300

שולחן 2: מרחק ממרכז מרכז למניסקוס-דגימות הועברו לחדר בכיוון מונחה/מרוקן. ערכים אלה מתארים את המרחקים בין מרכז הקרום BCP ומרכז המצע AAO של המקלט, שנקבע על ידי הפונקציה המרכזית של תוכנת ניתוח ImageJ. המרחק ממרכז למרכז היה 0.521 0.258 מ"מ (ממוצע ± SD).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

בעוד שרבים מהצעדים המפורטים בפרוטוקול זה חיוניים להצלחת העברת הסרט הדק, האופי של חדר הניקוז המודפס בתלת-ממד המותאם אישית מאפשר גמישות רחבה, בהתאם לדרישות הספציפיות של המשתמש. לדוגמה, אם למצע המקבל יש קוטר גדול יותר מאשר דיסקי AAO בקוטר 25 מ"מ הנמצאים בשימוש במחקר זה, תא הניקוז יכול להיות שונה כראוי כדי להתאים למפרטים החדשים. עם זאת, קיימים היבטים מסוימים של הפרוטוקול הנחוצים להבטחת תוצאות העברה אפקטיביות.

הבחירה של חומר מודפס 3D עבור כלי העברת וחדר הניקוז מוכיחה להיות חשוב להצלחת פרוטוקול זה. הן כלי ההעברה ואת חדר הניקוז צריך להיות מודפס עם חומרים שאינם מרוקנים את החומר ללא הרף, כמו פיסות של פסולת מלשפוך יכול להרוס את היושרה של קרום הסרט הדק. מפלה ושרף הזרקת דיו להדפסה היו נחושים להיות חומרים אופטימליים למטרה זו. כאשר ביחד עם ניקוי יסודי עם מים מsonication ומלא, חלקים מודפסים 3D לא צריך לייצר חלקיקים שאחרת לזהם את הדגימות. בנוסף, הבחירה של חומר מודפס תלת-ממד עבור כלי העברת הוא קריטי כדי למנוע נזק מכל בועות מתח מים הנובעים הקשר הראשוני בין זרוע הטעינה לבין המים בחדר הניקוז. מפלה היתה נחושה להיות החומר האופטימלי במובן זה, ופולימרים הידרופילי אחרים צריכים לפעול גם כן. לכן, אנו ממליצים מאוד כי להשתמש PLA עבור כלי העברת, בעוד חדר הניקוז צריך להיות מודפס עם PLA ו/או שרף להדפסה הזרקת דיו.

עוד היבט קריטי של הפרוטוקול הוא הדרכה של מניסקוס בתהליך ההעברה, כמו מניסקוס מסייע למקם את הקרום על מרכז המצע המקלט. זה יכול להיות נשלט על ידי בחירת שיעור זרימה נפחי של משאבת המזרק. מהיר מדי של קצב הנסיגה (גדול מ-5 מ"ל/min עבור פרוטוקול זה) עלול לגרום נזק לקרום ולמנוע את המיניסקוס באיטיות המנחה את הקרום למרכז מצע המקלט. 2.5 mL/min נקבע להיות שיעור אופטימלי עבור פרוטוקול זה, כפי שהוא שומר על שלמות מבנית של קרום ודיוק גבוה של מרכוז ומיקום על מצע המקלט, מבלי להקריב את היעילות. כמו כן, ניתן לכוונן פרמטרים אלה בהתאם לשיקולים הספציפיים של הפרויקט, במיוחד אם המפרט הגיאומטרי של תא הניקוז המודפס בתלת-ממד משתנה.

בעוד מיקרו מניסקוס מונחה/ביוב העברה קאמרית מתודולוגיה מסייעת לחסל את היצירה של פגמים מבניים מאקרוקנה ועיוות פלסטיק חמור בסרטים דקים הועברו, יש עדיין את האפשרות של פגם מיקרוסקאלה מבנים בתוך הקרומים, כגון שבירה ופגמים בקו/מישור. עם זאת, סוגים אלה של הומופאות בקנה מידה קטן עשויים לנבוע מהייצור הראשוני של הדגימות ולא מפרוטוקול ההעברה עצמו. התפקיד של מבני פגם מיקרו בקנה מידה כזה על ביצועי קרום הוא נושא של מחקר שוטף.

הדגמנו מתודולוגיה פשוטה המבוססת על 3D-הדפסה, מניסקוס הדרכה במדויק ובאופן בלתי מורגש שליטה על העברת הסרט דק BCP קרומים מצעים סיליקון מסובלי ומצעים נקבובי. תוצאות הבדיקה האופטית התוכנה ניתוח תמונה לאשר את האיכות תוצאה גבוהה של המיקום. פרוטוקול זה יכול להיות מורחב לכל יישום מחקר שדורש העברה מדויקת למינציה אחידה של סרטים דקים לתוך מצעים נקבובי שרירותי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

. למחברים אין מה לגלות

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה כחלק חומרים מתקדמים עבור מערכות אנרגיה-מים (AMEWS) מרכז, מרכז אנרגיה מחקר הגבול ממומן על ידי משרד האנרגיה של ארה ב, משרד המדע, בסיסי אנרגיה מדעי. אנו מודים בהכרת תודה לשיחות מועילות עם מארק סטויקוביץ ' ופול ניאלי.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
35% sodium polyacrylic acid solution Sigma Aldrich 9003-01-4  
Amicon Stirred Cell model 8010 10mL Millipore 5121
Anodized aluminum oxide, 0.2u thickness, 25mm diameter Sigma Aldrich WHA68096022
o ring neoprene 117 Grainger 1BUV7
Objet500 Connex3 3D Printer Stratasys
Onshape 3D software onshape
Polylactic acid filament Ultimaker
ultimaker3 3d filament printer Ultimaker
Vero Family printable materials Stratasys

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shah, A., Torres, P., Tscharner, R., Wyrsch, N., Keppner, H. Photovoltaic technology: the case for thin-film solar cells. Science. 285, (5428), 692-698 (1999).
  2. Kim, T. H., et al. Full-colour quantum dot displays fabricated by transfer printing. Nat. Photon. 5, (3), 176 (2011).
  3. Nomura, K., et al. Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors. Nature. 432, (7016), 488 (2004).
  4. Pirkle, A., et al. The effect of chemical residues on the physical and electrical properties of chemical vapor deposited graphene transferred to SiO2. Applied Physics Letters. 99, (12), 122108-122110 (2011).
  5. Chae, S. J., et al. Synthesis of large-area graphene layers on poly-nickel substrate by chemical vapor deposition: wrinkle formation. Advanced Materials. 21, (22), 2328-2333 (2009).
  6. Zhu, W., et al. Structure and electronic transport in graphene wrinkles. Nano Letters. 12, (7), 3431-3436 (2012).
  7. Paronyan, T. M., Pigos, E. M., Chen, G., Harutyunyan, A. R. Formation of ripples in graphene as a result of interfacial instabilities. ACS Nano. 5, (12), 9619-9627 (2011).
  8. Stadermann, M., et al. Fabrication of large-area free-standing ultrathin polymer films. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (100), e52832 (2015).
  9. Zhou, C., et al. Fabrication of Nanoporous Alumina Ultrafiltration Membrane with Tunable Pore Size Using Block Copolymer Templates. Advanced Functional Materials. 27, (34), 1701756 (2017).
  10. Meitl, M. A., et al. Transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp. Nature Materials. 5, (1), 33 (2006).
  11. Suk, J. W., et al. Transfer of CVD-grown monolayer graphene onto arbitrary substrates. ACS Nano. 5, (9), 6916-6924 (2011).
  12. Chen, Y., Gong, X. L., Gai, J. G. Progress and Challenges in Transfer of Large-Area Graphene Films. Advanced Science. 3, (8), 1500343 (2016).
נוהל העברת סרטים פולימריים אל מצעים נקבובי עם פגמים ממוזערים
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Guio, L., Liu, C., Boures, D., Getty, P. T., Waldman, R., Liu, X., Darling, S. B. Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects. J. Vis. Exp. (148), e59554, doi:10.3791/59554 (2019).More

Guio, L., Liu, C., Boures, D., Getty, P. T., Waldman, R., Liu, X., Darling, S. B. Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects. J. Vis. Exp. (148), e59554, doi:10.3791/59554 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter