Il nostro protocollo dimostra le fasi di fabbricazione di una struttura a rete flessibile e il processo di incollaggio per realizzare una raccoglitrice di energia di vibrazione a base polimerica. Il vantaggio di questa tecnica, è che la fotografia 3D può facilmente fabbricare la struttura a rete, che è efficace nella mietitrice di energia delle vibrazioni per applicazioni a bassa frequenza Per iniziare, preparare substrati di vetro da 30 millimetri per 40 millimetri. Impostare un substrato di vetro in una giga di teflon per la pulizia.
Indossare occhiali protettivi, indumenti e guanti. Quindi, emerge la giga nella soluzione piranha per un minuto. Impostare il substrato di vetro nella camera di una macchina di sputtering magnetron RF.
Impostare la potenza RF su 250 watt, il tempo di sputtering su 11 minuti, la portata del gas Argon a 12 sccm e la pressione della camera a 0,5 pascal. Ora, formare da 100 a 200 nanometri di pellicola di cromo sul substrato di vetro, mediante sputtering di magnetron RF. Quindi, impostare il substrato su una fase di fissaggio in una camera rivestita di spin.
Rilascia una resistenza fotografica positiva come 1A13 sulla pellicola di cromo e ricopri la pellicola sottile da uno a due micron con rivestimento a rotazione a 4000 giri/min per 30 secondi. Dopo aver cotto il substrato come descritto nel protocollo di testo, contattare il substrato rivestito con resistenza fotografica con una maschera fotografica. Esporre la luce UV verticalmente alla maschera fotografica.
Assicurarsi che la dose di esposizione sia di 80 millijoule per centimetro quadrato e che la lunghezza d'onda sia di 405 nanometri. Immergere il substrato in 150 millilitri di soluzione TMAH e sviluppare la resistenza fotografica per 30 secondi a un minuto. Dopo aver risciacquato il substrato con acqua pura, immergere il substrato nei 150 millilitri della soluzione di incisione del cromo e incidere il cromo per circa uno o due minuti.
Quindi, rimuovere la resistenza alla foto come descritto nel protocollo di testo. Ora, impostare il substrato sullo stadio di fissaggio nella camera dello spin coater. Lasciare cadere circa un millilitro di soluzione di resina acrilica sul lato del motivo cromo del substrato per rilasciare la struttura fabbricata come strato sacrificale.
Quindi, formare una pellicola sottile mediante spin-coating a 2000 giri/min per 30 secondi. Dopo aver cotto il substrato a 100 gradi Celsius per 10 minuti, impostare il substrato su una piastra attaccata nel rivestimento spray. Coprire il substrato con un coperchio del bordo per evitare il battito del bordo.
Versare la foto negativa resistere SU8-3005 nella siringa. Impostare il diametro dell'ugello, la velocità di movimento dell'ugello, la pressione di atomizzazione, la pressione del fluido, la distanza del passo e il tempo di intervallo per ogni livello elencati nel protocollo di testo. Inoltre, impostare la distanza tra l'ugello e il substrato su 40 millimetri.
Spruzzare multistrati SU8 sul substrato. Ripetere il rivestimento 10 volte allo stesso modo. Quindi, cuocere il substrato su una piastra calda a 95 gradi Celsius per 60 minuti.
Dopo aver determinato lo spessore del film per strato, come descritto nel protocollo di testo, spruzzare il multistrato per ottenere lo spessore del film di destinazione. In questa ricerca, vengono applicati 40 strati per uno spessore di 200 micron. Ora, posizionare il substrato su una tabella di regolazione dell'angolo capovolgendo il substrato.
Inclinare l'angolo della tabella di regolazione a 45 gradi. Posizionare la tabella di regolazione dell'angolo sotto la sorgente luminosa UV. Applicare la luce UV verticalmente sul substrato a una dose di esposizione di 150 millijoule per centimetro quadrato e una lunghezza d'onda di 365 nanometri.
Dopo l'esposizione, riportare l'angolo della tabella di regolazione a zero gradi e inclinarlo a 45 gradi nella direzione opposta. Applicare la luce UV verticalmente nello stesso modo, prima di eseguire la cottura post-esposizione come descritto nel protocollo di testo. Ora, sviluppa il substrato per circa 20-30 minuti nello sviluppatore SU-8.
Se il tempo di sviluppo non è sufficiente, porta a un'apertura insufficiente dei vuoti della rete. Dopo il risciacquo in IPA, come descritto nel protocollo di testo, immergere il substrato nella soluzione di Toluene per circa tre o quattro ore. Assicurarsi che lo strato sacrificale della resina acrilica sia bordato e che la struttura SU-8 con la struttura a rete sia rilasciata dal substrato.
Per preparare il film piezoelettrico, ritagliare il foglio PVDF alla forma del dispositivo con un foglio di 360 millimetri quadrati. Posizionare le pellicole PVDF tagliate su una piastra di Petri con uno swiper cellulare. Conservali in un essiccatore.
Ora, versare 10 millilitri dell'agente principale del PDMS, e un millilitro di agente polimerizzante, in un tubo di centrifuga. Impostare il tubo di centrifuga in una macchina planetaria di stoccaggio e defoaming e mescolare entrambe le soluzioni per un minuto. Ora, prepara due substrati di vetro da 30 millimetri per 40 millimetri.
Impostare il substrato di vetro su uno stadio di fissaggio nella camera del mandrino di spin. Lasciare cadere la soluzione PDMS sul substrato di vetro. Quindi, formare la pellicola PDMS mediante rivestimento di spin a 4000 RPM e cuocere il substrato come descritto nel protocollo di testo.
Posizionare le pellicole PVDF tagliate una per una su due diversi substrati PDMS. Assicurarsi che semplicemente posizionando le pellicole PVDF sulla superficie di PDMS, aderiscano l'una all'altra. Se le rughe sono viste sulle pellicole PVDF, estenderle con un rullo.
Lascia cadere SU-8 sulla pellicola PVDF uno, posizionata sul substrato PDMS uno. Quindi, formare la pellicola sottile SU-8 mediante rivestimento a rotazione a 4000 giri/min. Posizionare la struttura a rete SU-8 sulla pellicola PVDF e incollarle.
Ora, rilasciare SU-8 sulla pellicola PVDF due, posizionata sul substrato PDMS due. Formare la pellicola sottile SU-8 mediante rivestimento a rotazione a 4000 giri/min. Peal off PVDF film due dal substrato PDMS due, quindi posizionare sopra la struttura a rete SU-8, posto su pellicola PVDF uno.
Conservare il dispositivo aderito con lo stato incollato in un contenitore con bassa umidità, come un essiccatore per circa 12 ore. Dopo 12 ore, metti le pinzette nella parte inferiore dello strato più basso, la pellicola PVDF. Quindi, staccare contemporaneamente i tre strati incollati della pellicola PVDF uno, della struttura a rete SU-8 e della pellicola PVDF due dal substrato.
Viene mostrata una raccoglitrice di energia di vibrazione di tipo bimorfo, composta da due strati di pellicole PVDF e uno strato intermedio, composto da una struttura a rete SU-8. Gli elettrodi del PVDF superiore e inferiore sono collegati in serie per ottenere la tensione di uscita. L'immagine ottica e le due immagini SEM mostrano strati elastici con una struttura a rete.
Secondo le immagini, lo strato elastico, elaborato dall'esposizione inclinata sul retro, sembra avere modelli di mesh 3D fini, senza guasti allo sviluppo. Nei test di vibrazione, vengono valutati due dispositivi, uno con uno strato elastico meshed-core e l'altro con uno strato elastico a struttura a nucleo solido, per verificare la validità del dispositivo di tipo nucleo mesh. Quando i dispositivi sono impostati su uno shaker di vibrazione ed eccitati, entrambi, il tipo meshed-core e i dispositivi di tipo solid-core, hanno mostrato un'uscita sinusoidale sincronizzata con l'ingresso sinusoidale.
Il dispositivo di tipo meshed-core presentava una tensione di uscita superiore del 42,6% rispetto al dispositivo di tipo solid-core. Qui è mostrata la risposta in frequenza della massima potenza di uscita. Il dispositivo di tipo meshed-core presentava una frequenza di risonanza di 18,7 hertz, che è inferiore del 15,8% rispetto al dispositivo di tipo solid-core.
Ha anche mostrato una potenza di uscita di 24,6 microwatt, che è superiore del 68,5% rispetto al dispositivo di tipo solid-core. In caso di esposizione inclinata, dal retro del substrato, e tempi di sviluppo sufficienti sono importanti per realizzare stampe fini della struttura a rete. Nel processo di incollaggio sottile, possiamo anche usare una colla istantanea.
Tuttavia, la colla riempirà il vuoto della struttura della rete e causerà un aumento della rigidità del dispositivo. Pertanto, aumenta anche la frequenza di risonanza. Tutti utilizzando sistemi di raccolta dell'energia, possiamo applicare la fotografia 3D come micro nano applicazioni, come sistemi biologici, ottici e microfluidici.
