Name: elaborate control of inkjet printer for fabrication of chip-based supercapacitors
Uploaded: 2021-11-30T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door de Korea Electric Power Corporation (subsidienummer: R21XO01-24), het Competency Development Program for Industry Specialists van de Koreaanse MOTIE beheerd door KIAT (Nr. P0012453) en de Chung-Ang University Graduate Research Scholarship 2021.

1. Ontwerp van het patroon met behulp van PCB CAD-programma
<ol><li>Voer het CAD-programma uit. Klik op de knop Bestand boven in het programmavenster. Om een nieuw projectbestand te vormen, klikt u op de knoppen Nieuw en Project .</li>
	<li>Om het bordbestand te genereren, klikt u op de knoppen Bestand, Nieuw en Bord in de volgorde. Stel de rastergrootte, meerdere en alt-waarden in door te klikken op d...

<ol>
	<li>Valentine, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+3D+printing+of+soft+electronics.">Hybrid 3D printing of soft electronics.</a> Advanced Materials. 29 (40), 1703817 (2017).</li><li>Liang, K., Carmone, S., Brambilla, D., Leroux, J. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+of+a+wearable+personalized+oral+delivery+device:+A+first-in-human+study.">3D printing of a wearable personalized oral delivery device: A first-in-human study.</a> Science Advances. 4 (5), (2018).</li><li>Joshi, S. C., Sheikh, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+in+aerospace+and+its+long-term+sustainability.">3D printing in aerospace and its long-term sustainability.</a> Virtual and Physical Prototyping. 10 (4), 175-185 (2015).</li><li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paper-based+chemiluminescence+ELISA:+Lab-on-paper+based+on+chitosan+modified+paper+device+and+wax-screen-printing.">Paper-based chemiluminescence ELISA: Lab-on-paper based on chitosan modified paper device and wax-screen-printing.</a> Biosensors and Bioelectronics. 31 (1), 212-218 (2012).</li><li>Vohra, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+and+green+fabrication+of+polymer+electronic+devices+by+push-coating+of+the+polymer+active+layers.">Low-cost and green fabrication of polymer electronic devices by push-coating of the polymer active layers.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 9 (30), 25434-25444 (2017).</li><li>Sch&#252;ffelgen, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+area+growth+and+stencil+lithography+for+in+situ+fabricated+quantum+devices.">Selective area growth and stencil lithography for in situ fabricated quantum devices.</a> Nature Nanotechnology. 14 (9), 825-831 (2019).</li><li>Karim, N., Afroj, S., Tan, S., Novoselov, K. S., Yeates, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All+inkjet-printed+graphene-silver+composite+ink+on+textiles+for+highly+conductive+wearable+electronics+applications.">All inkjet-printed graphene-silver composite ink on textiles for highly conductive wearable electronics applications.</a> Scientific Reports. 9 (1), 8035 (2019).</li><li>Singh, M., Haverinen, H. M., Dhagat, P., Jabbour, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printing-Process+and+its+applications.">Inkjet printing-Process and its applications.</a> Advanced Materials. 22 (6), 673-685 (2010).</li><li>An, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+multi-recognition+flexible+wearable+sensor+via+graphene+aerogel+printing.">Three-dimensional multi-recognition flexible wearable sensor via graphene aerogel printing.</a> Chemical Communications. 52 (73), 10948-10951 (2016).</li><li>Ko, S. H., Chung, J., Hotz, N., Nam, K. H., Grigoropoulos, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+nanoparticle+direct+inkjet+printing+for+low-temperature+3D+micro+metal+structure+fabrication.">Metal nanoparticle direct inkjet printing for low-temperature 3D micro metal structure fabrication.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20 (12), 125010 (2010).</li><li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+inkjet+printing+of+graphene.">Efficient inkjet printing of graphene.</a> Advanced Materials. 25 (29), 3985-3992 (2013).</li><li>Burke, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultracapacitors:+why,+how,+where+is+the+technology.">Ultracapacitors: why, how, where is the technology.</a> Journal of Power Sources. 91 (1), 37-50 (2000).</li><li>Qorbani, M., Khajehdehi, O., Sabbah, A., Naseri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ti-rich+TiO2+tubular+nanolettuces+by+electrochemical+anodization+for+all-solid-state+high-rate+supercapacitor+devices.">Ti-rich TiO2 tubular nanolettuces by electrochemical anodization for all-solid-state high-rate supercapacitor devices.</a> ChemSusChem. 12 (17), 4064-4073 (2019).</li><li>Areir, M., Xu, Y., Harrison, D., Fyson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+of+highly+flexible+supercapacitor+designed+for+wearable+energy+storage.">3D printing of highly flexible supercapacitor designed for wearable energy storage.</a> Materials Science and Engineering: B. 226, 29-38 (2017).</li><li>Fialkov, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+application+in+chemical+power+sources.">Carbon application in chemical power sources.</a> Russian Journal of Electrochemistry. 36 (4), 345-366 (2000).</li><li>Pandolfo, A. G., Hollenkamp, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+properties+and+their+role+in+supercapacitors.">Carbon properties and their role in supercapacitors.</a> Journal of Power Sources. 157 (1), 11-27 (2006).</li><li>Egorov, V., Gulzar, U., Zhang, Y., Breen, S., O'Dwyer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+3D+printing+methods+and+materials+for+electrochemical+energy+storage.">Evolution of 3D printing methods and materials for electrochemical energy storage.</a> Advanced Materials. 32 (29), 2000556 (2020).</li><li>Seol, M. -. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-printed+in-plane+supercapacitors+by+sequential+additive+manufacturing+process.">All-printed in-plane supercapacitors by sequential additive manufacturing process.</a> ACS Applied Energy Materials. 3 (5), 4965-4973 (2020).</li><li>Park, S. H., Kaur, M., Yun, D., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchically+designed+electron+paths+in+3D+printed+energy+storage+devices.">Hierarchically designed electron paths in 3D printed energy storage devices.</a> Langmuir. 34 (37), 10897-10904 (2018).</li><li>Sajedi-Moghaddam, A., Rahmanian, E., Naseri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet-printing+technology+for+supercapacitor+application:+Current+state+and+perspectives.">Inkjet-printing technology for supercapacitor application: Current state and perspectives.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 12 (31), 34487-34504 (2020).</li><li>Komuro, N., Takaki, S., Suzuki, K., Citterio, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printed+(bio)chemical+sensing+devices.">Inkjet printed (bio)chemical sensing devices.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 405 (17), 5785-5805 (2013).</li><li>Kim, J., Kumar, R., Bandodkar, A. J., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+materials+for+printed+wearable+electrochemical+devices:+A+review.">Advanced materials for printed wearable electrochemical devices: A review.</a> Advanced Electronic Materials. 3 (1), 1600260 (2017).</li><li>Calvert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printing+for+materials+and+devices.">Inkjet printing for materials and devices.</a> Chemistry of Materials. 13 (10), 3299-3305 (2001).</li><li>Zhou, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+characterization+of+fluid+properties+to+predict+droplet+ejection+for+three-dimensional+inkjet+printing+formulations.">High-throughput characterization of fluid properties to predict droplet ejection for three-dimensional inkjet printing formulations.</a> Additive Manufacturing. 29, 100792 (2019).</li><li>Ebnesajjad, S., Ebnesajjad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Adhesives and Surface Preparation. , 21-30 (2011).</li></ol>

De kritieke stappen in dit protocol zijn betrokken bij het instellen van de softwareparameter om het ontworpen patroon af te drukken door de parameterwaarden nauwkeurig aan te passen. Afdrukken op maat kan leiden tot structurele optimalisatie en het verkrijgen van nieuwe mechanische eigenschappen19. De inkjetdrukmethode met softwareparameterregeling kan worden gebruikt voor geavanceerd afdrukken in verschillende industrieën door het geoptimaliseerde materiaal voor het drukproces te selecteren.</p...

In de afgelopen decennia zijn meerdere printmethoden ontwikkeld voor verschillende toepassingen, waaronder draagbare apparaten1, farmaceutische producten2 en lucht- en ruimtevaartcomponenten3. De bedrukking kan eenvoudig worden aangepast voor verschillende apparaten door eenvoudig de te gebruiken materialen te veranderen. Bovendien voorkomt het de verspilling van grondstoffen. Voor de productie van elektronische apparaten zijn verschillende drukmethoden ontwikkeld, zoals zeefdruk4, push-coating5 en lithografie6. In vergelijking met deze printtechnologieën heeft de inkjetprintmethode meerdere voordelen, waaronder minder materiaalverspilling, compatibiliteit met meerdere substraten7, lage kosten8, flexibiliteit9, verwerking bij lage temperaturen10 en gemak van massaproductie11. De toepassing van de inkjetprintmethode is echter nauwelijks gesuggereerd voor bepaalde geavanceerde apparaten. Hier presenteren we een protocol met gedetailleerde richtlijnen voor het gebruik van de inkjetprintmethode voor het afdrukken van een supercondensatorapparaat.
Supercondensatoren, waaronder pseudocondensatoren en elektrochemische dubbellaagse condensatoren (EDLC's), zijn in opkomst als energieopslagapparaten die conventionele lithium-ionbatterijen kunnen aanvullen12,13. EDLC is vooral een veelbelovend apparaat voor energieopslag vanwege de lage kosten, hoge vermogensdichtheid en lange levensduur14. Actieve kool (AC), met een hoog specifiek oppervlak en geleidbaarheid, wordt gebruikt als elektrodemateriaal in commerciële EDLC's15. Deze eigenschappen van AC zorgen ervoor dat EDLC's een hoge elektrochemische capaciteit hebben16. EDLC's hebben het passieve volume in apparaten wanneer de conventionele fabricagemethode met vaste grootte wordt gebruikt. Met inkjetprinten kunnen de EDLC's volledig worden geïntegreerd in het productontwerp. Daarom is het apparaat dat is vervaardigd met behulp van de inkjetprintmethode functioneel beter dan het apparaat dat is vervaardigd met bestaande methoden met een vast formaat17. De fabricage van EDLC's met behulp van de efficiënte inkjetprintmethode maximaliseert de stabiliteit en levensduur van EDLC's en biedt een vrije vormfactor18. De drukpatronen zijn ontworpen met behulp van een PCB CAD-programma en geconverteerd naar Gerber-bestanden. De ontworpen patronen zijn afgedrukt met behulp van een inkjetprinter omdat deze nauwkeurige softwaregestuurde controle, hoge materiaaldoorvoer en afdrukstabiliteit heeft.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2&#8221; x 3&#8221; FR&#173;4 board</td>
			<td>Voltera</td>
			<td>SKU: 1000066</td>
			<td>PCB substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activated carbon</td>
			<td>MTI</td>
			<td>Np-Ag-0530HT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eagle CAD</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td></td>
			<td>PCB CAD program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl cellulose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>46070</td>
			<td>48.0-49.5% (w/w) ethoxyl basis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flex 2 conductive ink</td>
			<td>Voltera</td>
			<td>SKU: 1000333</td>
			<td>Flexible Ag ink</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium perchlorate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>634565</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propylene carbonate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>310328</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVDF</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>182702</td>
			<td>average Mw ~534,000 by GPC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smart Manager</td>
			<td>ZIVE LAB</td>
			<td>ver : 6. 6. 8. 9</td>
			<td>Electrochemical analysis program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super-P</td>
			<td>Hyundai</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terpineol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>432628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thinky mixer</td>
			<td>Thinky</td>
			<td>ARE-310</td>
			<td>Planetary mixer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>X100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>V-One printer</td>
			<td>Voltera</td>
			<td>SKU: 1000329</td>
			<td>PCB printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZIVE SP1</td>
			<td>Wonatech</td>
			<td></td>
			<td>Potentiostat device</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

elaborate control of inkjet printer for fabrication of chip-based supercapacitors

Er zijn enorme inspanningen op verschillende gebieden om de inkjetprintmethode toe te passen voor de fabricage van draagbare apparaten, displays en energieopslagapparaten. Om producten van hoge kwaliteit te krijgen, zijn echter geavanceerde bedieningsvaardigheden vereist, afhankelijk van de fysieke eigenschappen van de inktmaterialen. In dit opzicht is het optimaliseren van de inkjetprintparameters net zo belangrijk als het ontwikkelen van de fysieke eigenschappen van de inktmaterialen. In deze studie wordt optimalisatie van de parameters van de inkjetprintsoftware gepresenteerd voor het fabriceren van een supercondensator. Supercondensatoren zijn aantrekkelijke energieopslagsystemen vanwege hun hoge vermogensdichtheid, lange levensduur en verschillende toepassingen als krachtbronnen. Supercondensatoren kunnen worden gebruikt in het Internet of Things (IoT), smartphones, draagbare apparaten, elektrische voertuigen (EV's), grote energieopslagsystemen, enz. Het brede scala aan toepassingen vereist een nieuwe methode die apparaten op verschillende schalen kan fabriceren. De inkjetprintmethode kan de conventionele fabricagemethode met vaste grootte doorbreken.

De inkt werd gesynthetiseerd volgens stap 2 en de kenmerken van de inkt konden worden bevestigd volgens referentie18. Figuur 8 toont de structurele eigenschappen van geleidende inkt en EDLC-inkt, evenals de reologische eigenschappen van EDLC-inkt gerapporteerd in het vorige onderzoek18. De geleidende inkt is goed gesinterd om continue geleidende paden te vormen en de ruwheid op nanoschaal zal naar verwachting het contactoppervlak met de EDLC-in...

Watch this Scientific Journal Video about Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors at JoVE.com

Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors

Dit artikel biedt een techniek voor het vervaardigen van op chips gebaseerde supercondensatoren met behulp van een inkjetprinter. Methodologieën worden in detail beschreven om inkten te synthetiseren, softwareparameters aan te passen en de elektrochemische resultaten van de gefabriceerde supercondensator te analyseren.

Uitgebreide controle van inkjetprinter voor fabricage van chipgebaseerde supercondensatoren

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage ...

Dit protocol overwint de bestaande supercondensator van vaste grootte en biedt een methode om een supercondensator in vrije vorm te produceren door middel van nauwkeurig inkjetprinten. Door dit protocol kan de efficiëntie van menselijke en materiële middelen worden gewaarborgd. Ook kan het bieden van softwarebesturingsmethode voor inkjetprinters aan gebruikers helpen bij het produceren van nauwkeurigere supercondensatoren.Deze technologie biedt een manier om inkjetprinters te verwerken, daarom kan dit protocol niet alleen worden gebruikt om supercondensatoren te produceren, maar ook om andere apparaten te produceren. Voordat u het patroon van elektrochemische dubbellaagse condensatoren of EDLC's ontwerpt, begint u met het uitvoeren van het CAD-programma. Ga naar de knop Bestand boven in het programmavenster en klik op de knoppen Nieuw en Project om een nieuw projectbestand te vormen.Om het bordbestand te genereren, klikt u op de knoppen Bestand, Nieuw en Bord in de volgorde. Klik linksboven in het venster van het gemaakte bordbestand op de netvormige rasterknop om de rastergrootte,Veelvoud' en Alt-waarden in te stellen. Wijzig de rastergrootte en Alt-waarde van millimeters naar de inch, zodat de inkjetprinter het CAD-patroon van de pcb kan lezen Druk op Fijn om fijne aanpassingen uit te voeren.Zodra de parameters zijn ingesteld, ontwerpt u het patroon van de huidige collector en EDLC-lijn in een onderling gedigiteerde vorm. Ontwerp de gelpolymeer elektrolyt, of GPE, patroon en stroom collector pads in een rechthoekige vorm. Voor drie typen eindpatronen, zoals geleidende lijn, EDLC en GPE, stelt u de drie lagen in door op de volgorde van weergave en Laaginstellingen te klikken.Maak nieuwe lagen door op de knop Nieuwe laag linksonder in het venster met zichtbare lagen te drukken. Stel in het nieuwe venster van Nieuwe laag de naam en kleur in voor de nieuwe laag. Als u de lagen visueel wilt onderscheiden, stelt u de namen van de drie lagen in op current collector, EDLC en GPE en wijzigt u de bijbehorende kleuren door op het vak rechts van Kleur te klikken.Druk op Lijn linksonder in het scherm. Als u de dikte van de lijn wilt wijzigen, voert u de waarde van de breedte in het midden bovenaan in inchschaal in. Klik vervolgens op het hoofdveld en sleep om een lijn te tekenen.Om de lengte van een lijn te bewerken, klikt u met de rechtermuisknop op de lijn en klikt u onderaan op eigenschappen. Voer in de velden Van en Tot de X- en Y-waarden van de begin- en eindpunten in. Voor het referentiepunt van het patroon stelt u de linkerbovenhoek in op 0, 0.Teken de rest van het patroon op basis van de informatie die eerder is gedeeld. Om het getekende patroon in te stellen op de gewenste laag, klikt u met de rechtermuisknop op het patroon en klikt u op Eigenschappen. Klik vervolgens op Laag en kies de gewenste laag.Teken rechthoekige patronen van het huidige collectorpad in GPE door linksonder in het hoofdvenster op RECT te drukken. Klik en sleep op het scherm waar het eerder getekende patroon bestaat. Klik vervolgens met de rechtermuisknop op het rechthoekige oppervlak en klik onderaan op Eigenschappen.Voer de X-, Y-waarden linksboven en rechtsonder van de rechthoek in respectievelijk het veld Van en Tot in. Stel de rechthoek in op de gewenste laag zoals eerder vermeld. Voordat u het CAD-bestand van het ontworpen patroon converteert naar het Gerber-bestandsformaat, slaat u het bordbestand op in brd-indeling door op het bestand en Opslaan te klikken.Nadat u het bestand hebt opgeslagen, klikt u op het tabblad Bestand bovenaan het venster en klikt u op CAM Processor. Als u een Gerber-bestand van de gewenste laag wilt maken, wijzigt u de items onder het tabblad Gerber van de uitvoerbestanden door de sublijsten te verwijderen, zoals koper boven en koper onder door op het minteken te drukken. Druk op plus en klik op New Gerber output om Gerber output te maken.Stel aan de rechterkant van het scherm de laagnaam in Naam en functie in op Koper door op het tandwiel aan de rechterkant te drukken. Stel vervolgens het laagtype in op Top en stel gerberlaagnummer van de huidige collector, EDLC en GPE in op L1, L2 en L3 in volgorde. Klik in het venster Lagen onder aan het Gerber-bestand op Lagen bewerken linksonder om elke gewenste laag te selecteren.Als u de naam van het te maken uitvoerbestand wilt instellen, stelt u de Gerber-bestandsnaam van Uitvoer onder aan het venster in op prefix/name.gbr. Klik ten slotte op de Save Job linksboven in het venster om de instellingen op te slaan. Klik rechtsonder op de Process Job om een Gerber-bestand aan te maken.Als u de parameters van de inkjetprintersoftware wilt instellen, voert u het printerprogramma uit, klikt u op de knop Afdrukken, selecteert u Eenvoudig en kiest u Flexibele geleidende inkt. Upload het Gerber-bestand van het ontworpen patroon door op de knop Bestand kiezen te klikken. Kies en open het Gerber-bestand van de geleidende lijn.Klik op de knop Volgende zoals aangegeven door het gele vak. Bevestig vervolgens de printplaat en monteer de sonde. Als u klaar bent, past u het nulpunt van de PCB-printer aan via de sonde door op de knop Omtrek te klikken.Verplaats de patroonafbeelding op het scherm door te slepen en op de knop Overzicht te klikken. Controleer of de sonde door het gewenste pad beweegt. Klik vervolgens op het tabblad Volgende.Klik op de sonde om de hoogte van het substraat te meten om te controleren of het substraat vlak is. Wanneer de hoogtemeting is voltooid, verwijdert u de sonde en plaatst u de inktcartridge in de inktdispenser en sluit u het mondstuk met een binnendiameter van 230 micrometer aan om de dispenser voor te bereiden. Na het monteren van inktdispensers voor geleidende lijn, EDLC en GPE, drukt u een voorbeeldpatroon af door op de knop Kalibreren te drukken terwijl u de parameters van elke inkt aanpast.Controleer het afdrukresultaat visueel en noteer de parameterwaarden voor elke inkt. Wis het afdrukpatroon van het monster met een reinigingsdoekje bevochtigd met ethanol voordat u op de startknop drukt om het ontworpen patroon van de geleidende lijn af te drukken. Draai na het printen het bord om en laat de geleidende lijn gedurende 30 minuten uitharden bij 180 graden Celsius, gevolgd door het meten van het gecombineerde gewicht van het substraat en de geleidende lijn.Selecteer op het startscherm van het printerprogramma de optie Uitgelijnd, laad het EDLC-lijnpatroonbestand en klik op Volgende. Zorg ervoor dat de positie van de geleidende lijn wordt gedetecteerd door twee uitlijningspunten om de patroonposities van de EDLC-lijn en de geleidende lijn uit te lijnen. Ga vervolgens naar een willekeurig punt en controleer of de locatie correct is.Meet de totale hoogte van de geleidende lijn om de hoogte van het dispensermondstuk boven de geleidende lijn te controleren door op de knop Sonde te klikken. Wijzig de softwareparameterwaarden van EDLC-inkten. Als u klaar bent, drukt u een voorbeeldpatroon af om te controleren of de softwareparameterwaarden geschikt zijn.Wis later het afdrukpatroon van het monster met een reinigingsdoekje bevochtigd met ethanol om de EDLC-lijn af te drukken door op de knop Start te drukken. Voer de elektrochemische metingen uit voor het inkjetgeprinte supercondensatorapparaat. Klik op Toepassen op Ch en voer het sequentiebestand van de cyclische voltammetrietest uit om het resultaat te verkrijgen.Klik op Toepassen op Ch en voer het sequentiebestand van de galvanostatische ladings-/ontladingstest uit om het resultaat te verkrijgen. Klik op Toepassen op Ch en voer het sequentiebestand van de elektrochemische impedantiespectroscopietest uit om het resultaat te krijgen. De structurele eigenschappen van de geleidende inkt en EDLC-inkt werden geanalyseerd met scanning elektronenmicroscopie.De geleidende inkt was goed gecentreerd om continue geleidende paden te vormen. Alle componenten van de inkt waren goed verspreid, zonder zichtbare elementen die verstoppingen konden veroorzaken tijdens het afdrukken. De reologische eigenschappen van de EDLC-inkt werden gerapporteerd en er werd waargenomen dat de viscositeit van de inkt toenam met de afschuiftijd, wat wijst op een afschuifverdikkingsgedrag zonder enige stress-geïnduceerde structurele uitbreiding, uitrekken of herschikking.In de studie werd met succes een geprinte supercondensator verkregen. De afdrukkwaliteit wordt als goed beschouwd. als het afgedrukte patroon minder of geen defecten heeft, met minimale oppervlakteruwheid en uniforme dikte.De afdrukresultaten met een invoersnelheid van minimaal 100 millimeter per minuut toonden uniforme lijnen zonder zichtbare ontkoppeling. De totale afdruktijd werd verminderd wanneer de invoersnelheid maximaal 600 millimeter per minuut bedroeg. Vergeleken met de geprinte resultaten met een voedingssnelheid van 500 millimeter per minuut, werden de lijnen gevormd met 600 millimeter per minuut afgesneden of gebarsten omdat de dispenser snel bewoog.Een voedingssnelheid van 300 milliliter per minuut was optimaal voor een goede printtijd en om gebarsten vorming te voorkomen. De afdrukresultaten werden gecontroleerd op overeenkomstige veranderingen in de kick. Alle lijnen werden losgekoppeld toen de trap te laag was.De hoge druk bij een hoge trap zorgde echter voor een bottleneck, met verstopping van de spuitmond tot gevolg. Bij de juiste trapwaarde brak de lijn niet en verstopte het mondstuk niet. Nauwkeuriger afdrukken is mogelijk door softwareparametercontrole, waardoor veel onderzoekers inkjetprinten onder optimale omstandigheden op verschillende gebieden kunnen gebruiken.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Engineering

Unit 1

Capacitance

SCIENTISTS IN ACTION

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabricatie van VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Air Cellen voor elektrochemische testen

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Fabricageproces van siliconen gebaseerde diëlektrische Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Â Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators - Fabricage en Controle van de Aandrijving in microscopische schaal

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers

Inkjet-gedrukte Polyvinyl Alcohol Multilayers

Inkjet printing is a modern method for polymer processing, and in this work, we demonstrate that this technology is capable of producing polyvinyl alcohol ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

Studie van Siphon Breaker Experiment en simulatie voor een onderzoeksreactor

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Elektrische-veldbesturingselement van elektronische Staten in WS2 nanoapparaten door het elektrolyt Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Fabricage van Superhydrophobic metalen oppervlakken voor anti-slagroom toepassingen

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

Hybride afdrukken voor de fabrikatie van slimme sensoren

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

Fabrication of Microscope Stage for Vertical Observation with Temperature Control Function

Fabricage van de Microscoop fase voor verticale observatie met temperatuur regelfunctie

Samples are usually placed onto a horizontal microscope stage for microscopic observation. However, to observe the influence of gravity on a sample or ...