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

Detta arbete stöddes av Korea Electric Power Corporation (bidragsnummer: R21XO01-24), kompetensutvecklingsprogrammet för industrispecialister i den koreanska MOTIE som drivs av KIAT (nr. P0012453) och Chung-Ang University Graduate Research Scholarship 2021.

1. Design av mönster med PCB CAD-program
<ol><li>Kör CAD-programmet. Klicka på Fil-knappen ovanpå programfönstret. För att bilda en ny projektfil, klicka på knapparna Ny och Projekt .</li>
	<li>För att generera styrelsefilen, klicka på knapparna Arkiv, Ny och Styrelse i ordning. Ställ in rutnätsstorlek, flera och alt-värden genom att klicka på den nätformade rutnätsknappen </stro...

<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 kritiska stegen i det här protokollet är involverade i programvaruparameterinställningen för att skriva ut det designade mönstret genom att finjustera parametervärdena. Kundanpassade utskrifter kan leda till strukturoptimering och nya mekaniska egenskaper19. Bläckstråleskrivarmetoden med programvaruparameterstyrning kan användas för sofistikerad utskrift i olika branscher genom att välja det optimerade materialet för tryckprocessen.
Vid tillverkning av su...

Under de senaste årtiondena har flera tryckmetoder utvecklats för olika tillämpningar, inklusive bärbara enheter1, läkemedel2 och flygkomponenter3. Utskriften kan enkelt anpassas för olika enheter genom att helt enkelt ändra de material som ska användas. Dessutom förhindrar det slarven på råvaror. För att tillverka elektroniska enheter har flera tryckmetoder som screentryck4, push-coating5 och litografi6 utvecklats. Jämfört med dessa trycktekniker har bläckstråleskrivarmetoden flera fördelar, bland annat minskat materialavfall, kompatibilitet med flera substrat7, låg kostnad8, flexibilitet9, lågtemperaturbearbetning10 och enkel massproduktion11. Tillämpningen av bläckstråleskrivarmetoden har emellertid knappast föreslagits för vissa sofistikerade enheter. Här presenterar vi ett protokoll som fastställer detaljerade riktlinjer för att använda bläckstråleutskriftsmetoden för utskrift av en superkondensatoranordning.
Superkondensatorer, inklusive pseudokondensatorer och elektrokemiska dubbelskiktskondensatorer (EDLC), växer fram som energilagringsenheter som kan komplettera konventionella litiumjonbatterier12,13. Speciellt är EDLC en lovande energilagringsenhet på grund av dess låga kostnad, höga effekttäthet och långa livscykel14. Aktivt kol (AC), som har hög specifik yta och konduktivitet, används som elektrodmaterial i kommersiella EDLC15. Dessa egenskaper hos AC gör att EDLC kan ha en hög elektrokemisk kapacitans16. EDLC har den passiva volymen i enheter när den konventionella tillverkningsmetoden med fast storlek används. Med bläckstråleskrivare kan EDLC integreras helt i produktdesignen. Därför är den enhet som tillverkas med bläckstråleskrivarmetoden funktionellt bättre än den som tillverkas av befintliga metoder med fast storlek17. Tillverkningen av EDLC med den effektiva bläckstråleskrivarmetoden maximerar stabiliteten och livslängden hos EDLC och ger en friformsfaktor18. Utskriftsmönstren designades med hjälp av ett PCB CAD-program och konverterades till Gerber-filer. De designade mönstren skrevs ut med en bläckstråleskrivare eftersom den har exakt programvaruaktiverad kontroll, hög materialgenomströmning och utskriftsstabilitet.

<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

Det finns enorma ansträngningar inom olika områden för att tillämpa bläckstråleutskriftsmetoden för tillverkning av bärbara enheter, skärmar och energilagringsenheter. För att få högkvalitativa produkter krävs dock sofistikerade driftsfärdigheter beroende på bläckmaterialens fysikaliska egenskaper. I detta avseende är optimering av bläckstråleutskriftsparametrarna lika viktigt som att utveckla bläckmaterialens fysikaliska egenskaper. I denna studie presenteras optimering av parametrarna för bläckstråleutskriftsprogramvara för tillverkning av en superkondensator. Superkondensatorer är attraktiva energilagringssystem på grund av deras höga effekttäthet, långa livslängd och olika applikationer som kraftkällor. Superkondensatorer kan användas i Internet of Things (IoT), smartphones, bärbara enheter, elfordon (EV), stora energilagringssystem etc. Det breda utbudet av applikationer kräver en ny metod som kan tillverka enheter i olika skalor. Bläckstråleskrivarmetoden kan bryta igenom den konventionella tillverkningsmetoden med fast storlek.

Bläcket syntetiserades enligt steg 2 och bläckets egenskaper kunde bekräftas enligt referens18. Figur 8 visar de strukturella egenskaperna hos ledande bläck och EDLC-bläck, liksom de reologiska egenskaperna hos EDLC-bläck som rapporterats i den tidigare forskningen18. Det ledande bläcket är väl sintrat för att bilda kontinuerliga ledande vägar, och nanoskalans grovhet förväntas öka kontaktytan med EDLC-bläcket (<strong class="xfi...

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

Detta papper ger en teknik för tillverkning av chipbaserade superkondensatorer med hjälp av en bläckstråleskrivare. Metoder beskrivs i detalj för att syntetisera bläck, justera programvaruparametrar och analysera de elektrokemiska resultaten av den tillverkade superkondensatorn.

Utarbetad kontroll av bläckstråleskrivare för tillverkning av chipbaserade superkondensatorer

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

Detta protokoll övervinner den befintliga superkondensatorn med fast storlek och ger en metod för att producera en superkondensator i fri form genom exakt bläckstråleutskrift. Genom detta protokoll kan effektiviteten hos mänskliga och materiella resurser säkras. Att ge användarna programvarukontrollmetod för bläckstråleskrivare kan också hjälpa till att tillverka mer exakta superkondensatorer.Denna teknik ger ett sätt att hantera bläckstråleskrivare, därför kan detta protokoll användas inte bara för att producera superkondensatorer utan också för att producera andra enheter. Innan du utformar mönstret för elektrokemiska dubbelskiktskondensatorer, eller EDLC, börja med att köra CAD-programmet. Gå till Arkiv-knappen ovanpå programfönstret och klicka på knapparna Ny och Projekt för att bilda en ny projektfil.För att generera styrelsefilen, klicka på knapparna Arkiv, Ny och Styrelse i ordning. Längst upp till vänster i det skapade brädfilfönstret klickar du på den nätformade rutnätsknappen för att ställa in rutnätsstorlekarna, multipeln och Alt-värdena. Ändra rutnätets storlek och Alt-värde från millimeter till tum så att bläckstråleskrivaren kan läsa PCB CAD-mönstret Tryck på Finest för att göra fina justeringar.När parametrarna är inställda, utforma mönstret för den aktuella kollektorn och EDLC-linjen i en interdigiterad form. Designa gelpolymerelektrolyten, eller GPE, mönster och nuvarande kollektorkuddar i rektangulär form. För tre typer av slutliga mönster, till exempel ledande linje, EDLC och GPE, ställer du in de tre lagren genom att klicka på Visa och Lagerinställningar i ordning.Skapa nya lager genom att trycka på knappen Nytt lager längst ned till vänster i fönstret för synliga lager. I det nya fönstret i Nytt lager ställer du in Namn och Färg för det nya lagret. För att visuellt skilja lagren, ställ in namnen på de tre lagren till aktuell samlare, EDLC och GPE och ändra motsvarande färger genom att klicka på rutan till höger om Färg.Tryck på Linje längst ned till vänster på skärmen. För att ändra linjens tjocklek, mata in värdet på bredden som ligger längst upp i mitten i tumskala. Klicka sedan på huvudfältet och dra för att rita en linje.För att redigera längden på en rad, högerklicka på raden och klicka på egenskaper längst ner. I fälten Från och Till anger du X- och Y-värdena för start- och slutpunkterna. För referenspunkten för mönstret ställer du in det övre vänstra hörnet på 0, 0.Rita resten av mönstret baserat på den information som delats tidigare. För att ställa in det ritade mönstret till önskat lager, högerklicka på mönstret och klicka på Egenskaper. Klicka sedan på Lager och välj önskat lager.Rita rektangulära mönster på den aktuella kollektorplattan i GPE genom att trycka på RECT längst ned till vänster i huvudfönstret. Klicka och dra på skärmen där det tidigare ritade mönstret finns. Högerklicka sedan på den rektangulära ytan och klicka på Egenskaper längst ner.Ange de övre vänstra och nedre högra X-, Y-värdena för rektangeln i fälten Från respektive Till. Ställ in rektangeln på önskat lager som tidigare nämnts. Innan du konverterar CAD-filen för det designade mönstret till Gerber-filformatet, spara kortfilen i brd-format genom att klicka på filen och Spara.När du har sparat filen klickar du på fliken Arkiv högst upp i fönstret och klickar på CAM-processor. Om du vill skapa en Gerber-fil av önskat lager ändrar du objekten under fliken Gerber i utdatafilerna genom att ta bort underlistorna, till exempel övre koppar och bottenkoppar genom att trycka på minustecknet. Tryck på plus och klicka på Ny Gerber-utgång för att skapa Gerber-utdata.På höger sida av skärmen ställer du in lagernamnet i Namn och funktion på Koppar genom att trycka på växeln till höger. Ställ sedan in lagertypen på Top och ställ in Gerber-lagernumret för den aktuella kollektorn, EDLC och GPE till L1, L2 och L3 i ordning. I fönstret Lager längst ner i Gerber-filen klickar du på Redigera lager längst ner till vänster för att välja önskat lager.Om du vill ange namnet på utdatafilen som ska skapas anger du Gerber-filnamnet för Utdata längst ned i fönstret till prefix/name.gbr. Slutligen klickar du på Spara jobb längst upp till vänster i fönstret för att spara inställningarna. Klicka på Processjobb längst ned till höger för att skapa en Gerber-fil.För att ställa in parametrarna för bläckstråleskrivarens programvara, kör skrivarprogrammet, klicka sedan på knappen Skriv ut, välj Enkel och välj Flexibelt ledande bläck. Ladda upp Gerber-filen för det designade mönstret genom att klicka på knappen Välj fil. Välj och öppna Gerber-filen för den ledande linjen.Klicka på knappen Nästa som indikeras av den gula rutan. Fixa sedan kretskortet och montera sonden. När du är klar, justera PCB-skrivarens nollpunkt genom sonden genom att klicka på konturknappen.Flytta mönsterbilden på skärmen genom att dra och klicka på knappen Kontur. Kontrollera om sonden rör sig genom önskad väg. Klicka sedan på Nästa flik.Klicka på sonden för att mäta höjden på substratet för att kontrollera om substratet är plant. När höjdmätningen är klar tar du bort sonden och sätter in bläckpatronen i bläckdispensern och ansluter munstycket med en innerdiameter på 230 mikrometer för att förbereda dispensern. När du har monterat bläckdispensrar för ledande linje, EDLC och GPE skriver du ut ett provmönster genom att trycka på knappen Kalibrera medan du justerar parametrarna för varje bläck.Kontrollera utskriftsresultatet visuellt och registrera parametervärdena för varje bläck. Radera provtrycksmönstret med en rengöringsservett fuktad med etanol innan du trycker på Start-knappen för att skriva ut det utformade mönstret för den ledande linjen. Efter utskrift, vänd brädet och härda den ledande linjen vid 180 grader Celsius i 30 minuter, följt av att mäta substratets och den ledande linjens sammanlagda vikt.På startskärmen i skrivarprogrammet väljer du alternativet Justerad, laddar EDLC-linjemönsterfilen och klickar på Nästa. Se till att den ledande linjens position detekteras genom två justeringspunkter för att justera mönsterpositionerna för EDLC-linjen och den ledande linjen. Flytta sedan till en slumpmässig punkt och kontrollera om platsen är korrekt.Mät den ledande linjens totala höjd för att kontrollera höjden på dispensermunstycket ovanför den ledande linjen genom att klicka på sondknappen. Ändra programvaruparametervärdena för EDLC-bläck. När du är klar skriver du ut ett exempelmönster för att kontrollera om programvaruparametervärdena är lämpliga.Senare raderar du provutskriftsmönstret med en rengöringsduk fuktad med etanol för att skriva ut EDLC-linjen genom att trycka på Start-knappen. Utför de elektrokemiska mätningarna för den bläckstråletryckta superkondensatoranordningen. Klicka på Apply to Ch och kör sekvensfilen för det cykliska voltametritestet för att få resultatet.Klicka på Apply to Ch och kör sekvensfilen för det galvanostatiska laddnings-/urladdningstestet för att få resultatet. Klicka på Apply to Ch och kör sekvensfilen för det elektrokemiska impedansspektroskopitestet för att få resultatet. De strukturella egenskaperna hos det ledande bläcket och EDLC-bläcket analyserades med svepelektronmikroskopi.Det ledande bläcket var väl centrerat för att bilda kontinuerliga ledande vägar. Alla komponenter i bläcket var väl dispergerade, utan synliga element som kunde orsaka igensättning under utskriften. De reologiska egenskaperna hos EDLC-bläcket rapporterades, och det observerades att bläckets viskositet ökade med skjuvtiden, vilket indikerar ett skjuvförtjockningsbeteende utan någon stressinducerad strukturell förlängning, sträckning eller omläggning.I studien erhölls en tryckt superkondensator framgångsrikt. Utskriftskvaliteten anses vara bra. om det tryckta mönstret har färre eller inga defekter, med minimal ytjämnhet och jämn tjocklek.Utskriftsresultaten med en matningshastighet på minst 100 millimeter per minut visade enhetliga linjer utan synlig frånkoppling. Den totala utskriftstiden minskade när matningshastigheten var maximal vid 600 millimeter per minut. Jämfört med resultaten som trycktes med en matningshastighet på 500 millimeter per minut skars linjerna som bildades vid 600 millimeter per minut av eller knäcktes eftersom dispensern rörde sig snabbt.En matningshastighet på 300 ml per minut var optimal för en korrekt utskriftstid och för att förhindra sprucken bildning. Utskriftsresultat kontrollerades för motsvarande förändringar i sparken. Alla linjer kopplades bort när sparken var för låg.Det höga trycket vid en hög spark skapade dock en flaskhals, vilket resulterade i igensättning av munstycket. Vid lämpligt sparkvärde bröt linjen inte och munstycket täpps inte till. Mer exakt utskrift är möjlig genom programvaruparameterkontroll, vilket gör det möjligt för många forskare att använda bläckstråleutskrift under optimala förhållanden inom olika områden.

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

Tillverkning av VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Luftceller för elektrokemiska Testing

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

Tillverkningsprocessen av silikon-baserade dielektriska Elastomer ställdon

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

Fritt formulerade Ljus Ställdon - Fabrication och kontroll av aktivering i mikroskopisk skala

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-tryckta polyvinylalkohol 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

Tillverkning av polymera mikrosfärer för optisk resonator och laserapplikationer

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 med sifon Breaker Experiment och simuleringar för en forskningsreaktor

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

Elektriska-fältet kontroll av elektroniska staterna i WS2 nanomaskiner sig av 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

Tillverkning av superhydrofobt metallytor för förhindra isbildning applikationer

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

Hybrid utskrift för tillverkning av smarta sensorer

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

Tillverkning av Mikroskop fas för vertikal observation med temperaturkontroll funktion

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