Este trabalho foi apoiado pela Floresta Departamento Wake Chemistry and the Wake Centro Florestal de Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade (CEES). Agradecemos Charles Mooney eo Mecanismo Instrumentação Analítica da Universidade Estadual da Carolina do Norte para obter ajuda com imagem SEM.

1. Preparar Pellets xerogel <ol><li> Síntese gel <ol><li> Adicionar uma 25 milímetros barra de agitação magnética e 113 mL de água de s ionizada para um copo de 500 ml. Magneticamente agitar a água deionizada a uma taxa mais alta que não formam um vórtice. </li><li> Adiciona-se lentamente 13,05 g (0,056 mol) de cloreto de zircónio anidro à água desionizada em pequenos incrementos. Depois de todo o cloreto de zircónio anidro foi dissolvido, adicionar 53,29 g (0,296 mol) de glicose para a solução. </li><li> Depois de toda a glucose foi dissolvida na solução, adicionar 3,73 g (0,01 mol) de hexa-hidrato de nitrato de itrio para a solução. Aumentar a taxa de agitação magnética a ~ 700 rpm e esperar por todo o hexa-hidrato de nitrato de itrio para se dissolver em solução. </li><li> Adicionar 42 ml de óxido de propileno à solução. Continue a agitação a ~ 700 rpm, para o óxido de propileno para se misturar com a solução aquosa. Uma vez que o óxido de propileno é misturado com a solução aquosa (~ 10 s), diminuir a agitação magnética tO ~ 150 rpm. </li><li> Continuar a agitação até que a barra de agitação magnética parou de se mover devido à formação de gel. O gel forma, tipicamente, dentro de 3 min. NOTAS: Adição de cloreto de zircónio anidro a água desionizada é uma reacção fortemente exotérmica e o cloreto de zircónio anidro vai pluma se for adicionado demasiado depressa. A formulação previsto no item 1.1. corresponde a uma glicose aos metais totais (zircónio) + ítrio razão molar de 4,5: 1. A secção de resultados representativos incluem os dados de glicose para proporções totais metais molares de 0: 1, 2,25: 1 e 4,5: 1. A quantidade de glucose na formulação só é limitado pela solubilidade da glucose na solução. Para referência, a solubilidade máxima de glucose em água a 20 ° C é de 47,8% em peso. 15 </li></ol></li><li> Envelhecimento e Lavar o Gel <ol><li> Firmemente cobrir a proveta contendo o gel com Parafilm e deixá-lo idade durante 24 h, deixando o copo coberto à temperatura ambiente. </li><li> Remover a tampa do recipiente e decanta-se o líquido na parte superior do gel. </li><li> Adicionar 300 mL de etanol absoluto a um copo contendo o gel, bem cobrir o copo com Parafilm e deixar o copo coberto à temperatura ambiente durante 24 h. </li><li> Repetir o passo 1.2.3 mais duas vezes para um total de três lavagens de etanol ao longo de um período total de 72 h. </li></ol></li><li> Secagem do gel em um xerogel <ol><li> Remover o gel a partir da proveta e coloca-se numa placa de evaporação de 2 L de porcelana (24 cm de diâmetro exterior superior) usando uma espátula de laboratório. </li><li> Quebrar o gel em cerca de 1 cm x 1 cm pedaços com uma espátula e espalhar-se os pedaços sobre a superfície do prato de evaporação. </li><li> Deixe os pedaços de gel seco em condições ambientais durante uma semana ou até que o gel é seco. O gel é considerada seca quando ele pode ser moído para um pó fino. </li><li> Moer toda a xerogel em um pó fino com um almofariz e pilão. Observação: Uma vez que o gel é seco, éconsiderado um xerogel porque foi seco sob condições ambientais. </li></ol></li><li> Pressionando o xerogel em um Pellet <ol><li> Colocar 1 g de pó de xerogel em uma matriz cilíndrica sedimento prima com um diâmetro de 13 mm. </li><li> Utilizando uma prensa hidráulica, se aplicam 22 kN de força de 90 s para pressionar o gel de xerogel num pelete. </li><li> Liberam lentamente a força aplicada pela imprensa. Lentamente ejectar o sedimento para fora da matriz de sedimento e, em seguida, remover cuidadosamente o sedimento. </li></ol></li></ol> 2. sinterização do xerogel Pellet em uma atmosfera inerte <ol><li> Coloque o sedimento xerogel para uma placa de alumina ou zircónia estabilizada com ítria e carregar o prato para o centro de um forno tubular. </li><li> Fluxo de árgon, a uma taxa de um terço do volume do tubo de trabalho por minuto. Isto corresponde a uma taxa de fluxo de árgon de 750 mL? Min -1 para o tubo de trabalho usado neste trabalho. Purgue a saída de gás de um exaustor de fumos. </li><li> Fluxo de árgon, durante pelo menos 15 min bntes de partida para aquecer o forno de tubo. </li><li> Enquanto que flui continuamente de árgon, a uma taxa constante, o programa controlador de temperatura de forno de tubo com o seguinte esquema de aquecimento: <ol><li> Mantenha à temperatura ambiente durante 15 min. </li><li> Aquece-se a 850 ° C a uma velocidade de rampa de 5 ° C? Min -1. </li><li> Aquecer a temperatura de sinterização desejado a uma velocidade de rampa de 2 ° C · min -1. </li><li> Manter à temperatura de sinterização desejado durante 2 h. </li><li> Arrefece-se até 850 ° C a uma velocidade de rampa de 2 ° C · min -1. </li><li> Arrefecer até à temperatura ambiente a uma velocidade de rampa de 5 ° C? Min -1. </li></ol></li><li> Inicie o programa e dupla verificação de que o forno de tubo está a aquecer-se a seguir o calendário fornecido na secção 2.3. </li><li> Retirar sedimento a partir do forno de tubo depois de o programa de aquecimento foi concluída. </li></ol> 3. determinar a concentração de molde de Carbono <ol><li> Cortar um pedaço mg ~ 50 para fora dopelete xerogel sinterizado com uma faca e moê-lo em um pó fino com um almofariz de ágata e pilão. </li><li> Lugar ~ 50 mg do pó fino, dentro de um copo de amostra de alumina por análise termogravimétrica. </li><li> Utilizando um analisador de termogravimétrica (TGA), a amostra é aquecida a uma taxa de 10 ° C? Min -1 a partir de temperatura ambiente até 1200 ° C, enquanto que flui ar através da amostra a uma taxa de 100 mL? Min -1. </li><li> Calcular a percentagem de alteração no peso que ocorre entre ~ 350 ° C e ~ 700 ° C. Este por cento em peso corresponde ao teor de carbono total na amostra. NOTA: Se ocorre um aumento de peso na 350 ° C a 700 ° C gama, uma fase de carboneto formou e o cálculo do teor de carbono é mais complexo. Para este caso, consulte cálculos descritos na literatura. 14 Análise elementar de carbono tem sido utilizado para confirmar que o teor de carbono pode ser calculado a partir de medições de TGA. </li></ol> 4. Preparar alta Superfície Área YSZ andaime por Template carbono Remoção <ol><li> Coloque o sedimento xerogel sinterizado num cadinho de alumina. </li><li> Colocar o cadinho num forno de caixa a 700 ° C durante 2 h. </li><li> remover cuidadosamente o cadinho quente a partir do forno de caixa com aço inoxidável pinças cadinho e permitir o arrefecimento até à temperatura ambiente durante uma hora antes de remover a poroso, de andaime YSZ branco. </li></ol>

<ol>
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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+highly+conductive+oxide+anode+for+solid+oxide+fuel+cells.">A highly conductive oxide anode for solid oxide fuel cells.</a> Electrochem. Solid-State Lett. 14 (1), B1-B5 (2011).</li><li>Vo, N. M., Gross, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+vanadium+deficiency+on+the+stability+of+Pd+and+Pt+catalysts+in+lanthanum+strontium+vanadate+solid+oxide+fuel+cell+anodes.">The effect of vanadium deficiency on the stability of Pd and Pt catalysts in lanthanum strontium vanadate solid oxide fuel cell anodes.</a> J. Electrochem. Soc. 159 (5), B641-B646 (2012).</li><li>Sholklapper, T. Z., Jacobson, C. P., Visco, S. J., De Jonghe, L. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restructuring+porous+YSZ+by+treatment+in+hydrofluoric+acid+for+use+in+SOFC+cathodes.">Restructuring porous YSZ by treatment in hydrofluoric acid for use in SOFC cathodes.</a> J. Am. Ceram. Soc. 94 (7), 2220-2224 (2011).</li><li>Jung, W., Dereux, J. O., Chueh, W. C., Hao, Y., Haile, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+electrode+activity+of+nanostructured,+columnar+ceria+films+for+solid+oxide+fuel+cells.">High electrode activity of nanostructured, columnar ceria films for solid oxide fuel cells.</a> Energy Environ. Sci. 5, 8682-8689 (2012).</li><li>Cottam, M., Muhoza, S., Gross, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preserving+nanomorphology+in+YSZ+scaffolds+at+high+temperatures+via+in+situ+carbon+templating+of+hybrid+materials.">Preserving nanomorphology in YSZ scaffolds at high temperatures via in situ carbon templating of hybrid materials.</a> J. Amer. Ceram. Soc. 99 (8), 2625-2631 (2016).</li><li>Alves, L. A., Silva, J. B. A., Giulietti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solubility+of+D-Glucose+in+Water+and+Ethanol/Water+Mixtures.">Solubility of D-Glucose in Water and Ethanol/Water Mixtures.</a> J. Chem. Eng. Data. 52, 2166-2170 (2007).</li><li>Thommes, M., Smarsly, B., Groenewolt, M., Ravikovitch, P. I., Neimark, A. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+sol-gel+synthesis+route+to+metal-silicon+mixed+oxide+nanocomposites+that+contain+metal+oxides+as+a+major+phase.">A versatile sol-gel synthesis route to metal-silicon mixed oxide nanocomposites that contain metal oxides as a major phase.</a> J. Non-Crystalline Solids. 350, 173-181 (2004).</li><li>Gash, A. E., 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=Use+of+epoxides+in+the+sol-gel+synthesis+of+porous+iron+(III)+oxide+monoliths+from+Fe(III)+salts.">Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts.</a> Chem. Mater. 13, 999-1007 (2001).</li></ol>

Não temos nada a divulgar.

Com esta abordagem de moldação de carbono in situ, pode-se criar e preservar nanomorfologia em misto metal-óxidos a temperaturas de sinterização de cerâmica andaime tradicionais. As áreas de superfície resultantes são até 80 vezes maior do que andaimes tradicionalmente sinterizados e até 4 vezes mais elevados do que andaimes fabricados por técnicas de deposição de complexos. 14 O sistema de gel de óxido de propileno-glicose é altamente flexível para ajustar a concentração do molde de carbono, permitindo que se possa controlar sistematicamente a concentração de molde de carbono entre 10% em volume de carbono e virtualmente 100% em volume de carbono. Há três passos críticos para o procedimento. Em primeiro lugar, o óxido de propileno tem de estar bem misturada com a solução aquosa para formar o gel (Passo 1.1.4). Isto é conseguido por agitação a ~ 700 rpm, enquanto o óxido de propileno é adicionado. Se a solução não for agitada turbulenta, o óxido de propileno vai formar uma camada separada acima thsolução aquosa de e e o gel não se formará. Em segundo lugar, o tubo de trabalho deve ser purgado com árgon antes de se aquecer o forno tubular para a sinterização (Passo 2.2). Isto é conseguido por fluxo de árgon durante 15 min a uma taxa de um terço do volume do tubo de trabalho por minuto. Além disso, o tubo de trabalho deve ser estanque para evitar que o ar de entrar no tubo de trabalho durante a sinterização. O oxigénio do ar irá destruir o modelo de carbono por oxidação do carbono para dióxido de carbono. Em terceiro lugar, a taxa de rampa de sinterização de 850 ° C até à temperatura de sinterização não deve ser superior a 2 ° C · min -1. A velocidade de rampa mais rápido poderia provocar o andaime para fracturar. A maioria das possíveis concentrações de molde de carbono resultará num andaime monolítico. Obviamente, há um limiar crítico concentração de carbono em que um andaime monolítico não formará porque as partículas YSZ iria ser desligados um do outro. No entanto, este cenário também tem utilidade. Um Could carregar um andaime baixa área superficial tradicional com um gel de elevada concentração de carbono e realizar o mesmo procedimento de sinterização inerte descrito aqui. O resultado seria nanopartículas YSZ decorado na superfície do andaime em uma concentração de nanopartículas controlada pela concentração de glucose na formulação de gel. Propileno sínteses de gel de óxido têm sido relatados para um grande número de metais na literatura. 17, 18, 19, Além disso, a síntese de gel de óxido de propileno pode acomodar vários metais em, essencialmente, qualquer composição de mistura de metais que é desejada. Embora a motivação para o presente trabalho foi orientada pelas necessidades de eléctrodos da célula de combustível de óxido sólido, o método é aplicável a uma ampla gama de mistas-óxidos metálicos para uma ampla gama de aplicações. É importante reconhecer que, se a temperatura de sinterização é suficientemente elevado, de carboneto do metal phases vai formar, em vez do óxido. A temperatura à qual este processo depende dos metais específicos utilizando um é. Para YSZ, verificou-se que uma fase de carboneto de zircónio começa a formar cerca de 1150 ° C e quase todo o zircónio está na forma de carboneto de zircónio, em 1400 ° C. 14 Para a sinterização temperaturas inferiores a 1300 ° C, todo o zircónio reverte para a fase YSZ mediante a remoção do modelo de carbono por oxidação. Para a sinterização temperaturas acima de 1300 ° C, observa-se pequenas quantidades de uma fase de óxido de zircónio monoclínico. É provável que, acima de 1300 ° C, algumas partículas de carboneto de zircónio são suficientemente separados de ítrio modo que o aquecimento em ar a 700 ° C não é energia térmica suficiente para a dissolução completa de zircónio de volta para YSZ. O nosso grupo está actualmente a considerar ambientes de sinterização alternativas para mitigar a formação de carboneto, preservando o modelo de carbono durante a sinterização. Em sumaMaria, o sistema de gel de óxido de propileno-glicose tem excelente flexibilidade na especificação do inorgânico: orgânico razão, o tipo de metais, e a composição de mistura de metais para a realização da área de superfície elevada nanomorphologies metal-óxido misto a altas temperaturas.

A célula de combustível de óxido sólido (SOFC) é uma grande promessa como uma tecnologia de conversão de energia alternativa para a geração eficiente de energia eléctrica limpo. 1 Um progresso considerável foi feito na pesquisa e desenvolvimento desta tecnologia; no entanto, melhorias no desempenho eletrodo ainda são necessários para atingir a comercialização de confiança. O eléctrodo compreende muitas vezes uma estrutura de suporte de cerâmica porosa com as partículas electrocatalíticas decorado na superfície do andaime. Um grande corpo de investigação tem-se centrado em aumentar a área da superfície das partículas electrocatalíticas para aumentar o desempenho, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, mas não é muito pouco pesquisa sobre o aumento da área de superfície do andaime. O aumento da superfície do andaimeárea é um desafio porque eles são sinterizados a temperaturas elevadas, 1100 ° C a 1500 ° C. Andaimes processados por sinterização tradicional têm tipicamente uma área de superfície específica de 0,1-1 m 2 · g -1. 8, 9, 10, 11 Existem alguns relatórios sobre o aumento da área de superfície do andaime. Em um caso, a área de superfície de um andaime tradicional sinterizado foi reforçada por dissolução e precipitação da superfície do andaime utilizando ácido fluorídrico, atingir uma área de superfície específica de 2 m 2 · g -1. 12 Em outro, altas temperaturas foram totalmente evitados por meio de deposição por laser pulsado, alcançar uma área de superfície específica de 20 m 2 g -1 ·. 13 A lógica por trás do desenvolvimento de nossa técnica era criar uma fabricação de baixo custoprocesso que fornece áreas de superfície de andaime sem precedentes e usa temperaturas de sinterização tradicionais para que o processo possa ser adotadas facilmente. Com a técnica descrita aqui, as áreas de superfície de andaime superior a 80 m 2 g -1 · foram demonstradas enquanto está a ser processado a temperaturas de sinterização tradicionais. 14 Nossa pesquisa é motivado principalmente pela engenharia eletrodo SOFC, mas a técnica é mais amplamente aplicável a outras áreas e aplicações. Geralmente, o método in situ de moldação de carbono é uma abordagem flexível que pode produzir nanoestruturada, da área de superfície elevada misto de metais materiais cerâmicos na forma de pó ou estrutura porosa. É flexível em que a composição cerâmica mista-metal, a área de superfície, a porosidade e o tamanho de poro podem ser sintonizado de forma sistemática. As altas temperaturas são muitas vezes necessários para formar a fase desejada em cerâmica mista de metal, e esta abordagem preserva nanomorfologia cerâmica wnquanto permitindo que se possa escolher, essencialmente, qualquer temperatura de processamento. Este método envolve a síntese de um gel híbrido inorgânico-orgânico baseado no-óxido de propileno, com uma estequiometria bem definir de iões metálicos e a relação de inorgânica para o conteúdo orgânico. O gel é seco sob condições ambientes para formar um xerogel. O xerogel é sinterizado numa atmosfera de árgon à temperatura desejada. Depois do aquecimento, o componente orgânico decompõe-se deixando para trás um modelo de carbono in situ, que permanece durante o período de sinterização. O modelo de carbono é subsequentemente removido por oxidação a baixa temperatura ao ar, resultando num nanoestruturada, elevada área da superfície de cerâmica.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Zirconium (IV) chloride, 99.5+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>12104</td>
			<td>Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttium (III) nitrate hexadydrate, 99.9%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>12898</td>
			<td>Oxidizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D+ Glucose Anhydrous, &#8805; 99.5%</td>
			<td>US Biological Life Sciences</td>
			<td>G3050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(&#177;)-Propylene Oxide, &#8805; 99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>110205</td>
			<td>Extremely flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 Proof</td>
			<td>Decon Laboratories, Inc.</td>
			<td>2716GEA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon, (99.997%)</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>AR 300</td>
			<td>Industrial grade</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high temperature fabrication of nanostructured yttria-stabilized-zirconia (ysz) scaffolds by in situ carbon templating xerogels

Nós demonstramos um método para a fabricação de alta temperatura poroso, nanoestruturada estabilizada com ítria-zircónia (YSZ, 8% molar de óxido de ítrio - 92% em mol de zircónia) andaimes com áreas de superfície específicas sintonizáveis até 80 m 2 g -1 ·. Uma solução aquosa de um sal de zircónio, ítrio sal, e glicose é misturado com óxido de propileno (PO) para formar um gel. O gel é seco sob condições ambientes para formar um xerogel. O xerogel é pressionado em peletes e depois sinterizadas numa atmosfera de árgon. Durante a sinterização, a YSZ formas de fase de cerâmica e os componentes orgânicos decomponha, deixando atrás de carbono amorfo. O carbono formado in situ serve como um molde duro, preservando uma nanomorfologia área de superfície elevada no YSZ temperatura de sinterização. O carbono é subsequentemente removido através de oxidação ao ar a baixa temperatura, resultando em um poroso, andaime nanoestruturada YSZ. A concentração do molde de carbono e a área de superfície andaime final pode ser sistemáticaly sintonizada por variação da concentração de glucose na síntese de gel. A concentração de molde de carbono foi quantificada usando análise termogravimétrica (TGA), a área de superfície e de distribuição de tamanho de poro foi determinado por meio de medições de adsorção física, e a morfologia foi caracterizada utilizando microscopia electrónica de varrimento (MEV). pureza de fase e o tamanho de cristalite foi determinada utilizando difracção de raios-X (DRX). Esta abordagem proporciona uma nova fabricação, plataforma flexível para realizar a áreas de superfície de andaime sem precedentes e nanomorphologies para aplicações cerâmicas à base de conversão de energia electroquímica, por exemplo, células de combustível de óxido sólido (SOFC) eléctrodos.

Pureza fases foi confirmada pela difracção de raios-X (XRD) tal como anteriormente relatado por Cottam et al. 14 YSZ andaime área superficial específica como uma função da concentração de molde de carbono é mostrado na Figura 1. A concentração é apresentado como a percentagem em volume de sólidos totais no sedimento xerogel sinterizado. A concentração de molde de carbono aumenta sistematicamente com o aumento da concentração de glucose na formulação de gel. Como mostrado na Figura 1, a área de superfície específica aumenta sistematicamente de 10 m 2 g -1 · a 68 m 2 g -1 · aumentando as glicose: metais razão molar de 0: 1 a 4,5: 1. A concentração de molde de carbono foi quantificada utilizando TGA (Figura 2). A concentração de molde de carbono foi de 4% em peso e 64% em peso do total de sólidos para a glicose: metaisrazões molares de 0: 1 e 4,5: 1. Uma densidade de 5,9 g YSZ · cm 3 e uma densidade de 2,15 g de carbono · cm 3 foram utilizados para converter entre percentagem em peso e a percentagem de volume. A Figura 3 mostra imagens de microscopia electrónica de varrimento (SEM) do xerogel YSZ com e sem o aditivo de glicose. Ambas as amostras foram similarmente sinterizados a 1150 ° C em atmosfera de árgon e queimada ao ar a 700 ° C. As partículas de YSZ xerogel com aditivo de glicose são várias vezes mais pequenos do que aqueles sem aditivo de glicose. A formação de partículas pequenas através da adição de glucose para o gel é consistente com o seu elevado teor de carbono e a área de superfície. A Figura 4 mostra padrs de XRD do mais forte pico YSZ para andaimes YSZ como uma função de glicose: razão molar metais. O tamanho de cristalito foi calculada usando estes picos e a equação de Scherrer.O tamanho de cristalito diminuiu de 22 nm a 12 nm e 9 nm como a glicose: metais razão molar foi aumentada de 0: 1-2,25: 1 a 4,5: 1. O tamanho de cristalito progressão é consistente com o aumento observado na área de superfície com o aumento de glicose: razão molar metais. A Figura 5 mostra a distribuição do tamanho de poro YSZ escora, tal como uma função de glicose: razão molar metais. Os dados de adsorção / dessorção foi recolhido com um instrumento de adsorção física, que é limitada para calcular tamanhos de poro entre 2 nm e 14 nm. A distribuição do tamanho de poro calculado a partir de dados de adsorção de N2 é mostrado na Figura 5a. Apenas a 2,25: 1 de glicose: metais dados razão molar mostra um máximo. Desde a instrumentação foi limitado à detecção de 14 poros nm, pore distribuições de tamanho a partir dos dados de dessorção de N2 foram também calculados, Figura 5b. dados dessorção tende a mostrar &quot;artificialmente4; distribuições de tamanho de poro estreitas e &quot;artificialmente&quot; menor poros 16; no entanto, os dados de dessorção proporciona mais conhecimento sobre a progressão da distribuição do tamanho do poro do que os dados de adsorção. As diferenças na distribuição do tamanho de poro para a adsorção e dessorção de dados é comparado para o 2.25: glucose a 1: metais dados da Figura 5. O pico da distribuição de tamanho de poro alterna de 10 nm a 7 nm e a distribuição é mais estreito. Extrapolando para os 4,5: 1 de dados, parece razoável assumir o pico da distribuição de tamanho de poro está na gama de 16-20 nm. Em geral, a Figura 5 mostra, tanto o número de poros e tamanho de poros aumentar com um aumento de glucose: metais razão molar. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig1.jpg" /> Figura 1: a área de superfície andaime YSZ como uma função da concentração de molde de carbono e glicose: metals razão molar. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig2.jpg" /> Figura 2: Curvas de TGA em corrente de ar para xerogeles com glicose: proporções molares de metal de 0: 1 e 4,5: 1 sinterizados a 1150 ° C em atmosfera de árgon durante 2 h. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig3.jpg" /> Figura 3: micrografias de andaimes YSZ para a glicose: rácios metais molares de (a) 4,5: 1 e (b) 0: 1. Os xerogéis foram sinterizadas em atmosfera de árgon a 1150 ° C durante 2 h e depois aqueceu-se em ar a 700<html> ° C. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig4.jpg" /> Figura 4: XRD do pico mais forte YSZ para andaimes YSZ como uma função de glicose: razão molar metais. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig5.jpg" /> Figura 5: YSZ andaime Dollimore-Heal distribuição de tamanho de poro como uma função de glicose: metais razão molar calculada a partir de (a) N 2 Dados de adsorção e (b) N 2 os dados de dessorção.d 55500 / 55500fig5large.jpg&quot; target = &#39;/ _ blank&#39;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

Um protocolo para a fabricação de matrizes porosas, nanoestruturada estabilizada com ítria-zircónia (YSZ), a temperaturas entre 1000 ° C e 1400 ° C, é apresentada.

Fabricação de alta temperatura de nanoestruturado ria-Stabilized Zirconia-Scaffolds (ZEI) pela<em&gt; In Situ</em&gt; Carbono Templating xerogéis

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...

high-temperature-fabrication-nanostructured-yttria-stabilized

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

10.5K visualizações.  Wake Forest University.  Um protocolo para a fabricação de matrizes porosas, nanoestruturada estabilizada com ítria-zircónia (YSZ), a temperaturas entre 1000 ° C e 1400 ° C, é apresentada. 

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Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

Fabricação, Densificação e Replica Moldagem de Microestruturas de Nanotubos de Carbono 3D

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Engenharia

Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the quality factor (Q) of the cavity, can be in excess of 500ns for cavities with Q factors above 100 million. As a result of their low material losses, silica microcavities have demonstrated some of the longest photon lifetimes to date1-2. Since a portion of the circulating light extends outside the resonator, these devices can also be used to probe the surroundings. This interaction has enabled numerous experiments in biology, such as single molecule biodetection and antibody-antigen kinetics, as well as discoveries in other fields, such as development of ultra-low-threshold microlasers, characterization of thin films, and cavity quantum electrodynamics studies.3-7
The two primary silica resonant cavity geometries are the microsphere and the microtoroid. Both devices rely on a carbon dioxide laser reflow step to achieve their ultra-high-Q factors (Q&gt;100 million).1-2,8-9 However, there are several notable differences between the two structures. Silica microspheres are free-standing, supported by a single optical fiber, whereas silica microtoroids can be fabricated on a silicon wafer in large arrays using a combination of lithography and etching steps. These differences influence which device is optimal for a given experiment.
Here, we present detailed fabrication protocols for both types of resonant cavities. While the fabrication of microsphere resonant cavities is fairly straightforward, the fabrication of microtoroid resonant cavities requires additional specialized equipment and facilities (cleanroom). Therefore, this additional requirement may also influence which device is selected for a given experiment.
Introduction
An optical resonator efficiently confines light at specific wavelengths, known as the resonant wavelengths of the device. 1-2 The common figure of merit for these optical resonators is the quality factor or Q. This term describes the photon lifetime (&tau;o) within the resonator, which is directly related to the resonator's optical losses. Therefore, an optical resonator with a high Q factor has low optical losses, long photon lifetimes, and very low photon decay rates (1/&tau;o). As a result of the long photon lifetimes, it is possible to build-up extremely large circulating optical field intensities in these devices. This very unique property has allowed these devices to be used as laser sources and integrated biosensors.10
A unique sub-class of resonators is the whispering gallery mode optical microcavity. In these devices, the light is confined in circular orbits at the periphery. Therefore, the field is not completely confined within the device, but evanesces into the environment. Whispering gallery mode optical cavities have demonstrated some of the highest quality factors of any optical resonant cavity to date.9,11 Therefore, these devices are used throughout science and engineering, including in fundamental physics studies and in telecommunications as well as in biodetection experiments. 3-7,12
Optical microcavities can be fabricated from a wide range of materials and in a wide variety of geometries. A few examples include silica and silicon microtoroids, silicon, silicon nitride, and silica microdisks, micropillars, and silica and polymer microrings.13-17 The range in quality factor (Q) varies as dramatically as the geometry. Although both geometry and high Q are important considerations in any field, in many applications, there is far greater leverage in boosting device performance through Q enhancement. Among the numerous options detailed previously, the silica microsphere and the silica microtoroid resonator have achieved some of the highest Q factors to date.1,9 Additionally, as a result of the extremely low optical loss of silica from the visible through the near-IR, both microspheres and microtoroids are able to maintain their Q factors over a wide range of testing wavelengths.18 Finally, because silica is inherently biocompatible, it is routinely used in biodetection experiments.
In addition to high material absorption, there are several other potential loss mechanisms, including surface roughness, radiation loss, and contamination loss.2 Through an optimization of the device size, it is possible to eliminate radiation losses, which arise from poor optical field confinement within the device. Similarly, by storing a device in an appropriately clean environment, contamination of the surface can be minimized. Therefore, in addition to material loss, surface scattering is the primary loss mechanism of concern.2,8
In silica devices, surface scattering is minimized by using a laser reflow technique, which melts the silica through surface tension induced reflow. While spherical optical resonators have been studied for many years, it is only with recent advances in fabrication technologies that researchers been able to fabricate high quality silica optical toroidal microresonators (Q&gt;100 million) on a silicon substrate, thus paving the way for integration with microfluidics.1
The present series of protocols details how to fabricate both silica microsphere and microtoroid resonant cavities. While silica microsphere resonant cavities are well-established, microtoroid resonant cavities were only recently invented.1 As many of the fundamental methods used to fabricate the microsphere are also used in the more complex microtoroid fabrication procedure, by including both in a single protocol it will enable researchers to more easily trouble-shoot their experiments.

We describe the use of a carbon dioxide laser reflow technique to fabricate silica resonant cavities, including free-standing microspheres and on-chip microtoroids. The reflow method removes surface imperfections, allowing long photon lifetimes within both devices. The resulting devices have ultra high quality factors, enabling applications ranging from telecommunications to biodetection.

Fabricação de Sílica Ultra microresonators alto fator de qualidade

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the ...

Preparation and Reactivity of Gasless Nanostructured Energetic Materials

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the balls. Among other applications, it is a versatile technique that allows for effective preparation of gasless reactive nanostructured materials with high energy density per volume (Ni+Al, Ta+C, Ti+C). The structural transformations of reactive media, which take place during HEBM, define the reaction mechanism in the produced energetic&#160;composites. Varying the processing conditions permits fine tuning of the milling-induced microstructures of the fabricated composite particles. In turn, the reactivity, i.e., self-ignition temperature, ignition delay time, as well as reaction kinetics, of high energy density materials depends on its microstructure. Analysis of the milling-induced microstructures suggests that the formation of fresh oxygen-free intimate high surface area contacts between the reagents is responsible for the enhancement of their reactivity. This manifests itself in a reduction of ignition temperature and delay time, an increased rate of chemical reaction, and an overall decrease of the effective activation energy of the reaction. The protocol provides a detailed description for the preparation of reactive nanocomposites with tailored microstructure using short-term HEBM method. It also describes a high-speed thermal imaging technique to determine the ignition/combustion characteristics of the energetic materials. The protocol can be adapted to preparation and characterization of a variety of nanostructured energetic composites.

This protocol describes the preparation of gasless nanostructured energetic materials (Ni+Al, Ta+C, Ti+C) using the short-term high-energy ball milling (HEBM) technique. It also describes a high-speed thermal imaging method to study the reactivity of mechanically fabricated nanocomposites. These protocols can be extended to other reactive nanostructured energetic materials.

Preparação e reactividade de Gasless Nanostructured materiais energéticos

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

Fabricação de Baixa Temperatura de Nanotubos de Carbono Vertical Interconexões Compatível com Semiconductor Tecnologia

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

Impressão Fabricação de massa Heterojunction células solares e<em&gt; In Situ</em&gt; Morfologia Caracterização

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Fabrication of 3D Carbon Microelectromechanical Systems (C-MEMS)

A wide range of carbon sources are available in nature, with a variety of micro-/nanostructure configurations. Here, a novel technique to fabricate long and hollow glassy carbon microfibers derived from human hairs is introduced. The long and hollow carbon structures were made by the pyrolysis of human hair at 900 &#176;C in a N2 atmosphere. The morphology and chemical composition of natural and pyrolyzed human hairs were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and electron-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively, to estimate the physical and chemical changes due to pyrolysis. Raman spectroscopy was used to confirm the glassy nature of the carbon microstructures. Pyrolyzed hair carbon was introduced to modify screen-printed carbon electrodes ; the modified electrodes were then applied to the electrochemical sensing of dopamine and ascorbic acid. Sensing performance of the modified sensors was improved as compared to the unmodified sensors. To obtain the desired carbon structure design, carbon micro-/nanoelectromechanical system (C-MEMS/C-NEMS) technology was developed. The most common C-MEMS/C-NEMS fabrication process consists of two steps: (i) the patterning of a carbon-rich base material, such as a photosensitive polymer, using photolithography; and (ii) carbonization through the pyrolysis of the patterned polymer in an oxygen-free environment. The C-MEMS/NEMS process has been widely used to develop microelectronic devices for various applications, including in micro-batteries, supercapacitors, glucose sensors, gas sensors, fuel cells, and triboelectric nanogenerators. Here, recent developments of a high-aspect ratio solid and hollow carbon microstructures with SU8 photoresists are discussed. The structural shrinkage during pyrolysis was investigated using confocal microscopy and SEM. Raman spectroscopy was used to confirm the crystallinity of the structure, and the atomic percentage of the elements present in the material before and after pyrolysis was measured using EDX.

Fabrication of 3D Carbon Microelectromechanical Systems C-MEMS

Long and hollow glassy carbon microfibers were fabricated based on the pyrolysis of a natural product, human hair. The two fabrication steps of carbon microelectromechanical and carbon nanoelectromechanical systems, or C-MEMS and C-NEMS, are: (i) photolithography of a carbon-rich polymer precursor and (ii) pyrolysis of the patterned polymer precursor.

Fabricação de sistemas 3D Microelectromecânicos de Carbono (C-MEMS)

A wide range of carbon sources are available in nature, with a variety of micro-/nanostructure configurations. Here, a novel technique to fabricate long ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of gamma rays created when neutrons interact with soil elements. The main parts of the INS system are a pulsed neutron generator, NaI(Tl) gamma detectors, split electronics to separate gamma spectra due to INS and thermo-neutron capture (TNC) processes, and software for gamma spectra acquisition and data processing. This method has several advantages over other methods in that it is a non-destructive in situ method that measures the average carbon content in large soil volumes, is negligibly impacted by local sharp changes in soil carbon, and can be used in stationary or scanning modes. The result of the INS method is the carbon content from a site with a footprint of ~2.5 - 3 m2 in the stationary regime, or the average carbon content of the traversed area in the scanning regime. The measurement range of the current INS system is &#62;1.5 carbon weight % (standard deviation &#177; 0.3 w%) in the upper 10 cm soil layer for a 1 hmeasurement.

Here, we present the protocol for in situ measurement of soil carbon using the neutron-gamma technique for single point measurements (static mode) or field averages (scanning mode). We also describe system construction and elaborate data treatment procedures.

Medições de carbono no solo por nêutrons-Gamma análise estática e modos de digitalização

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic glasses (MGs). Despite their amorphous nature, the identification of hyperfine interactions unveils faint structural modifications. For this purpose, we have employed two techniques that utilize nuclear resonance among nuclear levels of a stable 57Fe isotope, namely M&#246;ssbauer spectrometry and nuclear forward scattering (NFS) of synchrotron radiation. The effects of heat treatment upon (Fe2.85Co1)77Mo8Cu1B14 MG are discussed using the results of ex situ and in situ experiments, respectively. As both methods are sensitive to hyperfine interactions, information on structural arrangement as well as on magnetic microstructure is readily available. M&#246;ssbauer spectrometry performed ex situ describes how the structural arrangement and magnetic microstructure appears at room temperature after the annealing under certain conditions (temperature, time), and thus this technique inspects steady states. On the other hand, NFS data are recorded in situ during dynamically changing temperature and NFS examines transient states. The use of both techniques provides complementary information. In general, they can be applied to any suitable system in which it is important to know its steady state but also transient states.

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Here, we present a protocol to describe ex situ and in situ investigations of structural transformations in metallic glasses. We employed nuclear-based analytical methods which inspect hyperfine interactions. We demonstrate the applicability of M&#246;ssbauer spectrometry and nuclear forward scattering of synchrotron radiation during temperature-driven experiments.

Métodos de Ex Situ e In Situ investigações de transformações estruturais: O caso de cristalização de vidros metálicos

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic ...

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF) magnetron sputtering. LSMO nanoparticles were deposited with diameters from 10 to 20 nm and heights between 20 and 50 nm. At the same time, (Gd) Ba2Cu3O7&#8722;&#948; ((Gd) BCO) films were fabricated on both undecorated and LSMO nanoparticle decorated STO substrates using RF magnetron sputtering. This report also describes the properties of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 quasi-bilayer films structures (e.g., crystalline phase, morphology, chemical composition); magnetization, magneto-transport, and superconducting transport properties were also evaluated.

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½ Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

Here, we present a protocol to grow LSMO nanoparticles and (Gd) BCO films on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF)-sputtering.

Rádio frequência Magnetron Sputtering do GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO BICAMADA de quase3 filmes em substratos de único-cristal SrTiO3 (STO)

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, three substrates (acrylate, ceramics, and copper) are prepared. To determine the resulting material properties of these substrates, profilometer, contact angle, scanning electron microscope (SEM), and focused ion beam (FIB) measurements are done. The achievable printing resolution and suitable drop volume for each substrate are, then, found through the drop size tests. Then, layers of insulating and conductive ink are inkjet printed alternately to fabricate the target sensor structures. After each printing step, the respective layers are individually treated by photonic curing. The parameters used for the curing of each layer are adapted depending on the printed ink, as well as on the surface properties of the respective substrate. To confirm the resulting conductivity and to determine the quality of the printed surface, four-point probe and profilometer measurements are done. Finally, a measurement set-up and results achieved by such an all-printed sensor system are shown to demonstrate the achievable quality.

Here we present a protocol for the fabrication of inkjet-printed multilayer sensor structures on additively manufactured substrates and foil.

Híbrido de impressão para a fabricação de sensores inteligentes

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