The authors would like to thank to Heraeus Precious Metals GmbH &amp; Co. KG for their support and supply of commercial silver pastes, especially M. K&#246;nig for fruitful discussions. Special thanks go to M. Schmalz for experimental support. C. Y&#252;ce gratefully acknowledges financial support by the 100 prozent erneuerbar stiftung. Finally, we acknowledge financial support from the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (Grant no. 0325775G).

<ol>
	<li>Mathews, N., Lam, Y. M., Mhaisalkar, S. G., Grimsdale, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+materials+for+electronic+devices.">Printing materials for electronic devices.</a> Int. J. Mater. Res. 101 (2), 236-250 (2010).</li><li>Ralph, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advancements+in+low+cost+solar+cell+processing.">Recent advancements in low cost solar cell processing.</a> Proceedings of the 11th Photovoltaic Specialists Conference. 1, 315 (1975).</li><li>Faddoul, R., Reverdy-Bruas, N., Blayo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formulation+and+screen+printing+of+water+based+conductive+flake+silver+pastes+onto+green+ceramic+tapes+for+electronic+applications.">Formulation and screen printing of water based conductive flake silver pastes onto green ceramic tapes for electronic applications.</a> Mater. Sci. Eng. B Solid-State Mater. Adv. Technol. 177 (13), 1053-1066 (2012).</li><li>Rane, S. B., Seth, T., Phatak, G. J., Amalnerkar, D. P., Das, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+surfactants+treatment+on+silver+powder+and+its+thick+films.">Influence of surfactants treatment on silver powder and its thick films.</a> Mater. Lett. 57 (20), 3096-3100 (2003).</li><li>Rane, S. 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=Firing+and+processing+effects+on+microstructure+of+fritted+silver+thick+film+electrode+materials+for+solar+cells.">Firing and processing effects on microstructure of fritted silver thick film electrode materials for solar cells.</a> Mater. Chem. Phys. 82 (1), 237-245 (2003).</li><li>Faddoul, R., Reverdy-Bruas, N., Bourel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+content+effect+on+rheological+and+electrical+properties+of+silver+pastes.">Silver content effect on rheological and electrical properties of silver pastes.</a> J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23 (7), 1415-1426 (2012).</li><li>Szlufcik, J., Poortmans, J., Sivoththaman, S., Mertens, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+manufacturing+concepts+for+crystalline+silicon+solar+cells.">Advanced manufacturing concepts for crystalline silicon solar cells.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 46 (10), 1948-1969 (1999).</li><li>Gomatam, R., Mittal, K. 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> Electrically Conductive Adhesive. , (2008).</li><li>Pospischil, M., 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=Investigations+of+thick-film-paste+rheology+for+dispensing+applications.">Investigations of thick-film-paste rheology for dispensing applications.</a> Energy Procedia. 8, 449-454 (2011).</li><li>Hoornstra, J., Weeber, A. W., De Moor, H. H., Sinke, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+paste+rheology+in+improving+fine+line,+thick+film+screen+printing+of+front+side+metallization.">The importance of paste rheology in improving fine line, thick film screen printing of front side metallization.</a> Netherlands Energy Found. , (1997).</li><li>Gilleo, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheology+and+surface+chemistry+for+screen+printing.">Rheology and surface chemistry for screen printing.</a> Screen Print. Mag. , 128-132 (1989).</li><li>Lin, H. W., Chang, C. P., Hwu, W. H., Ger, 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+rheological+behaviors+of+screen-printing+pastes.">The rheological behaviors of screen-printing pastes.</a> J. Mater. Process. Technol. 197, 284-291 (2008).</li><li>Shiyong, L., Ning, W., Wencai, X., Yong, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+rheological+behavior+of+lead+free+silver+conducting+paste.">Preparation and rheological behavior of lead free silver conducting paste.</a> Mater. Chem. Phys. 111 (1), 20-23 (2008).</li><li>Reichl, H., Feil, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybridintegration:+Technologie+und+Entwurf+von+Dickschichtschaltungen.">Hybridintegration: Technologie und Entwurf von Dickschichtschaltungen.</a> H&#252;thig Verlag GmbH. , (1986).</li><li>Thibert, 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=Study+of+the+high+throughput+flexographic+process+for+silicon+solar+cell+metallisation.">Study of the high throughput flexographic process for silicon solar cell metallisation.</a> Prog. Photovoltaics Res. Appl. 24 (2), 240-252 (2016).</li><li>Glunz, S. W., Mette, A., Richter, P. L., Filipovic, A., Willeke, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+concepts+for+the+front+side+metallization+of+silicon+solar+cells.">New concepts for the front side metallization of silicon solar cells.</a> 21st Eur. Photovolt. Sol. Energy Conf. , 4-7 (2006).</li><li>Thibert, S., Jourdan, J., Bechevent, B., Chaussy, D., Reverdy-Bruas, N., Beneventi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+silver+paste+rheology+and+screen+parameters+on+the+front+side+metallization+of+silicon+solar+cell.">Influence of silver paste rheology and screen parameters on the front side metallization of silicon solar cell.</a> Mater. Sci. Semicond. Process. 27, 790-799 (2014).</li><li>Pospischil, M., 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=Dispensing+technology+on+the+route+to+an+industrial+metallization+process.">Dispensing technology on the route to an industrial metallization process.</a> Energy Procedia. 67, 138-146 (2015).</li><li>Coussot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rheometry of pastes, suspensions, and granular materials: Application in Industry and Environment. , (2005).</li><li>Coussot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheophysics+of+pastes:+a+review+of+microscopic+modelling+approaches.">Rheophysics of pastes: a review of microscopic modelling approaches.</a> Soft Matter. 3 (5), 528 (2007).</li><li>Zhou, H., Hong, J., Piao, L., Kim, S. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+rheological+responses+in+Ag+pastes.">Dual rheological responses in Ag pastes.</a> J. Appl. Polym. Sci. 129 (3), 1328-1333 (2013).</li><li>Buscall, R., McGowan, J. I., Morton-Jones, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rheology+of+concentrated+dispersions+of+weakly+attracting+colloidal+particles+with+and+without+wall+slip.">The rheology of concentrated dispersions of weakly attracting colloidal particles with and without wall slip.</a> J. Rheol. 37 (4), 621 (1993).</li><li>Kalyon, D. M., Yaras, P., Aral, B., Yilmazer, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheological+behavior+of+a+concentrated+suspension:+A+solid+rocket+fuel+simulant.">Rheological behavior of a concentrated suspension: A solid rocket fuel simulant.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 37 (1), 35-53 (1993).</li><li>Yilmazer, U., Kalyon, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slip+effects+in+capillary+and+parallel+disk+torsional+flows+of+highly+filled+suspensions.">Slip effects in capillary and parallel disk torsional flows of highly filled suspensions.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 33 (8), 1197-1212 (1989).</li><li>Aral, B. K., Kalyon, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+temperature+and+surface+roughness+on+time-dependent+development+of+wall+slip+in+steady+torsional+flow+of+concentrated+suspensions.">Effects of temperature and surface roughness on time-dependent development of wall slip in steady torsional flow of concentrated suspensions.</a> J. Rheol. 38 (4), 957-972 (1994).</li><li>Persello, J., Magnin, A., Chang, J., Piau, J. M., Cabane, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+of+colloidal+aqueous+silica+dispersions.">Flow of colloidal aqueous silica dispersions.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 38 (6), 1845-1870 (1994).</li><li>Pignon, F., Magnin, A., Piau, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thixotropic+colloidal+suspensions+and+flow+curves+with+minimum:+Identification+of+flow+regimes+and+rheometric+consequences.">Thixotropic colloidal suspensions and flow curves with minimum: Identification of flow regimes and rheometric consequences.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 40 (4), 573-587 (1996).</li><li>Meeker, S. P., Bonnecaze, R. T., Cloitre, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slip+and+flow+in+pastes+of+soft+particles:+Direct+observation+and+rheology.">Slip and flow in pastes of soft particles: Direct observation and rheology.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 48 (6), 1295-1320 (2004).</li><li>Seth, J. R., Cloitre, M., Bonnecaze, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+short-range+forces+on+wall-slip+in+microgel+pastes.">Influence of short-range forces on wall-slip in microgel pastes.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 52 (5), 1241-1268 (2008).</li><li>Seth, J. R., Locatelli-Champagne, C., Monti, F., Bonnecaze, R. T., Cloitre, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+do+soft+particle+glasses+yield+and+flow+near+solid+surfaces?.">How do soft particle glasses yield and flow near solid surfaces?.</a> Soft Matter. 8 (1), 140-148 (2012).</li><li>Meeker, S. P., Bonnecaze, R. T., Cloitre, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slip+and+flow+in+soft+particle+pastes.">Slip and flow in soft particle pastes.</a> Phys. Rev. Lett. 92 (19), 1-4 (2004).</li><li>Xu, C., Fie&#223;, M., Willenbacher, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+wall+slip+on+screen+printing+of+front-side+silver+pastes+for+silicon+solar+cells.">Impact of wall slip on screen printing of front-side silver pastes for silicon solar cells.</a> IEEE Journal of Photovoltaics. 7, 129-135 (2017).</li><li>Brummer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rheology Essentials of Cosmetic and Food Emulsions. , (2006).</li><li>Macosko, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rheology Principles, Measurements, and Applications. , (1994).</li><li>Dzuy, N. Q., Boger, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yield+stress+measurement+for+concentrated+suspensions.">Yield stress measurement for concentrated suspensions.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 27 (4), 321-349 (1983).</li><li>Da Cruz, F., Chevoir, F., Bonn, D., Coussot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscosity+bifurcation+in+granular+materials,+foams,+and+emulsions.">Viscosity bifurcation in granular materials, foams, and emulsions.</a> Phys. Rev. E. 66, 1-7 (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

고농도 현탁액 또는 페이스트의 포괄적 인 유변학 적 특성은 처리 및 복잡한 유체의 응용 프로그램 중 매니 폴드 요구 대상 제품 개발 회의에 필수입니다. 본 연구는 큰 변형 및 파단시 연장 율뿐만 아니라 필라멘트 동안 인장력 연신 후의 항복 응력, 점도, 벽 미끄러짐 속도, 구조 회수의 판단을 포함한다. 모두의 요약 방법을 적용한 정보를 획득하고, 페이스트의 특성은 표 1에 요약되어있다. 평행 평판 회전 유변학 벽 슬립 전단 밴딩 샘플 유출을 나타내는 고도로 충전 현탁액의 유변학 수량의 안정적인 결정 용 비디오 기록의 중요성은 설명된다. 동영상 녹화는 적절한 마커를 사용하여 샘플에서 림 실제 변형 프로파일의 결정 및 흐름 필드를 가능하게한다. 그것은 necess입니다유변학 실험의 결과를 분석하기 전에이 변형 거동을 연구하기 위해 아리. 따라서 측정 파라미터 설정 접시 거칠기 값이되는 점도 측정이 가능하다 식별 될 수있다. 페이스트 항복 응력 적절한 거칠기 베인 형상 또는 판 형상 플레이트를 사용하여 결정될 수있다. 점도 측정은 엄선 판 조도 샘플 조성에 따라 플레이트와 평판 형상을 이용하여 가능하다. 높은 거칠기는 반드시 낮은 벽 슬립 발생하지 않습니다. 점도 측정을 수행 할 수있는 전단 응력 또는 전단 율의 범위가 항복 응력 및 샘플 유출 개시에 의해 제한된다. 또한, 슬립 속도는 직접 측정 될 수 있고, 플러그 흐름 전단 밴딩 또는 샘플 유출이 발생하는 측정 조건이 명확하게 식별 될 수있다. 벽 슬립 측정의 매끄러운 표면 상부 전단 PLA로서 사용테와 거친 바닥 판은 상부 플레이트에 슬립을 허용합니다. 이 슬립 속도는 상판의 각속도에서 직접 계산 될 수있다. 두 페이스트의 경우 슬립은 스트레스 수준도 아래의 명백한 항복 응력에서 발생한다. 비슷한 관측은 유리 구슬 (25), (27) 점토 현탁액, 소프트 마이크로 겔 페이스트뿐만 아니라 에멀젼 28, 29, 30 현탁액에 대한보고되었다. 여기서 τ 앱 V 슬립의 선형 증가가 발견된다. 이 아랄 등의 등의 관찰과 일치한다. (25) 또한 조사 유리 비드 현탁액의 림에 유동장의 시각화를 이용하여 V 미끄러짐 판정 자. 세스 등. 스트레스인가 미끄러짐 속도의 스케일링 소프트 partic 사이의 상호 작용에 의해 조절되는 것으로 나타났다레는 자신의 연구와 벽에 사용됩니다. 벽에 입자의 특정 준수이없는 경우에, 그들은 또한 V 슬립과 스트레스하지만 차 스케일링이 약하게 벽 (28), (29), (30)에 부착 된 입자 발견 사이에 선형 관계를 찾을 수 있습니다. 소프트 입자 페이스트에 대한 연구는 또한 항복 응력에 특징 슬립 속도 V에 *을 표시하고, 탄성 유체 모델은 독립적으로 결정될 수있다 신체 유체 및 입자 파라미터로부터 V의 *를 산출 할 수 있도록 29 제시된다 : V * ~ γ의 Y 2 (G를 0 R / S의 η) (G P / G 0) 1/3. 이 특성 슬립 속도 particl뿐만 아니라, Y 및 탄성률 G 0, 용매 점도 η의 γ의 변형을 수득 페이스트에 따라즉 반경 R과 G의 계수 P. 값이 간단한 추정의 결과 (V의 A * = 375 개 ㎛의 (S) -1 V의 B * = 118 개 ㎛의 (S) -1)뿐만 아니라 크기뿐만 아니라 순서에 대한 실험 결과 (도 9)와 매우 잘 일치 페이스트 A와 B 사이의 차이에 관한 샘플 유출은 각 붙여 넣기위한 중요한 회전 속도 특성을 여기 관찰된다. 유출은 순수 차량에서 발생하지 않습니다. 이 현상은 페이스트의 유변학 적 특성을 제한하고 또한 특정 처리 또는 코팅 작업 관련이있을 수 있지만 물리적 기원은 여전히 ​​해결되지. 비디오 녹화는 더욱 그 벽 슬립, 플러그 흐름을 나타내는 샘플 유출 진동 전단 시험시에 제외 할 수 있습니다. 따라서, 전단 계수의 감소 및 증가에 작은 세 단계 진동 전단 시험 동안 관찰단계 I 및 III에서 (L)의 진동의 진폭뿐만 아니라 큰 변형 진폭 <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> &gt; <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> C가 직접 구조 나누고 회복에 기인 할 수있다. 이는 포화 될 때까지 단계 II 증가 변형 진폭 진동 전단 증가시 비가 역적 구조 변화의 정도는 진폭을 스윕 시험에서의 G의 교차 &#39;및 G&#39; &#39;에 대응하는 변형에 도달되는 것을 도시하지만, 돌이킬 수 단계 II에서 높은 진폭 전단 기간 독립적이다. 때문에 단계 II에서 큰 전단 변형 계수 및 따라서 샘플 구조의 변화가 10 개 이상 (4) (S)의 대기 시간 후 이후 여기 비가역 불린다, 저장 탄성률은 초기 값보다 훨씬 낮다 (데이터는 보이지 않음). 그림 15에 표시된 데이터는 대기로 제한됩니다선명도를 위해서 1,500의시기. 그러나 인쇄 공정의 시간 규모에도 초 이하의 순서에 주목해야한다. 이것은이 연구에서 사용 된 기존의 회전 레오 미터 설정에 액세스 할 수 없습니다. 본 연구에 사용 된 갭 높이도 현대 인쇄 전자의 스크린 인쇄에서 일반적인 메쉬 구멍보다 훨씬 크다. 판 형상 플레이트를 사용하여 유동 학적 측정은 통상적으로 인해 유동성 측정에 사용 된 큰 판 기계적 조정의 제한 등의 작은 갭 개구에서 수행 될 수 없다. 또한, 큰 공극을 분리 림에서 샘플 변형 시각화를 용이하게하기 위해 여기 선택되었다. 모세관 레오 미터 해체 신장 인장 시험기를 사용하여 연신 필라멘트 검사 신장 흐름에 고도로 충전 페이스트의 변형 및 분산 거동을 특성화하는데 사용될 수있다. 휴식과 m에서의 신장신장시 aximum 력이 시험으로부터 얻어지는 파라미터이며, 스크린 인쇄시 스퀴지 스냅 - 오프에 관련 될 수있다. 마지막으로, 유의 한 차이는이 연구에서 조사 두 상업 실버 페이스트에 대해 위에서 설명 된 모든 실험에서 관찰되었다. 성능에 대한 유변학 붙여 넣기 특성의 관련성의 확장 된 논의는 다른 페이스트 및 차량의 폭 넓은 다양한 데이터를 기반으로 후속 논문에서 해결 될 것입니다.

실리콘 태양 전지의 전면 측면 금속은 일반적으로 전통적인 스크린 인쇄를 사용하여 실현된다. 스텐실 인쇄, 잉크젯 인쇄, 플 렉소 인쇄 1 외에, 스크린 인쇄는 다양한 인쇄 응용 프로그램 2에 대한 1970 년대부터 사용되어왔다. 그것은 다양한 기술과 태양 전지 생산에, 그것은 낮은 인쇄 비용으로 간단하고 빠른 금속을 보장합니다. 그러나, 스크린 인쇄 페이스트의 유동 특성은 신중하게 방해받지 않고, 결함이없는 처리를 보장하기 위해 조정되어야한다. 좁은 균일 한 라인 패턴을 달성 할 필요 때문에 태양 전지는 금속 화에 특히 도전적이다. 또한, 페이스트 레시피 신중 고밀도은 입자, 상분리 및 입자 응집 침전을 피하도록 조절되어야한다. 태양 전지 셀의 표면 측의 금속의 고농도의 도전성 스크린 인쇄 페이스트 mainlY는 세 가지 구성 요소 3, 4, 5, 6으로 구성되어 도전성 재료, 우수한 전기 전도도 (7), (8)을 제공하는, 일반적으로 마이크론 크기의은 입자; 연속 상, 소위 차량, 또한 특히 페이스트를 허용하는 유동 거동을 조절하는 첨가제를 포함하는 기재 입자의 습윤성, 막 형성 및 접착을 촉진 유기 결합제, 용매 및 첨가제의 혼합물이 좁은 스크린 메쉬를 통과하고 용이하게; 상기 무기 결합제 (유리 분말)의 접착 촉진제로서 작용하고 낮은 온도에서 소결 과정을 활성화시킨다. 고 종횡비 미세 라인을 인쇄하는 것은 높은 항복 응력과 발음 전단 박화 거동 9 전시 실버 페이스트를 필요로한다. 높은 항복 응력 좋은 shap을 보장페이스트는 페이스트 10 개 3 (S) 이상으로 추정 높은 전단 속도로 노출 된 좁은 메시 개구를 통과 할 때 전자의 정확도 및 높은 전단 속도에서의 강한 전단 박화 반면, 높은 종횡비와 대응 저점 필요한 -1 10. 인쇄 과정에서 페이스트는 매우 다른 변형 속도와 스트레스에 노출되어있다. 첫째, 붙여 넣기가 화면에 달려있다; 다음 스퀴지 작용 및 페이스트를 기판 상에 스크린 개구를 관통. 실리콘 웨이퍼, 구조, 점도의 페이스트를 도포 한 후, 기판 상에 페이스트의 확산을 금지 신속하게 복구한다. 이는 15보다 음영 손실 10, 11, 12, 13, 14의 태양 전지의 성능을 감소시킬. 핑거 프린트 라인 정전 소위 meshmarks은 페이스트 유 동학에 따라 메쉬 와이어 교차점에서 발생할 수있다. meshmarks을 평준화하기위한 시간은 수 16 낮은 확산 핑거 라인을 유지하기 위해 필요한만큼 충분하지만, 또한 짧게해야한다. 기판 상에 갖는 메쉬를 통해 유동 페이스트에 필요한 스퀴지 압력이 좋은 형상 정밀도 3, 6, 9, 17, 18을 제공하는 데 필요한 높은 항복 응력을주의 깊게 조절된다. 입자가 밀접하게 포장, 강력하게 상호 작용하고 복잡한 구조를 형성한다. 따라서, 게다가 응력, 전단 박화 수율 및 요 변성 전단 밴딩 또는 avalanching 같은 다양한 다른 복잡한 유동 현상 &lt;같은 현탁액 19 20 발생할 수도/ SUP&gt; 21. 벽 슬립 집중 현탁액 22, 23, 24, 25도 매우 중요합니다. 저점도의 액체의 얇은 층은 층의 고갈 또는 입자 프리 옆 벽면 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31에 형성되는 좁은 갭 또는 채널을 통해 유동을 제어 할 수있다, 즉. 그래서 스크린 인쇄 페이스트의 포괄적 인 유변학 적 특성은 가공 특성 및 제품의 기능을 향상시키기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 두 개의 상업 실버 페이스트가 특징이다. 이러한 페이스트는 실질적으로 상이한 인쇄 성능을 나타낸다. 유변학 문자이러한 물질의 acterization은 매우 까다로운 것입니다. 회전 점도계를 사용하여, 정상 전단 점도 심지어 단순한 판정으로 인해 벽 슬립, 플러그 흐름 전단 밴딩 페이스트 유출에 중요한 도전이다. 따라서, 이전의 연구는 전술 한 현상이 발생할 가능성이있는 잉크 3, 6, 15, 이른바 진동 전단 측정 10, 17, 21 또는 저 농축은 페이스트의 특성에 초점을 맞추었다. 집중 실버 페이스트의 유동 행동의 강력하고 의미있는 특성에 대한 프로토콜은 비디오 녹화의 도움으로 정의 할 수 있습니다. 평행 평판 샘플 고정구와 회전 전단 유량계 분명히 그 플러그 흐름, 벽 슬립을 보여주는, 본 연구에서 사용하고, 전단 밴딩 거친 평판에 의존비 단순하게 다움. 이전의 작업에서, 진한 현탁액 정상 비틀림 유동 벽 슬립 시간 의존적 현상은 다른 플레이트 거칠기 조사 하였다. 바인더 고분자 용액에 고체 유리 구체 고농도 현탁액의 흐름 가시화하고, 증가 된 플레이트 내통 거칠기 벽 슬립 방지. 그러나, 증가 플레이트 조도는 시료 (22), (25)의 파괴의 결과. 벽 거칠기가 증가 될 때 파괴 작은 겉보기 전단 속도에서 발생 하였다. 전단 응력이 항복 응력 τ (25)의 Y보다 작은 τ의 조 화면의 돌기의 끝은 골절을 개시, 판 표면에 응력 집중 지점으로 작용할 수도있다. 벽 슬립 고농도 페이스트의 스크린 인쇄 성능을 위해 중요한 것으로 간주됩니다. 과거<html> E는 높은 벽에 미끄럼 메쉬를 통해 쉽게 미끄러 기판에 기탁 32 크게 증가된다. 비디오 녹화의 도움으로, 벽 슬립 직접 다른 실험 프로토콜에 대한 관찰 할 수있다. 슬립 속도는 낮은 조도 평활 판을 사용하여 회전판의 각속도로부터 직접 결정될 수있다. 그러나 실버 페이스트의 유동 거동 결정은 고유 한 제한이다. 현탁액은 투명하지 않은, 그래서 광학 플로우 현장 관찰 만 샘플 림에서 할 수 있습니다. 이전의 연구는 동시에 샘플 내 벽 슬립 및 변형을 결정하기 위해 노력했다. 그들은 항복 응력 아래 슬립을 관찰하고, 전단 응력에 미끄러짐 속도의 차 의존을 발견했다. 투명한 점토 현탁액의 유동 거동은 벌크 물질에 주입 염료 안료 라인의 변형 다음 피뇽 (27)에 의해 조사 하였다. Persello 등은.외부 참조 &quot;&gt; 26 진한 수성 실리카 현탁액을 조사 하였다. 그들은 벽 미끄러짐을 억제 플레이트 거칠기를 증가 시키면 균일 한 샘플의 변형을 초래할뿐만 대량 파괴를 불러 일으켰다. 집중되었다 소프트 마이크로 젤 입자 농축 에멀젼 페이스트 미끄러 샘플 변형되지 않는 것으로 형광 트레이서 입자 원추 판 형상 이들 투명 샘플 내의 흐름 필드를 결정하는 데 사용 하였다 (31). 종이 28, 29, 30, 일련의 설명. 이들은 각각의 항복 응력에 특징 슬립 속도 V의 *를 발견 재료 및 τ y를 아래 전단 응력 τ와 미끄러짐 속도의 증가에 대한 지수 법칙. 하나의 지수 비 부착 및 입자와 입자 사이의 벽 약한 인력의 경우 두 개의 검색 결과 하였다. 이 연구에서 그녀를 발표즉 변형의 개발 및 관리되고 제어 응력 전단 속도 조건 하에서 흐름 모니터링된다. 참조 번호 25에보고 된 결과와 대조적에서 플레이트 거칠기를 증가시키는 것은 모두 조사 페이스트 골절을 초래하지 않는다. 또한, 벽 슬립 플러그 흐름은 증가 플레이트 거칠기를 억제 할 수 없다. 이러한 현상은 입경과 판 조도의 비에 의해 제어되는 것으로 보인다. 특성 회전 속도에서 샘플 유출 세트 아마도 유량계 판에 마찰에 작용하는 원심력의 밸런스에 의해 결정된다. 그러나, 점도 측정 가능하는 전단 속도 범위가 결정될 수 있고, 동시에 벽 슬립 정량화 할 수있다. 또한, 캐 필러 리 레오 미터는 인쇄 처리에 대한 중요한 높은 전단 속도에서의 점도를 결정하는 데 사용된다. 꾸준한 전단 레오 메타, 잘 정의 된 진동 전단 변형 C와 어려움에도 불구하고쉽게 구현 될 수있다. 3 단 진동 시험 (일정한 주파수, 상이한 발진 진폭)는 스크린 인쇄 법 (10)을 시뮬레이션하고, 페이스트의 구조 회복 연구 허용 : 최초의 &quot;사전 인쇄&quot;단계에서 작은 변형 나머지 탄성 및 점성 특성을 결정하기 위해 적용된다. 두 번째 &quot;인쇄&quot;단계는 블레이드 코팅 페이스트 구조를 파괴 변형 충분히 높은 진폭을인가하여 스크린 메쉬를 통과하는 페이스트를 시뮬레이션한다. 최종 &quot;인쇄 후의&quot;단계에서 작은 변형은 페이스트의 구조 회복을 검출하도록인가된다. 초기 계수 값이 확산 있지만 meshmarks을 피하기 위해 너무 빨리하지 붙여 넣기를 방지하기 위해 신속하게 도달한다. 여기에 제시된 조사 이전에 우 (21)에 의해보고 된 구조 복구가 완료되지 않았 음을 확인합니다. 저우는 구조적인 변화가 발생되는 것을 보여줄 수에틸 셀룰로오스 용액에 현탁하여은 입자를 분리하는 충전제 매트릭스 필러 클러스터의 끊어서. 본 연구의 동영상 녹화가 관찰 비가 역적 구조 변화가 벽 슬립 전단 밴딩, 플러그 류 또는 샘플 유출의 발생에 관한 가공품 아니라는 것을 알 수있다. 또한, 구조적 파괴의 정도가 크게 두 단계에 적용된 진폭 변형에 의존하지만, 거의인가 된 균주의 시간 간격에 의존한다는 것을 알 수있다. 이러한 측면은 저우의 실험에서 인식되지 않았습니다. 구조적 고장 및 복구의 페이스트 조성물의 영향은 다음 논문에서 논의 될 것이다. 마지막으로, 화면 스냅 - 오프시 붙여 넣기 동작을 시뮬레이션하는 방법을 제시한다. 모세관 레오 미터 해체 신장 및 상용 인장 시험기 함수로서 연신 동안 페이스트가 파괴되는 연신비 최대 축력을 결정하는 데 사용신장 속도의. 비디오 녹화는 평행 판 회전 레오 메타를 사용하여 실버 페이스트의 의미 유변학 적 특성에 필요한 적절한 측정 프로토콜을 찾기위한 필수 불가결 한 것으로 드러났다. 비디오 데이터는 전단 속도와 물리적으로 잘 정의 된 항복 응력 및 점도 값이 결정될 수있는 전단 응력 체제의 판정 할 수 있었다. 판 조도 및 플레이트 분리 매개 변수의 적절한 선택은 이러한 비디오 녹화 기반으로했다. 벽 슬립, 순수 플러그 흐름, 전단 밴딩 또는 샘플 유출이 발생하는 실험 설정이 명백하게 확인 될 수있다. 여기서 조사 페이스트는 태양 전지의 전면 메탈에 사용된다. 그러나,주의 동영상 유변학 적 특성은 또한 고밀도, 마이크론 크기의 입자를 포함하는 농축 된 현탁액의 다양한 다른 종류의 중요한 지원.

<table><tbody><tr><td>endoscopy</td><td>Visitool</td><td>TVS80.280.BF6.AD10.2</td><td>full name: TV-Endoskop, C-Mount, Variookular 2X, &amp;Oslash; 8&amp;nbsp;mm x &lt;em&gt;ca.&lt;/em&gt; 280&amp;nbsp;mm, 0&amp;deg;, BF: 6&amp;nbsp;mm, AD 10&amp;nbsp;mm</td></tr><tr><td>commercial silver paste&amp;nbsp;</td><td>Heraeus Deutschland GmbH &amp;amp; Co. KG&lt;br/&gt; Global Business Unit Heraeus Photovoltaics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>rheometer A</td><td>Anton Paar</td><td>Physica MCR 501</td><td>R&lt;sub&gt;q&lt;/sub&gt; = 2 - 4 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>rheometer B</td><td>Thermo Scientific</td><td>Haake Mars II</td><td>R&lt;sub&gt;q&lt;/sub&gt; = 1.15 &amp;micro;m&lt;br/&gt; R&lt;sub&gt;q&lt;/sub&gt; = 9 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>rheometer C</td><td>Thermo Scientific (formerly Haake GmbH)</td><td>Rheostress 150</td><td>vane geometry</td></tr><tr><td>sandpaper</td><td>Jean Wirtz D&amp;uuml;sseldorf Metallographie</td><td>P320 C</td><td>R&lt;sub&gt;q&lt;/sub&gt; = 9 &amp;micro;m&lt;br/&gt; grain size = 46.2 &amp;plusmn; 1.5</td></tr><tr><td>recording software</td><td>Debut Video Capture</td><td></td><td></td></tr><tr><td>LED Spotlight</td><td>Kaleep&amp;nbsp;</td><td>48W Led Work Lights&lt;br/&gt; Offroads Lights&lt;br/&gt; Lamp Spotlight Floodlight&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>capillary breakup elongational rheometer</td><td>Thermo Scientific (Haake)</td><td>HAAKE CaBER1</td><td></td></tr><tr><td>tensile tester</td><td>Stable Micro Systems, Godalming, UK</td><td>TA.XT plus&lt;br/&gt; Texture Analyzer&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>50 N load cell</td><td>Stable Micro Systems, Godalming, UK</td><td>Serialnumber: 10256249</td><td></td></tr><tr><td>a modified capillary rheometer</td><td>G&amp;ouml;ttfert Rheograph 2000 (G&amp;ouml;ttfert Werkstoff-Pr&amp;uuml;fmaschinen GmbH, Buchen Germany)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>500 bar pressure transducer</td><td>Gefran, Selingenstadt, Germany</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

challenges in rheological characterization of highly concentrated suspensions &#8212; a case study for screen-printing silver pastes

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the manifold requirements during processing and application of such complex fluids. In this investigation, measuring protocols for a conclusive assessment of different process relevant rheological parameters have been evaluated. This includes the determination of yield stress, viscosity, wall slip velocity, structural recovery after large deformation and elongation at break as well as tensile force during filament stretching.
The importance of concomitant video recordings during parallel-plate rotational rheometry for a significant determination of rheological quantities is demonstrated. The deformation profile and flow field at the sample edge can be determined using appropriate markers. Thus, measurement parameter settings and plate roughness values can be identified for which yield stress and viscosity measurements are possible. Slip velocity can be measured directly and measuring conditions at which plug flow, shear banding or sample spillover occur can be identified clearly. 
Video recordings further confirm that the change in shear moduli observed during three stage oscillatory shear tests with small deformation amplitude in stage I and III but large oscillation amplitude in stage II can be directly attributed to structural break down and recovery. For the pastes investigated here, the degree of irreversible, shear-induced structural change increases with increasing deformation amplitude in stage II until a saturation is reached at deformations corresponding to the crossover of G' and G'', but the irreversible damage is independent of the duration of large amplitude shear. 
A capillary breakup elongational rheometer and a tensile tester have been used to characterize deformation and breakup behavior of highly filled pastes in uniaxial elongation. Significant differences were observed in all experiments described above for two commercial screen-printing silver pastes used for front side metallization of Si-solar cells.

Watch this Scientific Journal Video about Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions Ã¢â‚¬â€ A Case Study for Screen-printing Silver Pastes at JoVE.com

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

A protocol for a robust and application relevant rheological characterization of highly concentrated suspensions is presented. Silver pastes used for screen-printing application in solar cell production are employed as model systems.

고농도 현탁액의 유변학 적 특성에 도전 - 스크린 인쇄 실버 페이스트에 대한 사례 연구

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

challenges-rheological-characterization-highly-concentrated

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

19.9K 조회수.  Karlsruhe Institute of Technology. A protocol for a robust and application relevant rheological characterization of highly concentrated suspensions is presented. Silver pastes used for screen-printing application in solar cell production are employed as model systems. 

비디오: Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions — A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical devices1-3. In this paper, we focus on one- (1D), two- (2D), and three-dimensional (3D) printing of conductive metallic inks in the form of flexible, stretchable, and spanning microelectrodes.
Direct-write assembly4,5 is a 1-to-3D printing technique that enables the fabrication of features ranging from simple lines to complex structures by the deposition of concentrated inks through fine nozzles (~0.1 - 250 &mu;m). This printing method consists of a computer-controlled 3-axis translation stage, an ink reservoir and nozzle, and 10x telescopic lens for visualization. Unlike inkjet printing, a droplet-based process, direct-write assembly involves the extrusion of ink filaments either in- or out-of-plane. The printed filaments typically conform to the nozzle size. Hence, microscale features (&lt; 1 &mu;m) can be patterned and assembled into larger arrays and multidimensional architectures.
In this paper, we first synthesize a highly concentrated silver nanoparticle ink for planar and 3D printing via direct-write assembly. Next, a standard protocol for printing microelectrodes in multidimensional motifs is demonstrated. Finally, applications of printed microelectrodes for electrically small antennas, solar cells, and light-emitting diodes are highlighted.

Planar and three-dimensional printing of conductive metallic inks is described. Our approach provides new avenues for fabricating printed electronic, optoelectronic, and biomedical devices in unusual layouts at the microscale.

전도성 잉크의 평면 및 3 차원 인쇄

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

연구

생체공학

Prescribed 3-D Direct Writing of Suspended Micron/Sub-micron Scale Fiber Structures via a Robotic Dispensing System

A 3-axis dispensing system is utilized to control the initiating and terminating fiber positions and trajectory via the dispensing software. The polymer fiber length and orientation is defined by the spatial positioning of the dispensing system 3-axis stages. The fiber diameter is defined by the prescribed dispense time of the dispensing system valve, the feed rate (the speed at which the stage traverses from an initiating to a terminating position), the gauge diameter of the dispensing tip, the viscosity and surface tension of the polymer solution, and the programmed drawing length. The stage feed rate affects the polymer solution&#8217;s evaporation rate and capillary breakup of the filaments. The dispensing system consists of a pneumatic valve controller, a droplet-dispensing valve and a dispensing tip. Characterization of the direct write process to determine the optimum combination of factors leads to repeatedly acquiring the desired range of fiber diameters. The advantage of this robotic dispensing system is the ease of obtaining a precise range of micron/sub-micron fibers onto a desired, programmed location via automated process control. Here, the discussed self-assembled micron/sub-micron scale 3D structures have been employed to fabricate suspended structures to create micron/sub-micron fluidic devices and bioengineered scaffolds.

Here, we present a protocol to fabricate freely-suspended, micron/sub-micron scale polymer fibers and &#8220;web-like&#8221; structures generated via automated direct writing procedure by means of a 3-axis dispensing system.

일시 중단 된 마이크론 / 서브 마이크론 스케일 섬유 구조의 3 차원 직접 쓰기는 로봇 디스펜스 시스템을 통해 처방

A 3-axis dispensing system is utilized to control the initiating and terminating fiber positions and trajectory via the dispensing software. The polymer ...

공학

Laser-induced Forward Transfer of Ag Nanopaste

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of these processes such as inkjet3 and laser-induced forward transfer (LIFT)4 have become increasingly popular as interest in printable electronics and maskless patterning has grown. These additive manufacturing processes are inexpensive, environmentally friendly, and well suited for rapid prototyping, when compared to more traditional semiconductor processing techniques. While most direct-write processes are confined to two-dimensional structures and cannot handle materials with high viscosity (particularly inkjet), LIFT can transcend both constraints if performed properly. Congruent transfer of three dimensional pixels (called voxels), also referred to as laser decal transfer (LDT)5-9, has recently been demonstrated with the LIFT technique using highly viscous Ag nanopastes to fabricate freestanding interconnects, complex voxel shapes, and high-aspect-ratio structures. In this paper, we demonstrate a simple yet versatile process for fabricating a variety of micro- and macroscale Ag structures. Structures include simple shapes for patterning electrical contacts, bridging and cantilever structures, high-aspect-ratio structures, and single-shot, large area transfers using a commercial digital micromirror device (DMD) chip.

We demonstrate the use of the Laser-induced forward transfer technique (LIFT) for the printing of high-viscosity Ag paste. This technique offers a simple, low temperature, robust process for non-lithographically printing microscale 2D and 3D structures.

의 Ag Nanopaste의 레이저 유도 앞으로 전송

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of ...

Dielectric RheoSANS &#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and microstructural properties of complex fluids is presented. The instrument consists of a Couette geometry contained within a modified forced convection oven mounted on a commercial rheometer. This instrument is available for use on the small angle neutron scattering (SANS) beamlines at the National Institute of Standards and Technology (NIST) Center for Neutron Research (NCNR). The Couette geometry is machined to be transparent to neutrons and provides for measurement of the electrical properties and microstructural properties of a sample confined between titanium cylinders while the sample undergoes arbitrary deformation. Synchronization of these measurements is enabled through the use of a customizable program that monitors and controls the execution of predetermined experimental protocols. Described here is a protocol to perform a flow sweep experiment where the shear rate is logarithmically stepped from a maximum value to a minimum value holding at each step for a specified period of time while frequency dependent dielectric measurements are made. Representative results are shown from a sample consisting of a gel composed of carbon black aggregates dispersed in propylene carbonate. As the gel undergoes steady shear, the carbon black network is mechanically deformed, which causes an initial decrease in conductivity associated with the breaking of bonds comprising the carbon black network. However, at higher shear rates, the conductivity recovers associated with the onset of shear thickening. Overall, these results demonstrate the utility of the simultaneous measurement of the rheo-electro-microstructural properties of these suspensions using the dielectric RheoSANS geometry.

Here, we present a procedure for the measurement of simultaneous impedance, rheology and neutron scattering from soft matter materials under shear flow.

유전체 RheoSANS - 임피던스, 레올 로지 및 복잡한 유체의 작은 각도 중성자 산란의 동시 심문

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and ...

Multi-material Ceramic-Based Components &#8211; Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing (CerAM - T3DP)

To combine the benefits of Additive Manufacturing (AM) with the benefits of Functionally Graded Materials (FGM) to ceramic-based 4D components (three dimensions for the geometry and one degree of freedom concerning the material properties at each position) the Thermoplastic 3D-Printing (CerAM -&#160;T3DP) was developed. It is a direct AM technology which allows the AM of multi-material components. To demonstrate the advantages of this technology black-and-white zirconia components were additively manufactured and co-sintered defect-free.
Two different pairs of black and white zirconia powders were used to prepare different thermoplastic suspensions. Appropriate dispensing parameters were investigated to manufacture single-material test components and adjusted for the additive manufacturing of multi-color zirconia components.

Here we describe a protocol for additively manufacturing black-and-white zirconia components by Thermoplastic 3D-Printing (CerAM -&#160;T3DP) and co-sintering defect-free.

멀티 소재 세라믹 기반 구성 요소-열가 소성 3D 인쇄 (CerAM-T3DP)에 의해 흑백 지 르 코니 아 부품의 제조 첨가물

To combine the benefits of Additive Manufacturing (AM) with the benefits of Functionally Graded Materials (FGM) to ceramic-based 4D components (three ...

Additive Manufacturing of Functionally Graded Ceramic Materials by Stereolithography

An additive manufacturing technology is applied to obtain functionally graded ceramic parts. This technology, based on digital light processing/stereolithography, is developed within the scope of the CerAMfacturing European research project. A three-dimensional (3-D) hemi-maxillary bone-like structure is 3-D printed using custom aluminum oxide polymeric mixtures. The powders and mixtures are fully analyzed in terms of rheological behavior in order to ensure proper material handling during the printing process. The possibility to print functionally graded materials using the Admaflex technology is explained in this document. Field-emission scanning electron microscopy (FESEM) show that the sintered aluminum oxide ceramic part has a porosity lower than 1% and no remainder of the original layered structure is found after analysis.

This manuscript describes the processing of single multifunctional ceramic components (e.g., combinations of dense-porous structures) additively manufactured by stereolithography.

스테레오 리소 그래피에 의해 기능적으로 등급된 세라믹 재료의 첨가제 제조

An additive manufacturing technology is applied to obtain functionally graded ceramic parts. This technology, based on digital light ...

Reactive Inkjet Printing and Propulsion Analysis of Silk-based Self-propelled Micro-stirrers

In this study, a protocol for using reactive inkjet printing to fabricate enzymatically propelled silk swimmers with well-defined shapes is reported. The resulting devices are an example of self-propelled objects capable of generating motion without external actuation and have potential applications in medicine and environmental sciences for a variety of purposes ranging from micro-stirring, targeted therapeutic delivery, to water remediation (e.g., cleaning oil spills). This method employs reactive inkjet printing to generate well-defined small-scale solid silk structures by converting water soluble regenerated silk fibroin (silk I) to insoluble silk fibroin (silk II). These structures are also selectively doped in specific regions with the enzyme catalase in order to produce motion via bubble generation and detachment. The number of layers printed determines the three-dimensional (3D) structure of the device, and so here the effect of this parameter on the propulsive trajectories is reported. The results demonstrate the ability to tune the motion by varying the dimensions of the printed structures.

This protocol demonstrates the ability to utilize reactive inkjet printing to print self-motile biocompatible and environmentally friendly micro-stirrers for use in biomedical and environmental applications.

실크 기반 자기 추진 마이크로 교 반기에 대 한 반응성 잉크젯 프린팅 및 추진 분석

In this study, a protocol for using reactive inkjet printing to fabricate enzymatically propelled silk swimmers with well-defined shapes is reported. The ...

화학

Macro-Rheology Characterization of Gill Raker Mucus in the Silver Carp, Hypophthalmichthys molitrix

The silver carp, Hypophthalmichthys molitrix, is an invasive planktivorous filter feeder fish that infested the natural waterways of the upper Mississippi River basin due to its highly efficient filter feeding mechanism. The characteristic organs called gill rakers (GRs), found in many such filter feeders, facilitate the efficient filtration of food particles such as phytoplankton that are of a few microns in size.
The motivation to investigate the rheology of the GR mucus stems from our desire to understand its role in aiding the filter feeding process in the silver carp. The mucus-rich fluid, in a &#8216;thick and sticky&#8217; state may facilitate the adhesion of food particulates. The permeation and transport through the GR membrane are&#160;facilitated by the action of external shear forces that induce varying shear strain rates. Therefore, mucus rheology can provide a vital clue to the tremendous outcompeting nature of the silver carp within the pool of filter feeding fish. Based on this it was posited that GR mucus may provide an adhesive function to food particles and act as a transport vehicle to assist in the filter feeding process.
The main objective of the protocol is to determine the yield stress of the mucus, attributed to the minimum shear stress required to initiate flow at which irreversible plastic deformation is first observed across a structured viscoelastic material. Accordingly, rheological properties of the GR mucus, i.e., viscosity, storage, and loss moduli, were investigated for its non-Newtonian, shear-thinning nature using a rotational rheometer. &#160;
A protocol presented here is employed to analyze the rheological properties of mucus extracted from the gill rakers of a silver carp, fished at Hart Creek location of the Missouri River. The protocol aims to develop an effective strategy for rheological testing and material characterization of mucus assumed to be a structured viscoelastic material.

Macro-Rheology Characterization of Gill Raker Mucus in the Silver Carp, Hypophthalmichthys molitrix

This protocol presents a method to perform rheology characterization of mucus that resides on gill rakers (GRs) of the silver carp. Viscoelastic characteristics of GR-mucus, obtained by measuring viscosity, storage and loss moduli, are evaluated for the apparent yield stress to understand the filter feeding mechanism in GRs.

실버 잉어, 하이포팔미치티스 몰리트리스의 길 레이크머 점액의 매크로-리로지 특성화

The silver carp, Hypophthalmichthys molitrix, is an invasive planktivorous filter feeder fish that infested the natural waterways of the upper Mississippi ...

Frugal Imaging Technique of Capillary Flow Through Three-Dimensional Polymeric Printing Powders

The development of novel imaging techniques of molecular and colloidal transport, including nanoparticles, is an area of active investigation in microfluidic and millifluidic studies. With the advent of three-dimensional (3D) printing, a new domain of materials has emerged, thereby increasing the demand for novel polymers. Specifically, polymeric powders, with average particle sizes on the order of a micron, are experiencing a growing interest from academic and industrial communities. Controlling material tunability at the mesoscopic to microscopic length scales creates opportunities to develop innovative materials, such as gradient materials. Recently, a need for micron-sized polymeric powders has been growing, as clear applications for the material are developing. Three-dimensional printing provides a high-throughput process with a direct link to new applications, driving investigations into the physio-chemical and transport interactions on a mesoscale. The protocol that is discussed in this article provides a non-invasive technique to image fluid flow in packed powder beds, providing high temporal and spatial resolution while leveraging mobile technology that is readily available from mobile devices, such as smartphones. By utilizing a common mobile device, the imaging costs that would normally be associated with an optical microscope are eliminated, resulting in a frugal-science approach. The proposed protocol has successfully characterized a variety of combinations of fluids and powders, creating a diagnostic platform for quickly imaging and identifying an optimal combination of fluid and powder.

The proposed technique will provide a novel, efficient, frugal, and non-invasive approach for imaging fluidic flow through a packed powder bed, yielding high spatial and temporal resolution.

3차원 고분자 인쇄 분말을 통한 모세관 흐름의 검소한 이미징 기술

The development of novel imaging techniques of molecular and colloidal transport, including nanoparticles, is an area of active investigation in ...

Tangential Flow Ultrafiltration: A  &ldquo;Green&rdquo; Method for the Size Selection and Concentration of Colloidal Silver Nanoparticles

Nowadays, AgNPs are extensively used in the manufacture of consumer products,1 water disinfectants,2 therapeutics,1, 3 and biomedical devices4 due to their powerful antimicrobial properties.3-6 These nanoparticle applications are strongly influenced by the AgNP size and aggregation state. Many challenges exist in the controlled fabrication7 and size-based isolation4,8 of unfunctionalized, homogenous AgNPs that are free from chemically aggressive capping/stabilizing agents or organic solvents.7-13 Limitations emerge from the toxicity of reagents, high costs or reduced efficiency of the AgNP synthesis or isolation methods (e.g., centrifugation, size-dependent solubility, size-exclusion chromatography, etc.).10,14-18 To overcome this, we recently showed that TFU permits greater control over the size, concentration and aggregation state of Creighton AgNPs (300 ml of 15.3 &mu;g ml-1 down to 10 ml of 198.7 &mu;g ml-1) than conventional methods of isolation such as ultracentrifugation.19
TFU is a recirculation method commonly used for the weight-based isolation of proteins, viruses and cells.20,21 Briefly, the liquid sample is passed through a series of hollow fiber membranes with pore size ranging from 1,000 kD to 10 kD. Smaller suspended or dissolved constituents in the sample will pass through the porous barrier together with the solvent (filtrate), while the larger constituents are retained (retentate). TFU may be considered a "green" method as it neither damages the sample nor requires additional solvent to eliminate toxic excess reagents and byproducts. Furthermore, TFU may be applied to a large variety of nanoparticles as both hydrophobic and hydrophilic filters are available.
The two main objectives of this study were: 1) to illustrate the experimental aspects of the TFU approach through an invited video experience and 2) to demonstrate the feasibility of the TFU method for larger volumes of colloidal nanoparticles and smaller volumes of retentate. First, unfuctionalized AgNPs (4 L, 15.2 &mu;g ml-1) were synthesized using the well-established Creighton method22,23 by the reduction of AgNO3 with NaBH4. AgNP polydispersity was then minimized via a 3-step TFU using a 50-nm filter (460 cm2) to remove AgNPs and AgNP-aggregates larger than 50 nm, followed by two 100-kD (200 cm2 and 20 cm2) filters to concentrate the AgNPs. Representative samples were characterized using transmission electron microscopy, UV-Vis absorption spectrophotometry, Raman spectroscopy, and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The final retentate consisted of highly concentrated (4 ml, 8,539.9 &mu;g ml-1) yet lowly aggregated and homogeneous AgNPs of 1-20 nm in diameter. This corresponds to a silver concentration yield of about 62%.

Tangential flow ultrafiltration (TFU) is a recirculation method used for the weight-based separation of biosamples. TFU was adapted to size-select (1-20 nm diameter) and highly concentrate a large volume of polydisperse silver nanoparticles (4 L of 15.2 &mu;g ml-1 down to 4 ml of 8,539.9 &mu;g ml-1) with minimal aggregation.

접선 흐름 Ultrafiltration : 콜로이드 실버 나노 입자의 크기 선택과 집중을위한 &quot;그린&quot;방법

Nowadays, AgNPs are extensively used in the manufacture of consumer products,1 water disinfectants,2 therapeutics,1, 3 and biomedical devices4 due to ...