이 프로토콜은 생체 의학 및 소프트 로봇 응용 분야에 대한 탄소 기반 전기 기계적 활성 물질의 제조를 설명합니다. 이 방법의 주요 장점은 다량으로 도이온 액추에이터의 재현 가능한 제조를 가능하게한다는 것입니다. 이 비디오를 시청하면 이온 액추에이터를 제작하고 사용하는 방법에 대한 좋은 이해를 얻을 수 있습니다.
프로토콜은 다섯 단계로 나뉩니다. 첫째, 이온 전도 멤브레인이 준비됩니다. 그런 다음 금 전류 수집기가 부착되는 탄소 기반 전극으로 덮여 있습니다.
샘플을 모양으로 절단한 후 재료가 사용할 준비가 되었습니다. 우선 삼PTFE 멤브레인, 전해질에 담근 동일한 멤브레인 또는 섬유 강화 멤브레인 중에서 선택하십시오. 모든 옵션으로 인해 기능성 액추에이터가 생성됩니다.
선택 영역에 대한 도움말을 보려면 텍스트를 참조하십시오. 재료는 프레임을 사용하여 준비됩니다. 높은 다공성 PTFE 시트를 가지고 프레임 위에 놓습니다.
프레임에 시트를 고정합니다. 건조 멤브레인을 손상시키지 않도록 주의하십시오. 멤브레인이 준비되면 전극 제작 단계로 건너뜁니다.
큰 페트리 접시를 가지고 내부에 높은 다공성 PTFE 시트를 배치합니다. 이온 액체를 과도하게 추가합니다. 전체 시트가 덮여 있는지 확인합니다.
멤브레인이 충분히 적면 파이펫을 사용하여 과잉을 제거하십시오. 조심스럽게 PTFE 시트에 의해 흡수되지 않은 나머지 이온 액체를 제거하기 위해 필터 종이 사이에 막을 배치합니다. 시트가 반투명하지만 젖지 않을 때까지이 과정을 반복합니다.
플라스틱 프레임에 적신 멤브레인을 팽팽하게 고정합니다. 주름과 주름을 피하십시오. 멤브레인이 준비되었으므로 전극 제작 단계로 건너뜁니다.
미세한 불활성 섬유가 있는 원단을 프레임에 고정시십시오. 잘 팽팽하게 해야합니다. 가위를 사용하여 여분의 직물을 다듬습니다.
느슨한 섬유를 조심스럽게 제거하십시오. 연기 후드 아래에서 작업하는 동안, 멤브레인 용액의 얇은 층으로 직물을 덮습니다. 정확한 레시피에 대한 텍스트를 참조하십시오.
첫 번째 층이 완전히 건조하게하십시오. 첫째, 열총과 나중에 열총을 전용 설정과 함께 사용하여 건조 과정을 가속화하십시오. 활성 물질의 손실을 초래할 수 있으므로 완전히 젖은 멤브레인에서 너무 높은 스핀 속도를 사용하지 마십시오.
자세한 내용은 텍스트를 참조하십시오. 핀홀에 대한 백라이트에 대한 멤브레인을 검사합니다. 결함이 없는 멤브레인이 얻어지을 때까지 코팅 층을 계속 적용하십시오.
주의해서 후속 멤브레인 레이어를 추가합니다. 가능한 한 얇은 층을 적용하고 두 번 이미 젖은 표면을 통해 이동하지 않습니다. 양쪽에 레이어를 적용합니다.
이렇게 하면 보강이 복합체 의 중간에 유지됩니다. 한 층은 다른 층을 추가하기 전에 건조하게 하십시오. 결함이 없는 멤브레인이 얻어지면 두께 게이지를 사용하여 두께를 확인하십시오.
현재, 그것은 54 마이크로 미터입니다. 밀폐된 플라스크에서, 자기 교반기와 온도 조절 핫 플레이트를 사용하여 섭씨 70도에서 하룻밤 저어서 용매내의 폴리머를 용해한다. 정확한 레시피에 대한 텍스트를 참조하십시오.
또 다른 플라스크에 탄소 분말의 무게를 측정하고 이온 액체, 용매 및 마그네틱 스터드 바를 추가합니다. 플라스크를 밀봉하고 섞습니다. 탄소 현탁액이 균질화되고 폴리머가 용해되면 자기 비드를 수정 또는 제거하고 폴리머 용액을 탄소 현탁액에 부어 넣습니다.
10 밀리리터의 용매를 사용하여 플라스크 벽에서 폴리머 잔류물을 제거하고 탄소 현탁액에 추가하십시오. 초음파 프로브를 사용하여 서스펜션을 균질화합니다. 그 후 서스펜션은 사용 또는 저장을 위해 준비됩니다.
스프레이 건이나 에어 브러쉬의 저장소를 아세톤으로 채웁니다. 먼저 종이의 흐름을 테스트합니다. 공기 브러시가 깨끗하고 막힘없는지 확인하십시오.
보관 하는 동안, 현탁액젤로 변할 수 있습니다. 액체를 얻기 위해 섭씨 70도에서 닫힌 용기에 섞습니다. 에어 브러시의 저장소를 전극 서스펜션으로 채웁니다.
종이에 서스펜션 흐름을 먼저 테스트합니다. 준비된 멤브레인을 가져 가라. 스프레이 를 시작하기 전에 스프레이 건을 이동 시작합니다.
총을 직선 스트로크로 계속 움직입니다. 한쪽은 다른 쪽을 분사하기 전에 건조하게 하십시오. 원하는 두께에 도달할 때까지 스프레이하십시오.
조심스럽게 프레임에서 재료를 제거합니다. 섬유 강화 멤브레인을 사용하는 경우, 섬유와 절단을 정렬합니다. 금속 눈금자와 메스를 사용하여 4 x 3 센티미터 조각을 잘라.
이 절단 크기는 중소형 배치에 가장 편리합니다. 그러나 작업 액추에이터를 얻는 것은 중요하지 않습니다. 금속 튜브 또는 파이프를 가지고 그것에 절단 조각을 수정합니다.
액추에이터 소재의 약 1밀리미터만 테이프를 겹쳐 보세요. 전송 용지에 고급 금 한 장을 가져 와서 4 센티미터 조각으로 잘라냅니다. 그 중 하나를 티슈 페이퍼에 놓습니다.
접착제의 얇은 층으로 합성스프레이. 정확한 레시피에 대한 텍스트를 참조하십시오. 공기 브러시를 똑바로 세워 빠르게 보관합니다.
접착제가 여전히 젖은 상태에서 파이프를 금박 위로 굴려보십시오. 압연에는 과도한 압력이 필요하지 않습니다. 전송을 제거하고 금이 제대로 부착되어 있는지 확인하기 위해 다시 티슈 페이퍼를 롤오버합니다.
건조 재료를 배치합니다. 일단 건조하면 테이프를 조심스럽게 제거하여 파이프에서 재료를 방출하십시오. 아세톤으로 파이프를 청소하십시오.
파이프의 재료를 고정하고 파이프를 향한 금 코팅 측. 그런 다음 단계를 반복하여 다른 쪽에 있는 현재 컬렉터를 연결합니다. 테이프로 덮인 측면을 유의하십시오.
사각형 또는 더 복잡한 모양을 잘라냅니다. 4~20mm 샘플은 특성화에 적합합니다. 샘플 길이를 곡선 방향과 정렬합니다.
소프트 그리퍼는 먼저 열성형이어야 합니다. 액추에이터를 유리 바이알 몰드에 넣고 그리퍼를 형상으로 체형화합니다. 액추에이터가 금형 내부에 있으면 오븐에 넣거나 적외선을 사용하십시오.
그리퍼는 골드 접점은 활성 소재를 향한 골드 측 사이에 배치됩니다. 탑재하중을 처리하기 위해 전압 단계가 적용됩니다. 그리퍼를 여는 다.
그리퍼를 닫습니다. 손으로 페이로드를 들어 올릴 수 있습니다. 그립 테스트를 테스트합니다.
그리고 마지막으로, 페이로드를 해제합니다. 켈빈 클립은 특성화에 사용됩니다. 액추에이터를 클램프 사이에 놓고 비디오 카메라를 사용하여 각도 알파를 모니터링합니다.
삼각형 신호의 경우 기능성 액추에이터의 현재 응답은 정전용량입니다. 결함이 있는 샘플의 응답은 옴의 법칙을 밀접하게 따르고 저항하는 반면. 액추에이터 구조를 설명하기 위해 스캐닝 전자 현미경 검사를 사용합니다.
시료는 액체 질소를 사용하여 동결되어 깨끗한 단면을 얻습니다. 주의: 액체 질소 용기의 뚜껑을 닫지 마십시오. 압력 축적으로 심각한 부상을 입을 수 있습니다.
첫째, 액추에이터를 액체 질소로 몇 분 동안 동결합니다. 그런 다음 두 세트의 시원한 핀셋을 사용하여 냉동 샘플을 분해합니다. 섬유 강화 액추에이터는 냉동 상태에서도 파손되지 않을 수 있습니다.
액추에이터와 함께 메스를 얼리고 냉동 샘플을 두 조각으로 자릅니다. 이는 PTFE 멤브레인에 의해 분리된 두 개의 탄소 전극을 보여주는 PTFE 액추에이터의 단면으로 액추에이터를 형성한다. 이 방법의 핵심은 멤브레인 층에 PTFE와 같은 불활성 보강을 포함하는 것입니다.
이를 통해 제조 공정을 크게 단순화하고 활성 물질을 대규모로 재현 가능하게 제조할 수 있습니다. 우리의 방법은 이온 액추에이터의 산업 규모의 제조를 향한 유망한 경로를 보여줍니다.
