Využití technologie Ink-jet printing pro přípravu mikro a nanostruktur II

Ústav fyziky a měřicí techniky Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

Využití technologie Ink-jet printing pro přípravu mikro a nanostruktur II. Výrobci, specializované technologie a aplikace

Obsah přednášky y

Výrobci/výzkum y y y

y y y y y y y y y y y

2

Výrobci klasických tiskáren Microdrop Microfab

Superfine InkJet Solder Jet Mikrochromatografie VaporJet Přímé psaní pasivních elektronických součástek Mikrostruktury pro solární články a palivové články Biosenzory Tkáňové inženýrství Mikrodávkování Výroba mikrooptických prvků Senzory

Ink-Jet Printing II.

Výrobci/výzkum

Výrobci klasických inkoustových tiskáren domácí tiskárny lze využít pro jednoduché či počáteční experimenty y HP, Canon, Lexmark – termální inkoustový tisk y

(méně vhodné – limitace vlastností inkoustu, možnost tepelného poškození materiálu)

y y

3

Epson – piezoelektrický inkoustový tisk výhodou je snadné ovládání, známý protokol, dostupnost širokého množství CAD softwaru


Výrobci/výzkum

Microdrop (www.microdrop.de) y dávkovací hlavy s řídící jednotkou

(dávkování kapalin, depoziční experimenty) y laboratorní systémy s více hlavami (tvorba složitých struktur v jednom kroku)

4


Výrobci/výzkum

MicroFab (www.microfab.com) y vývoj průmyslových a laboratorních

systémů pro inkoustový tisk y výzkum aplikace technologie inkoustového tisku v netradičních oblastech Solder Jet y Vapor Jet y Sphere Jet y

5


Speciální technologie

Superfine InkJet tiskárny y technologie vyvinutá v japonském National Institute of Advanced Industrial y

y y

y y y

6

Science and Technology (AIST) umožňují vytvářet kapky o teoretické velikosti až 1/1000 objemu kapky vytvořené standardními technologiemi InkJet (v současnosti dosahují velikosti 1/600 objemu). miniaturní, možnost napájení z baterií umožňují tvorbu struktur bez využití fotolitografie s velikostí v řádu mikrometrů, objem nanášeného materiálu je okolo femtolitru, proces nanášení probíhá za laboratorní teploty a za normálního tlaku jako inkoust mohou být použity např. nanotrubky, vodivé polymery, keramické materiály či kovové částice lze tak tisknout např. ultrajemné kovové obvody tlusté pouze několik mikrometrů kapky této technologie schnou velice rychle a je proto možné je využít při tvorbě 3D nanostruktur



Superfine InkJet tiskárny

7



Solder Jet® Technology y přesné a cílené pájení mikrostruktur y 25-125μm průměr pájecího bodu, rychlost pájení 400

bodů/s y pájení při 220 °C (SnPb nebo SnCu, In a Sn).

8



Mikrochromatografie y speciální modifikace piezoelektrické hlavy pro dávkování

peptidů separovaných kapalinovou chromatografií na terče MALDI-TOF MS pro hmotnostní spektroskopii

9



Mikrochromatografie

10



VaporJet™ příprava definovaných testovacích atmosfér s velmi nízkými koncentracemi par y kalibrace detektorů explozivních par, kalibrace detektorů stopových množství par y pro určování detekčních limitů senzorů a detektorů y mikroprocesorem ovládaná piezoelektrická tryska vypouští kapky rozpuštěného standardu na topný element, kde se mění na páru; koncentrace par je řízena množstvím (či frekvencí – v případě kontinuálního módu) kapek dopadajících na topný element y

11



VaporJet™

• kalibrace nízkých koncentrací par 12



SphereJet™ y výzkumná platforma pro

přípravu mikrokapek léčiv y kombinace systémů drop-ondemand a kontinuálního inkoustového tisku y rychlost generování kapek 50kHz a průměr kapek od 20 μm do 100 μm

13


Přímé psaní pasivních elektronických součástek y piezoelektrický tisk rezistorů y speciálně vyráběné inkousty s

definovaným odporem y podobně tisk vodičů, cívek, senzorů, kapacit a optických prvků

14


Mikrostruktury pro solární články a palivové články y levné flexibilní solární buňky (lze tisknout na plast), řádově levnější než

anorganické buňky

y y y y y y

15

šetří použité drahé kovy (Pt); nízké náklady na depoziční proces; vysoká přesnost; přímé nanášení; bezkontaktní depozice; snadno lze měnit produkční množství;


Biosenzory určeno zejména pro optické vláknové biosenzory, užívané v situacích, kde není praktické použít standardní senzory y kompaktní, lehké, minimálně invazivní, lze je multiplexovat y odolné proti elektromagnetickému rušení, vydrží i náročné podmínky y pro rozpoznávání látek ze směsi - optická senzorová pole y

16


Tkáňové inženýrství y léčba popálenin a poranění y tisk biokompatibilních materiálů od roztoků polymerů po

živé buňky y depoziční tryska lze snadno sterilizovat zvýšenou teplotou či gamma zářením bez ztráty funkčnosti y pokrývání umělých cév

17


Mikrodávkování y kapky s průměrem 15-200μm (2pl na 5nl), rychlost

dávkování 0-25,000 za sekundu pro jednotlivé on-demand kapičky y dávkování do MEMS a BioMEMS

18


Výroba mikrooptických prvků y mikročočky, optická vlákna a vlnovody, senzory deponované

na konce optických vláken y tiskové hlavy jsou ohřívány až na 220 °C, změnou teploty je možné měnit tvar vyráběných čoček s velikostí od 80 µm do 1mm, s přesností mikronů

19


Senzory y tisk materiálů na MEMS pro použití v klinické diagnostice,

v kontrole výrobního procesu, monitoring v ochraně životního prostředí y ve výzkumu MEMS nosníků, povrchu senzorů s povrchovou akustickou vlnou (SAW) a dalších mikrokonstrukcí

Vodivostní senzory 20


Rezonanční senzory

Použitá literatura y www.microdrop.com y www.microfab.com

21


Využití technologie Ink-jet printing pro přípravu mikro a nanostruktur II

Recommend Documents