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【纳米颗粒制备技术】干法气溶胶纳米打印技术可以用在哪些领域

发布时间: 2024-05-16  点击次数: 259次

上一篇文章我们简单的认识了干法气溶胶纳米打印技术,一种基于气溶胶的直写方法能够实现无机纳米结构材料的打印直写。

那么本篇文章我们来简单介绍一下干法气溶胶纳米打印技术可以用在哪些领域?

使用纳米印刷沉积系统,可以自动的打印不同成分和/或层厚的纳米多孔材料。在电催化、气体传感器和 SERS 领域具有高通量筛选价值。采用高通量的筛选方法可以将新材料开发所需的时间从几个月缩短到几天,大大加速了材料开发过程。

 

1.电催化

 

当前,许多性能好的电催化剂均采用昂贵的贵金属基材料。而为了使电化学过程具有可扩展性和商业可行性,此类电催化剂的贵金属含量必须显着降低,或用更便宜的金属作为替代。

 

我们与 Avantium 教授合作,进行了不同比例电催化剂的高通量筛选实验。选取不同的 Fe/Ni 比例和不同层厚度,直接在高通量催化测试系统上打印 8x8 点阵列(使用 VSP-P1)。然后同时测试这 64 种催化剂的 OER 性能,有效的减少了催化剂筛选时间。

 

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等值线图显示电池电位随镍/铁发生器功率比和沉积时间的变化

 

2  电解水制氢

 

催化剂涂层膜(CCMs) 是 PEM 电解水的核心组件,传统方法不仅需要利用化学手段合成纳米催化剂,还需要与添加剂混合制成浆料后进行如丝网印刷等方式沉积在膜表面。

 

使用 VSP-P1 纳米催化剂印刷沉积系统,可以实现如 Ir, Pt 等纳米催化剂的直接生成以及直写沉积。同时,由于制取的颗粒尺寸更小,表面更干净,可有效降低催化剂使用量,节约成本。

 

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VSP 产生的粒径更小

 

3  传感器

 

当前的金属氧化物(Mox)气体传感器能够检测多种气体,但对单个分子的选择性很差。为了提高选择性,对不同材料组合进行筛选是必要的。使用 VSP-P1,可以局部打印特定成分的混合金属氧化物涂层,整个过程是自动且可重复的,可以快速筛选不同的组合。

 

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两个氧化锌基化学电阻器(CR1和 CR2)在暴露于三个连续甲苯脉冲后的实时电阻

 

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CR 响应与甲苯浓度的关系

两个 CR 的响应表明气体传感性能具有良好的重现性

 

4  SERS 优化

 

表面增强拉曼光谱 (SERS) 是一种高度灵敏的检测技术,可以极大地促进化学和生物传感技术在多领域的应用。利用 VSP-P1 纳米印刷沉积系统进行无配体印刷纳米粒子印刷,制备纳米多孔结构传感器已被证明对于开发用于不同物质分析的 SERS 基板非常有效。此外,由于样品制备简单且自动化程度高,基板的优化可在数月内实现。由于该技术的可重现性较好,使用不同的基板时,也不需要改变纳米粒子的合成和沉积过程即可实现批量合成工艺。

 

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利用气溶胶技术在基底表面进行纳米材料喷涂,绘制相应的电极(包括常见的Au, Ag,Cu等等离子激元材料。这些材料会产生较强的等离子激元效应,使拉曼信号大大增强,便于进行微量的物质探测。

 

 


 

 

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