多孔基材的溶液挥发成膜均质性研究

来源 :第十四届长三角科技论坛暨第十届华东真空学术交流会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jsjfyy
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近年来,由于喷墨印刷、3D纳米印刷、印刷电子、药物研究、传感器等应用的兴起,对于胶体液滴蒸发的研究具有了极大价值.液滴得蒸发具有着复杂的机理,而在这个蒸发过程中最重要的便是会使颗粒不均匀沉积形成的咖啡环效应,如何抑制和控制这个效应是此领域的一个中心主题.同时,随着柔性电子技术的发展,特别是纸和纺织品电子产品的发展,推动了多孔基板上液滴蒸发沉积形貌的研究.对于多孔基板,溶剂渗透到基板孔中这一过程会使得颗粒沉积机理变得更加复杂.实验通过控制双通AA0多孔阳极氧化铝薄膜的孔径,孔径间距,薄膜厚度,聚苯乙烯微球悬浊液的容剂成分,来控制溶剂渗透时间和蒸发时间等多项影响参数.通过建立溶剂蒸发和渗透之间的竞争模型,来系统地研究颗粒运动和成膜均质性的影响因素,并以此预测和解释多孔基材上成膜的情况和原因.当溶剂完全渗透到多孔衬底中时,接触线附近颗粒运动速率和溶剂渗透率之间的竞争决定了最终的沉积形貌.当颗粒运动时间与渗透时间之比tp/t1>1时,以溶剂渗透为主,咖啡环效应被抑制;而tP/tic1时,以颗粒运动为主,咖啡环效应产生.然而,若在渗透结束时仍有剩余体积,粒子运动速率与蒸发速率之间的竞争决定了最终的沉积模式.本文对于AAO的研究以及实验结果可用来引导以纸和纺织品为基底的柔性印刷电子的油墨和基材设计.
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