Elektrosprejovací zařízení pro přípravu nanočástic s kontrolou pohybu

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22340%2F19%3A43919898" target="_blank" >RIV/60461373:22340/19:43919898 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://www.kosekgroup.cz/wp-content/uploads/2019/11/FuncSpec_Electrospray.pdf" target="_blank" >http://www.kosekgroup.cz/wp-content/uploads/2019/11/FuncSpec_Electrospray.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Elektrosprejovací zařízení pro přípravu nanočástic s kontrolou pohybu

Popis výsledku v původním jazyce

Prezentovaný funkční vzorek je laboratorní zařízení umožňující deponovat nanočástice na vodivé a dielektrické substráty větších rozměrů. Roztok látky ve vhodném rozpouštědle je dopravován kapilárou pomocí pístové pumpy. Na kapiláru je přivedeno vysoké napětí, na konci kapiláry tím dochází k formování menisku roztoku do tzv. Taylorova kuželu působením elektrických a povrchových sil. Taylorův kužel je zakončen jemnou kapalnou tryskou, ze které jsou sprejovány jednotlivé kapky roztoku o průměru výrazně menším, než je průměr kapiláry. Z kapek se během letu v elektrickém poli vypařuje rozpouštědlo, roste tak hustota povrchového náboje. Po překročení limitní hodnoty (Rayleighův limit) dochází k rozpadu kapky. Proces rozpadu se opakuje, dokud nedochází k depozici kapek či už suchých částic. Velikost částic lze kontrolovat pomocí sady provozních parametrů a úpravou vlastností roztoku. Elektrorozprašováním nanesené vrstvy jsou kvalitní a vykazují úzkou distribuci velikosti částic, k tomu je však zapotřebí důsledná kontrola procesu. Prezentované zařízení umožňuje kontrolovat vlhkost a teplotu v komoře, dále umožňuje sprejování proti gravitační síle, což vede k vyloučení velkých kapek, které by poškodily vzorek. Pomocí 3D vytištěných nástavců je zajištěna izolace náboje na roztoku jako prevence zborcení Taylorova kuželu. Proces je nahráván vysokorychlostní kamerou, lze tedy okamžitě odhalit nestability procesu. Implementace pohybu substrátu umožnuje nanášet vrstvy na velké substráty či na více substrátu najednou (případně při pozorované nestabilitě procesu ukončit proces a vyměnit substrát) bez nutnosti otevření temperované komory. Zařízením se tak snažíme přiblížit průmyslové aplikaci a proces nanášení vrstev urychlit při zachování vysoké kvality.

Název v anglickém jazyce

Electrospraying device for preparation of nanoparticles with implemented motion control

Popis výsledku anglicky

Presented functional specimen is a laboratory device designed to deposit nanoparticles onto conductive and dielectric substrates of larger dimensions. A substance is dissolved in a solvent. The solution is transported via capillary by a syringe pump. Capillary is attached to a high voltage, which results in meniscus transformation to a so-called Taylor cone due to electric and surface forces. Droplets are emitted from a jet formed on the end of Taylor cone and drifted by an electric field toward the substrate. These droplets diameter is significantly smaller compared to the diameter of the capillary. During the flight, the solvent is evaporated and the surface charge density increases. After reaching the Rayleigh limit, the fission of droplet occurs. The process is repeated until droplet reaches the substrate. Size of deposited nanoparticles can be regulated by adjusting several operating parameters and by adjustment of solution properties. Deposited layers are with narrow size distribution when the process is maintained stable. The presented device enables to control temperature and humidity in the spraying chamber and spraying in reverse configuration (against the gravitational force) to eliminate damage of layer caused by large droplets. Proces is recorded by highspeed camera to detect instabilities. The charge is isolated on capillary with the solution to prevent a collapse of the Taylor cone by using a 3D printed extension. The implementation of motion of substrate enables to deposit layers onto large substrates or more substrates without the necessity of opening of the temperated chamber.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20401 - Chemical engineering (plants, products)

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2019

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

ES-1

Číselná identifikace

21-SVV/2019

Technické parametry

Prezentovaný funkční vzorek je laboratorní zařízení umožňující deponovat nanočástice na vodivé a dielektrické substráty větších rozměrů.

Ekonomické parametry

Zařízením se snažíme přiblížit průmyslové aplikaci a proces nanášení vrstev urychlit při zachování vysoké kvality. Zařízení je v současné době používáno v rámci výzkumné skupiny.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

60461373

Název vlastníka

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

http://www.kosekgroup.cz/wp-content/uploads/2019/11/FuncSpec_Electrospray.pdf