用于通过双光子聚合3D打印制造的软微系统的可光固化IP-PDMS的表征

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 微型制造业的微型制造
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 微尺度增材制造 (AM) 实现了具有软部件的先进微电子机械系统 (MEMS).
• 在微尺度上制造软材料存在挑战.
• 现在可以使用IP-PDMS,一种柔软的可光修复的聚二甲基素 (PDMS) 树脂,用于两光子聚合 (2PP) AM.

研究的目的:

• 为了全面描述2PP AM的新型IP-PDMS树脂.
• 为开发具有软元件的微型设备提供必要的材料属性数据.
• 报告IP-PDMS的以前未经记录的特性.

主要方法:

• 未经固的IP-PDMS的特征:表面张力,接触角度,旋转涂层,透射率和FTIR.
• 固化的IP-PDMS的特征:机械爬行,摩擦,介电电容量,介电分解强度,与水的接触角度,模和粘弹性特性.
• 采用3D打印和螺旋涂层样本进行特定测量.

主要成果:

• 报告了未经固的IP-PDMS的新特性,包括表面张力 (26.7 ± 4.2 mN/m) 和与玻璃的接触角度 (11.5 ± 0.6°).
• 详细介绍了固化IP-PDMS的新特性,例如速度依赖的摩擦和高介电断裂强度 (高达73.3±13.3V/μm).
• 测量了固化IP-PDMS的关键性质:与水的接触角度 (103.7 ± 0.5°),模量 (5.96 ± 0.2 MPa) 和介电电容量 (2.63 ± 0.02).

结论:

• 对于微型软MEMS应用来说,IP-PDMS具有有前途的特性.
• 综合数据促进了IP-PDMS在微流体,存储设备和智能材料技术中的使用.
• 这项研究解决了软微型制造材料表征的关键差距.