双极电化学法制备有机电化学晶体管阵列

有机电化学晶体管(OECT)被广泛应用于生物传感领域,制备阵列化器件有利于提高传感器的测试通量,降低制造成本。研究了双极电化学在OECT交流电沉积制备中的应用。基于扫描电子显微镜和数字源表,探究了交流电压频率对聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)薄膜形貌和OECT器件性能的影响。实验结果表明,交流电压频率从100 Hz增加到1 000 Hz时,PEDOT∶PSS薄膜的宽度从7.5μm减小到3μm,器件的最大跨导值从1.5 mS减小到0.2 mS,电流开关比从330降低到78,响应时间从9.42 ms下降到4.25 ms。使用该方法制备的OECT具有较好的重复性。最后,将微电极对的个数增加到5对,制备了1×5 OECT阵列器件,OECT阵列的性能具有较好的均一性。

双极电化学清除钛合金表面铁污染

目的 针对耐蚀合金表面洁整化制造中,清洗介质和零件形状对清除表面异质铁污染的重要影响,提出了一种采用双极电化学清除铁污染的方法。方法 采用COMSOL软件建立双极电化学模型,仿真计算了不同驱动电位和样品位置对表面电位分布及清除速率的影响,对喷丸强化后的钛合金表面进行铁污染清除试验,利用邻菲罗啉显色检验和电化学阻抗验证铁清除效果,分析典型参数对铁污染清除效果的影响。结果 仿真模拟中电解池内的电压呈对称分布,样品表面电位为0 V;样品位于电解池中近正极1/4处时,其清除速率较中间位置时低;随驱动电压增加,有效清除长度减小,清除速率下降;显色检测显示钛合金原始试样表面的铁污染程度不均匀,红色色度值最高为15.5,清洗后合金表面从红色变为无色,阻抗谱图显示合金表面的耐蚀性增加。结论 试验与仿真模拟结果吻合良好,双极电化学可用于钛合金表面铁污染的清除,为钛合金表面高清洁度制造提供了一种新思路。

基于双极电化学法的细胞负载型水凝胶可控制备

文中提出了一种基于双极电化学法制备图案化海藻酸钙水凝胶支架的方法,利用光刻技术在氧化铟锡玻璃上制造出多形状的电极,成功实现了海藻酸钙水凝胶在目标区域上的沉积。建立了水凝胶的高度生长模型,研究了反应时间、直流电源电压、驱动电极间距对所制备水凝胶高度的影响。结果表明,水凝胶的模型预测高度与实测值的误差在5%以内,且在反应时间为100 s、直流电源电压为12.5 V、驱动电极间距为30 mm时,制备的水凝胶密度较为均匀。最后,将细胞包埋于水凝胶20 h后,细胞存活率保持在80%以上。证明该方法制备的水凝胶支架对细胞损害小,对组织工程学体外生物支架构建具有较大的参考价值。

葡萄糖双极电化学制备草酸、山梨醇与甘露醇

葡萄糖中的醛基既可以被氧化为羧基也可以被还原为羟基。文章结合葡萄糖的这一性质采用电化学合成技术,对葡萄糖双极电氧化还原反应进行了研究。产物用红外光谱(FT-IR)和核磁共振波氢谱表征,结果表明成功合成了草酸、山梨醇和甘露醇。同时考察了反应物浓度、电解质浓度、电极材料和电解时长对此反应的影响,得到的最佳反应条件为:葡萄糖的起始浓度为:阴极0.8 mol/L,阳极0.4 mol/L,支持电解质硫酸钠的浓度为0.4 mol/L、阴极的电极材料为Ni,电解时长最佳为5 h。在最优条件下,阴阳两极葡萄糖的转化率分别为71.08%、63.89%。

双极电极金属图形沉积装置设计及其应用研究

金属材料的一维、二维以及三维制造一直是材料加工领域的热点内容,双极电化学加工方法由于其无导线直连、非均匀加工等特点,近年来得到了广泛应用。提出基于双极电化学原理的金属定位沉积方案,用以实现金属图形直接制备。通过制备具有不同形状腔体的双极驱动电极,在基板上沉积出与电极腔体类似的金属图形。本实验主要沉积Cu、CuNi合金,通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征材料的结构。在具体实施过程中,考查了电压、沉积时间、电极底部与基板的距离、电解质的流量等因素对沉积过程和所得金属图形的影响。用Supereyes B011光学显微镜拍摄记录沉积的金属图形,根据沉积图形的变化,来分析各种因素的影响规律。经过工艺优化,获得了清晰的金属图形,验证了利用双极驱动电极进行无线定位沉积金属图形的可操作性。