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增材制造的方法，如納米打印可以大大簡化高比表面積的納米多孔薄膜的制備工藝。這種薄膜材料的應用很多，包括電催化、化學、光學或生物傳感以及電池和微電子產品制造等。

因此，VSParticle 提出了一種基于氣溶膠的直寫方法。VSP-P1 納米印刷沉積系統(tǒng)能夠實現(xiàn)具有特殊性能的無機納米結構材料的打印直寫。

印刷涂層的顆粒由 VSP-G1 納米粒子發(fā)生器產生，經火花燒蝕產生的氣溶膠顆粒其典型粒徑在 20nm 以下，且不含表面活性劑或任何其他有機添加物質。納米粒子生產和印刷沉積的整個過程是自動化的，不需要進行后續(xù)有機成分的熱處理去除。（關于火花燒蝕技術詳見：火花簡史（一）：閃電也能用來制造納米材料？）

VSP-P1 納米印刷沉積系統(tǒng)

01  工作原理

VSP-G1 納米粒子發(fā)生器 (VSP-G1) 作為納米粒子的生產源，集成在 VSP-P1 系統(tǒng)中。而用于納米顆粒生產的技術稱為火花燒蝕（Spark Ablation），在室溫溫度和大氣壓條件下便可實現(xiàn)多種納米粒子的制備。

在氣流中產生納米氣溶膠后，這些顆粒經低真空環(huán)境下的噴嘴加速并通過撞擊沉積的方式沉積在多種類型的基材上。沉積的驅動力是沉積室和 VSP-G1 系統(tǒng)（噴嘴上游）之間的壓力差。通過 XYZ 載物臺控制、顯微鏡攝像頭模塊和直觀的用戶界面可以打印沉積特定的路徑，從而可以控制實驗參數(shù)，進行由納米粒子組成的圖案繪制。

02  應用分享

使用 VSP-P1 納米印刷沉積系統(tǒng)，可以自動的打印不同成分和/或層厚的納米多孔材料。在電催化、氣體傳感器和 SERS 領域具有高通量篩選價值。采用高通量的篩選方法可以將新材料開發(fā)所需的時間從幾個月縮短到幾天，大大加速了材料開發(fā)過程。

1.電催化

當前，許多性能優(yōu)秀的電催化劑均采用昂貴的貴金屬基材料。而為了使電化學過程具有可擴展性和商業(yè)可行性，此類電催化劑的貴金屬含量必須顯著降低，或用更便宜的金屬作為替代。

我們與 Avantium 教授合作，進行了不同比例電催化劑的高通量篩選實驗。選取不同的 Fe/Ni 比例和不同層厚度，直接在高通量催化測試系統(tǒng)上打印 8x8 點陣列（使用 VSP-P1）。然后同時測試這 64 種催化劑的 OER 性能，有效的減少了催化劑篩選時間。

等值線圖顯示電池電位隨鎳/鐵發(fā)生器功率比和沉積時間的變化

2  電解水制氫

催化劑涂層膜(CCMs) 是 PEM 電解水的核心組件，傳統(tǒng)方法不僅需要利用化學手段合成納米催化劑，還需要與添加劑混合制成漿料后進行如絲網印刷等方式沉積在膜表面。

使用 VSP-P1 納米催化劑印刷沉積系統(tǒng)，可以實現(xiàn)如 Ir, Pt 等納米催化劑的直接生成以及直寫沉積。同時，由于制取的顆粒尺寸更小，表面更干凈，可有效降低催化劑使用量，節(jié)約成本。

VSP 產生的粒徑更小

3  傳感器

當前的金屬氧化物(Mox)氣體傳感器能夠檢測多種氣體，但對單個分子的選擇性很差。為了提高選擇性，對不同材料組合進行篩選是必要的。使用 VSP-P1，可以局部打印特定成分的混合金屬氧化物涂層，整個過程是自動且可重復的，可以快速篩選不同的組合。

兩個氧化鋅基化學電阻器（CR1和 CR2）在暴露于三個連續(xù)甲苯脈沖后的實時電阻

CR 響應與甲苯濃度的關系

兩個 CR 的響應表明氣體傳感性能具有良好的重現(xiàn)性

4  SERS 優(yōu)化

表面增強拉曼光譜 (SERS) 是一種高度靈敏的檢測技術，可以極大地促進化學和生物傳感技術在多領域的應用。利用 VSP-P1 納米印刷沉積系統(tǒng)進行無配體印刷納米粒子印刷，制備納米多孔結構傳感器已被證明對于開發(fā)用于不同物質分析的 SERS 基板非常有效。此外，由于樣品制備簡單且自動化程度高，基板的優(yōu)化可在數(shù)月內實現(xiàn)。由于該技術的可重現(xiàn)性較好，使用不同的基板時，也不需要改變納米粒子的合成和沉積過程即可實現(xiàn)批量合成工藝。

利用氣溶膠技術在基底表面進行納米材料噴涂，繪制相應的電極（包括常見的Au， Ag，Cu等等離子激元材料。這些材料會產生較強的等離子激元效應，使拉曼信號大大增強，便于進行微量的物質探測。

如果您對 VSParticle 納米氣溶膠沉積系統(tǒng)感興趣，歡迎隨時聯(lián)系我們了解產品詳情和 DEMO 實驗。

關于 VSParticle

VSParticle 是一家位于荷蘭的納米顆粒技術公司，專注于開發(fā)和提供先進的納米顆粒制備設備和解決方案。核心技術是一種特別的氣相沉積 (Gas-phase Deposition) 技術，可以高效地制備納米尺寸的材料顆粒，如金屬、合金、氧化物和硫化物等。

作為一家具有創(chuàng)新精神和技術先進的公司，VSParticle致力于推動納米顆粒技術的進步，為全球研究人員和工程師提供先進的工具和解決方案，助力納米材料的開發(fā)和商業(yè)化應用。