Electric field-modulated evaporative thin film deposition of bio-particles for piezoelectric applications
Notice bibliographique
Résumé
Bio-based functional materials can be used to replace or limit the use of synthetic materials sourced from unsustainable sources. However, the potential of such materials remains largely unexplored. In this study, we demonstrate the use of weak AC electric fields to deposit ultra-thin piezoelectric films from cellulose nanocrystals (CNC). This is the first time electric fields are used to realize <50 nm thick uniform bio-based piezoelectric films wherein the bioparticles exhibit unidirectional arrangement. Interestingly, we found that the use of weak AC electric fields of suitable frequencies completely mitigates the coffee ring effect (CRE), which results in defect-free uniform ultra-thin films. Additionally, the electric fields appear to help in realizing unidirectional alignment of particles in the films, which enhances their piezoelectric properties. The method was also tested for chitin nanocrystals (ChNC), which have a similar aspect ratio but bear opposite polarity surface charges, and the influence of the field on coffee ring formation and particle orientation in CNC thin film deposition was validated. The phenomena can be attributed to the constant spatio-temporal curvature of the evaporating liquid film, the transient state between the three-phase contact (TPC) line, the electric field-dependent contact angle, and the permanent and field-induced dipole moments. These factors lead to particle polarization and alignment. The films have an optimum electrical frequency of deposition at which they are continuous and uniformly thin, have unidirectional alignment of particles, and function as a single dipole.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».