Fabrication of copper- and silver-coated triply periodic minimal surface structures through 3D printing, electroplating and electroless processes
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
This research presents an innovative approach that offers an accessible method for directly coating metallic layers onto 3D-printed parts for point-of-use (POU) water treatment applications. This provides more control over the final geometry while concentrating the disinfecting agent on the surface—rather than using a massive piece—ensuring effective treatment while reducing material costs and minimizing waste of expensive metallic resources. TPMS (Triply Periodic Minimal Surface) infill meshes were generated via a Schwarz P function coded in Python and then fabricated with a commercial-grade PLA-based composite filament with conductive properties. This made the electrochemical deposition of copper ions onto the printed infill surfaces possible via a DC-powered electroplating process. Initially, four different approaches were tested under four different electrolyte bath concentrations—sixteen experiments (four under static conditions and twelve under agitation)—with the outcomes evaluated through visual inspection, digital microscopy, and scanning electron microscopy (SEM), which was also used as a tool for quantifying the fraction of the surface area with metal deposition. Energy-dispersive spectroscopy (EDS) and ImageJ-based surface quantification were employed to validate coating composition and coverage. The optimal electroplating conditions were then refined by incorporating a postprint annealing treatment and reconfiguring the disposition of the components to enhance coating uniformity. The deposition process was monitored by measuring the electric current, allowing for the quantification of copper mass deposited through Faraday’s law of electrolysis. Finally, a silver-over-copper (Ag@Cu) deposition was successfully performed, with the resulting silver mass assessed via inductively coupled plasma‒mass spectrometry (ICP‒MS). Application tests demonstrated >99% disinfection efficiency against E. coli within a calculated exposure of minutes, with statistical analysis confirming the significance of bacterial reduction, and ICP-MS assessing minimal metal leaching, supporting the safety and durability of the system. The results confirm that the proposed methodology not only achieves a homogeneous metallic coating on complex TPMS structures but also provides a durable, scalable and reproducible solution for developing effective water treatment devices tailored for local farmers and isolated areas.
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Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,000 |
| 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.
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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 découle