Developing and validating a high-throughput robotic system for the accelerated development of porous membranes
Notice bibliographique
Résumé
The development of porous polymeric membranes remains a labor-intensive process, often requiring extensive trial and error to identify optimal fabrication parameters. In this study, we present a fully automated platform for membrane fabrication and characterization via nonsolvent-induced phase separation (NIPS). The system integrates automated solution preparation, blade casting, controlled immersion, and compression testing, allowing precise control over fabrication parameters such as polymer concentration and ambient humidity. The modular design enables reproducible sample handling to improve consistency and can be adapted for future parallel processing to further reduce experimental time. Compression testing is introduced as a sensitive mechanical characterization method for estimating membrane stiffness and as a proxy to infer porosity and intra-sample uniformity through automated analysis of stress–strain curves. As a proof of concept to demonstrate the effectiveness of the system, NIPS was carried out with polysulfone, the green solvent PolarClean®, and water as the polymer, solvent, and nonsolvent, respectively. Experiments conducted with the automated system reproduced expected effects of polymer concentration and ambient humidity on membrane properties, namely increased stiffness and uniformity with increasing polymer concentration and humidity variations in pore morphology and mechanical response. The developed automated platform supports high-throughput experimentation and is well-suited for integration into self-driving laboratory workflows, offering a scalable and reproducible foundation for data-driven optimization of porous polymeric membranes through NIPS.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».