# 🧪 Chimie
# Fabrication de puce microfluidique
# Super Condensateur au Graphène LIG Avec du kapton + Decoupeuse laser
Vidéo Youtube Sur la chaine de la Société chimique de France
tout est expliqué dedans amusez vous bien!
#### Informations
- René Meng
- rene.meng@etu.S-U.fr
- M1 Chimie Stage au Laboratoire LISE
- Juin-Juillet 2022
#### Contexte
Vidéo Breaking taps
qui se base sur cette publi [https://rdcu.be/cMAKU](https://www.youtube.com/redirect?event=video_description&redir_token=QUFFLUhqbkU5ak1hSEF2TkNDX0ZUZjIyazZGSi1IeGNhUXxBQ3Jtc0trV0FWR3NoQ0hVNnMyS0hGemhYTkRFNXpYQmhXRWd4bFFCOUd5Z2NxVTJFSXp3M21raFpqOV9XVTV1MjVvenlhZlRhalJEem9EZU9nZ0JwMmtRNzRGbktKVGhCT1ZSTXRvX1B2Mm14YXlvd1lyaWJXWQ&q=https%3A%2F%2Frdcu.be%2FcMAKU&v=oqOcOrZrG5Y)
J'ai donc réalisé une video proof of concept grace au fablab avec du scotch de kapton
#### Objectifs
Reproduire l'experience et allumer une LED.
#### Matériel
- Feuille de polyimide ou Kapton
#### Machines utilisées
Trotec Speedy 100
#### Construction
Voir la vidéo
#### Journal de bord
Disponible sur mon site web
**[https://renemeng.wordpress.com/2022/12/24/supercondensateur-au-graphene-lig-obtention-du-prix-l3-societe-chimique-de-france/](https://renemeng.wordpress.com/2022/12/24/supercondensateur-au-graphene-lig-obtention-du-prix-l3-societe-chimique-de-france/)**
# Impression 3D électrochimique : Réalisation d'un réseau d'électrodes
Ce que j'ai fait au fablab:
RĂ©seau d'Ă©lectrode 6\*6 sur PMMA recouvert d'or pour une application Ă l'impression 3D par voie Ă©lectrochimique.
Introduction au sujet:
[https://drive.google.com/file/d/1nkw5Zwh1voD9N\_fGageRGOvbt9gQq36m/view?usp=sharing](https://drive.google.com/file/d/1nkw5Zwh1voD9N_fGageRGOvbt9gQq36m/view?usp=sharing)
Dans le cadre d'un projet entrepreneurial, j'ai proposé un sujet de stage au Laboratoire Interface et Systèmes Electrochimique (LISE) un sujet de stage qui a été validé, sur l'impression 3D électrochimique.
Le fonctionnement est similaire à une impression resine, car celle-ci permet d'imprimer couche par couche mais en revanche au lieu d'imprimer en résine, elle imprime des metaux tel que le cuivre.
La tête d'impression consiste d'un reseau d'electrode et chacune permet d'effectuer la reaction d'électrodépot, c'est a dire de convertir les atomes de cuivre en solution (bleu), vers sa forme solide(orange).
Pour ce faire il a été envisagé de fabriquer cette tête d'impression au fablab sur une plaque de plexiglas recouverte d'or, puis en realisant le motif des electrodes avec une graveuse laser.
À l'issue de ce stage, je voudrais lancer une startup sur ce projet, et proposer un service d'impression métal pour un marché en plein essor.
. En revanche les techniques se sont orienté depuis 1996 sur des méthode par écriture directe, par la polarisation de la cathode. Cela permet notamment d'imprimer des pièces en cuivre, mais aussi d'autre matériaux conducteurs, y compris des alliages.
Une entreprise américaine à quant à elle développé une technologie d'impression qui repose sur une polarisation sélective d'un réseau d'anode, ce qui permet d'imprimer Stéréo-électrochimiquement des pièces complexes en cuivre, avec comme application des refroidisseur haute performance pour processeur avec des structure en gyroides permettant de maximiser les échanges thermique. L'intérêt est que la performance des processeur est limité par la capacité à le refroidir.
Grace aux développements des Modèles de langage OpenSource notamment avec (Mixtral 8x7b) il a été facile de re-bricoler une imprimante résine avec une carte arduino pour l'interfacer avec un PC, les progrès sont tels que j'ai quasiment pas eu besoin d'utiliser ChatGPT 3.5.
 Théorie vs pratique
 gravure de l'or sur le PMMA
J'ai commencé par réaliser des essais sur du PMMA 3mm avec la Trotec Speedy 360 pour vérifier mon motif réalisé sur Kicad/Inkscape, j'ai notamment remarqué le manque de résolution pour des détail verticaux en balayage horizontale, dû à l'anisotropie du balayage de la graveuse laser. J'ai aussi essayer de réaliser la gravure à 45 degré, cela résous l'anisotropie, mais apporte les défauts à l'ensemble du dispositif. La solution serait de réaliser un balayage Vertical suivit d'un balayage horizontale sans avoir besoin de tourner la pièce manuellement(difficulté à l'aligner). J'ai contacté Le technicien commercial de Trotec qui m'a déconseillé de débloquer cette fonctionnalité. Il m'a en revanche conseillé de travailler avec une vitesse 4 fois inferieur avec une puissance proportionnellement plus faible pour augmenter par 8 la qualité. Le problème rencontré est notamment dû au temps de changement de la puissance du laser.
J'ai aussi noté l'impossibilité d'employer le contour par écriture direct en raison des trajectoires par acoup créant des trou profond et détruit les connections aux alentours. D'après le technicien commercial, il s'agit d'un problème lié à la correction de puissance. Il faudrait la diminuer? Eventuellement à essayer sur l'or?
Il m'a précisé qu'il n'est pas souhaité d'appeler le technicien commercial soi même, c'est le rôle du Fabmanager.
La speedy 360 et 100 possèdent un laser d'un laser d'une taille de point de 120µm et de longueure d'onde 10,6 µm (microonde). Il faut donc en tenir compte dans le design. j'ai donc retracer les contours sur inkscape pour tenir compte de la taille de point, avec en rouge le chemin du point de 120µm.
L'or présente une barrière d'activation avant la gravure, même si il semble exister une énergie intermédiaire pour seulement retirer en partie l'or d'une 100 aines de nanomètres, il est nécessaire d'utiliser une puissance beaucoup plus élevée, ce qui engendre des creux plus profond sur le PMMA.
Pour optimiser le processus en jouant sur la longueur d'onde il faut étudier l'absorbance du PMMA et de l'or qui sont tout deux assez mauvais. Ce qui explique bien ce phénomène.
Repousser les limites de la Speedy 360 à un intérêt pour la microfabrication en Makerspace, et permet d'avoir une résolution utilisable. Mais pour avoir une bonne répétabilité, il serait intéressant de pouvoir utiliser la LPKF Protolaser H4 qui offre une bien meilleure résolution. C'est pourquoi j'ai contacté LPKF qui m'ont confirmé la possibilité théorique d'utiliser d'autre matériaux sans risque particulier. Il ma notamment fournit un guide pour faire des tests afin de trouver les bon paramètres. Néanmoins il est nécessaire d'être formé à cette machine qui utilise un laser fibré de 1064 nm (IR) d'une taille de point de 25µm, et permet de réaliser un double balayage vertical et horizontal. Voici un lien du document en question : [https://drive.google.com/file/d/1aiiEEKLoY4rNRjV9LAuTF24pEDxQzHwb/view?usp=sharing](https://drive.google.com/file/d/1aiiEEKLoY4rNRjV9LAuTF24pEDxQzHwb/view?usp=sharing)
Il sera envisagé d'utiliser cette machine pour la réalisation de PCB pour l'imprimante 3D ainsi que la réalisation des électrodes.
Le laser à une zone de balayage de 30x30mm (haute précision) et la possibilité de déplacer cette zone en XYZ(moyenne précision).
il est important que ces zones de balayage ne gènent pas le design en se décalant.
Ainsi en une après midi avec Emmanuel, nous avons pu réaliser ce réseau d'électrode en optimisant les paramètres. Il est notable que la LPKF laisse de joli paillette **dans** le PMMA qui n'est pas gravé du tout. Le matériaux a été paramètré comme un PCB de 3mm avec une couche de cuivre de 0.1 µm.(analogue à notre config) Il a été réalisé plusieurs test pour optimiser les paramètres afin d'avoir le résultat souhaité.
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-02/Y1Dimage.png)
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-02/pygimage.png)
il a été remarqué que des détails en or ont été arraché, il a donc été important d'optimiser la puissance en la baissant pour ne pas déchirer l'or.
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-02/xDfimage.png)
En optimisant les paramètres
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-02/usrimage.png)
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-02/Iptimage.png)
il a été possible de se débarrasser au maximum des déchirure avec une puissance de 0.3W.
Il serait intéressant de changer de substrat pour avoir une meilleure adhésion comme par exemple un support de type pcb.
# Synthèse du bioplastique
### Matériel
##### RĂ©actifs
- Glycérol (50% en volume)
- Amidon
- Acide chlorhydrique (0,1 mol/L)
- Soude (0.1 mol/L)
- Eau distillée
### [](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-06/img-1337.jpeg)
##### Verrerie et appareils
- Plaque chauffante avec agitateur magnétique
- BĂ©cher de 250mL
### Protocole
1. Dans un bécher de 250 mL avec un barreau aimanté introduire:
- 2,5g d'amidon
- 2mL de glycérol
- 3mL d'acide chlorhydrique
- 25 mL d'eau distillée
2. Chauffer pendant 15 minutes sur plaque chauffante à 150°C tout en mélangeant, de manière que la solution ne soit pas en ébullition.
3. Ajouter 1mL de la solution de soude à la moitié du temps
4. ajouter 2mL de la solution de soude Ă la fin
5. sécher 5 minutes à l'air libre
6. Placer à l'étuve à 90°C pendant 1h.
**RĂ©sultat 21/06/24 Pola SZOPKA et Ioanna Dimitropoulou**
Résultat non concluant : la préparation est trop liquide à l'étape 5, avant la mise à l'étuve. Ce qui rend impossible la mise à l'étuve.
Source possible d'erreur : mauvais dosage de la glycérine (glycérine trop visqueuse pour être prélever à la pipette), glycérine périmée depuis 2021, donc de mauvaise qualité qui permet pas d'obtenir un produit assez visqueux.
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-06/Ma820240621-153436.jpg)[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-06/H7b20240621-153433.jpg)[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2024-06/20240621-153444.jpg)
**26/06/2024 : Mbarik KARIHILA**
J'ai remplacé l'acide chlorhydrique par de l'acide acétique et j'ai fait des ajustement sur la température de chauffe, en faisant une première expérience à 120°C et l'autre à 190°C. A 190°C, on obtient un produit plus caramélisé et plus visqueux.
# Synthèse des nanoparticules de Magnétite Fe3O4
La magnétite colloïdale est formée par coprécipitation d’ions ferriques et ferreux en milieu alcalin à température ambiante. La synthèse se fait en proportion stœchiométrique d’ions ferreux et ferriques.
**Cette synthèse sera réalisée sous sorbonne.**
1) Dans un bécher de 400 mL muni d'un agitateur magnétique, verser 30 mL d’une solution aqueuse de chlorure ferrique
(\[FeCl3\] = 2 mol/L, M =162.2 g/mol) et y ajouter 11.9 g de sel ferreux tetrahydraté (FeCl2 .4H2O, M = 198,91 g/mol).
[ ](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2025-03/kokimage.png)[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2025-03/Zdcimage.png)
2) A l'aide d'une pipette graduée ajouter 2 mL d’acide chlorhydrique concentré en agitant.
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2025-03/Dvjimage.png)
3) Ajuster le volume total à 100 mL en complétant avec de l’eau distillée et agiter.
4) Attendre la dissolution totale du chlorure ferreux. A ce stade le mélange réactionnel est vert transparent.
5) Ajouter rapidement et sous forte agitation 25 mL d’ammoniaque concentrée (NH3 30%). La solution devient quasi instantanément opaque marron foncé.
[ ](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2025-03/Z2eimage.png)[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/uploads/images/gallery/2025-03/jMiimage.png)
6) Maintenir l’agitation pendant 20 minutes.
7) Placer délicatement le bécher sur les plaques magnétiques. Attendre que les particules magnétiques décantent. Enlever le surnageant et garder le barreau dans le bécher.
8) Ajouter 100 mL d’eau distillée pour laver les nanoparticules. Agiter pendant 5 minutes et redécanter. Enlever le surnageant. Rincer une deuxième fois à l’eau et à nouveau enlever le surnageant.
[](https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/attachments/1316)