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A modular approach to studying polymer processing using a self-driving lab
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AI
DOI：10.1039/d6dd00146g.png)
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摘要
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鉴定能获得最佳性能的聚合物薄膜加工条件仍然具有挑战性。本文展示了一种模块化自驱动实验室（SDL），用于优化产生强虹彩薄膜的沉积条件。该平台结合了六轴机械臂移动样品、基于再设计的空气喷枪的喷涂站（具有独立控制的针位移、气阀开启和喷涂时间）、椭圆形成像站（EIS，可在单张图像中捕捉四个视角且无需移动部件）以及用于自动传输的定位器。为测试该系统，我们利用贝叶斯优化最大化了羟丙基纤维素（HPC）薄膜的虹彩效应。在20次迭代实验预算内，SDL确定了在硅基底上实现HPC理论最大虹彩的喷涂参数。进一步分析表明，厚度小于约290 nm的薄膜表现出与薄膜干涉一致的光学行为，而较厚的薄膜在厚度对应于HPC胆甾醇相螺距最小时偏离该趋势，表明胆甾醇有序结构有额外贡献。验证了优化薄膜作为标识和光学响应湿度传感器的功能。本研究建立了一种模块化框架，用于系统地绘制薄膜沉积的加工-结构-性能关系，并自主探索聚合物加工。
