Vliv aktivace povrchu a orientace tisku na elektrochemické vlastnosti 3D tištěných kompozitních elektrod na bázi poly(mléčné kyseliny) a uhlíkových nanomateriálů

Abstract

This thesis investigates and compares the electrochemical properties of 3D-printed composite electrodes composed of poly(lactic acid) modified with carbon black (CB/PLA) and carbon nanotubes (CNT/PLA). The study evaluates the influence of material composition, printing orientation, differences between the top and bottom surfaces of horizontally printed electrodes, and surface activation methods. The results are compared with those obtained from a commonly used glassy carbon electrode (GCE). The activation proces sis essential for achieving a sufficient electrochemical response. Compared with chemical activation, electrochemical activation generally provided more reproducible results and, for the redox system [Fe(CN)6]3−/4− , led to lower ΔEp values, indicating faster electron transfer kinetics. For horizontally printed electrodes, the bottom sides exhibited more favourable electrochemical parameters than the top sides, likely due to a more homogeneous surface structure formed by contact with the printing bed and partial removal of the polymer matrix during electrode detachment. Under the applied printing conditions, the effect of printing orientation on the electrochemical response was not significant. However, the resulting electrode behaviour depended on the surface structure and the activation...

Tato bakalářská práce se zabývá studiem a srovnáním elektrochemických vlastností 3D tištěných kompozitních elektrod na bázi poly(mléčné kyseliny) obsahujících uhlíkovou čerň (CB/PLA) a uhlíkové nanotrubice (CNT/PLA). Hodnocen byl vliv složení materiálu, orientace tisku, rozdíl mezi horní a spodní stranou horizontálně tištěných elektrod a způsobu aktivace povrchu. Získané výsledky byly zároveň porovnány s běžně používanou elektrodou ze skelného uhlíku (GCE). Bylo prokázáno, že aktivační proces je nezbytný pro dosažení dostatečné elektrochemické odezvy. Elektrochemická aktivace poskytovala oproti chemické aktivaci obecně reprodukovatelnější výsledky a u redoxního systému [Fe(CN)6]3−/4− vedla k nižším hodnotám ΔEp, což ukazuje na rychlejší kinetiku přenosu elektronu. U horizontálně tištěných elektrod vykazovaly spodní strany příznivější elektrochemické parametry než strany horní, pravděpodobně v důsledku homogennější povrchové struktury vzniklé kontaktem s tiskovým lůžkem a částečného odstranění polymerní matrice při oddělování elektrod. Za použitých parametrů tisku nebyl vliv orientace tisku na elektrochemickou odezvu zásadní, avšak výsledné chování elektrod záviselo na struktuře povrchu a způsobu aktivace. Šířka potenciálových oken elektrochemicky aktivovaných 3D tištěných elektrod se pohybovala v...