وينص بروتوكول بسيط تصنيع هياكل هيميويكينج متفاوتة الأحجام والأشكال والمواد. البروتوكول يستخدم مزيجاً من ختم المادية، PDMS صب، وغشاء رقيق التعديلات السطحية عن طريق مواد ترسب التقنيات الشائعة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
وينص بروتوكول بسيط تصنيع هياكل هيميويكينج متفاوتة الأحجام والأشكال والمواد. البروتوكول يستخدم مزيجاً من ختم المادية، PDMS صب، وغشاء رقيق التعديلات السطحية عن طريق مواد ترسب التقنيات الشائعة.
هيميويكينج هو عملية حيث ويتس سائل على سطح منقوشة يتجاوز طوله ترطيب طبيعية نتيجة لمزيج من الإجراءات الشعرية وإيمبيبيتيون. المهم هذه الظاهرة التبول في العديد من الميادين التقنية التي تتراوح بين علم وظائف الأعضاء للهندسة الفضائية. حاليا، توجد عدة تقنيات مختلفة لاختلاق الهياكل هيميويكينج. هذه الأساليب التقليدية، بيد غالباً ما تستغرق وقتاً طويلاً ويصعب الصعود لمناطق كبيرة أو من الصعب تخصيص للهندسات الزخرفة نونهوموجينيوس ومحددة. ويوفر البروتوكول قدم الباحثين مع بسيطة وقابلة للتطوير، وطريقة فعالة من حيث التكلفة لاختلاق الأسطح الصغيرة المنقوشة هيميويكينج. الأسلوب تلفيق فتل الهياكل من خلال استخدام طباعة الطوابع وبولي دايمثيل سيلوكسان (PDMS) صب وطلاء السطح غشاء رقيق. ويتجلى البروتوكول هيميويكينج مع الإيثانول على صفائف ميكروبيلار PDMS مغطاة بطبقة 70 نانومتر سميكة ألومنيوم غشاء رقيق.
وقد حدث مؤخرا زيادة الاهتمام بالقدرة على التحكم بنشاط وسلبية على حد سواء التبول، التبخر، وخلط السوائل. هيميويكينج فريد محكم أسطح توفر حلاً رواية للتبريد تقنيات لأن هذه الأسطح مزخرفة بمثابة مضخة السوائل (و/أو الحرارة) دون أجزاء متحركة. هذا حركة السوائل محكوم بسلسلة أحداث عمل الشعرية المرتبطة بدينامية انحناء غشاء رقيق السائل. وبصفة عامة، عندما ويتس سائل سطح صلب، منحنى سائل غشاء رقيق (أي سائل غضروف) سرعة أشكال. سمك السائل وانحناء الشخصية تتطور حتى يتم التوصل إلى حد أدنى من الطاقة مجاناً. للإشارة، هذه الشخصية ديناميكية التبول يمكن سرعة تسوس عشرات نانومتر في سمك داخل الامتداد (السوائل-ترطيب) طول-مقياس فقط عشرات ميكرومتر. وهكذا، يمكن الخضوع لهذه المنطقة الانتقالية (سائل-فيلم) تغييرات كبيرة في واجهة السائل انحناء. المنطقة الانتقالية (غشاء رقيق) التي ينشأ فيها ما يقرب من جميع الفيزياء الحيوية والكيمياء. على وجه الخصوص، المنطقة الانتقالية (غشاء رقيق) حيث توجد معدلات التبخر كحد أقصى (1)، (2) ديس الانضمام الضغط التدرجات والتدرجات الضغط الهيدروليكي (3)1،2. نتيجة لذلك منحنى السائل-الأفلام تلعب دوراً حيويا في النقل الحراري، وانفصال، والقلاقل السوائل وخلط السوائل المتعددة العناصر. على سبيل المثال، فيما يتعلق بنقل الحرارة، لوحظت تدفقات الحرارة الجدار أعلى في هذه المنطقة غشاء رقيق منحنى عاليا، والانتقالية4،3،5،،من67.
وقد أظهرت الدراسات هيميويكينج الحديثة أن الهندسة (مثلاً، الارتفاع، القطر، إلخ) ووضع دعائم تحديد الشخصية الجبهة التبول وسرعة السائل قيد التشغيل من خلال هياكل8. كما يتم التبخر الجبهة السائل قبالة نهاية هيكل آخر في صفيف، يتم الاحتفاظ الجبهة السوائل في مسافة ثابتة وانحناء، كما هو يجري استبدال السوائل المتبخرة من السوائل المخزنة في هياكل فتل9. هياكل هيميويكينج أيضا قد استخدمت في أنابيب الحرارة وعلى أسطح المغلي لتحليل وتحسين آليات نقل الحرارة المختلفة. 10 , 11 , 12.
هو أسلوب واحد المستخدمة حاليا لإنشاء هياكل فتل البصمة الحرارية الطباعة الحجرية13. يتم تنفيذ هذا الأسلوب بختم على التخطيط المطلوب إلى طبقة مقاومة في عينة قالب سليكون مع طابع بوليمر حرارية، ثم إزالة الطابع الاحتفاظ المجهرية. بمجرد إزالة، يتم وضع العينة عن طريق أيون رد الفعل النقش عملية لإزالة أي من ال14،طبقة مقاومة الزائدة15. هذه العملية، ومع ذلك، يمكن أن تكون حساسة لدرجة الحرارة لتصنيع هياكل فتل ويتضمن العديد من الخطوات التي تستخدم الطلاء المختلفة ضمان دقة هياكل فتل16. كما أنها الحالة التي لا تكون تقنيات الطباعة الحجرية عمليا بالنسبة للحجم الكلي الزخرفة؛ وفي حين أنها لا تزال توفر طريقة لإنشاء نمط من المجهرية على سطح، الإنتاجية من هذا الإجراء أقل بكثير من مثالي للاستنساخ على نطاق واسع. ونظرا للتركيب على نطاق واسع، واستنساخه، مثل الطلاء تدور أو تراجع، هناك غياب الأصيل للزخرفة يمكن السيطرة عليها. هذه الطرق إنشاء مجموعة عشوائية من المجهرية على سطح الهدف ولكن يمكن قياسه لتغطية مناطق أوسع إلى حد كبير من تقنيات الطباعة الحجرية التقليدية17.
البروتوكول المبينة في هذا التقرير يحاول الجمع بين نقاط قوة أساليب التركيب التقليدي بينما في الوقت نفسه القضاء على نقاط الضعف المحددة لكل منها؛ أنه يعرف طريقة اصطناع هياكل هيميويكينج مخصصة لمختلف مرتفعات والأشكال والتوجهات والمواد على نطاق ماكرو ومع الإنتاجية المرتفعة المحتملة. يمكن بسرعة إنشاء مختلف أنماط فتل غرض الاستغلال الأمثل فتل الخصائص، مثل التحكم الاتجاهي سرعة السوائل، ونشر، وخلط السوائل المختلفة. يمكن أيضا توفير استخدام مختلف الهياكل فتل متفاوتة غشاء رقيق السمك وانحناء الملامح، والتي يمكن أن تستخدم بصورة منهجية دراسة اقتران بين الحرارة والنقل الجماعي مع سمك مختلفة وملامح انحناء السائل غضروف.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-إنشاء خريطة الزخرفة
2-وضع البلاستيك لتكون مختومة لصب
3-ختم العينة البلاستيك لصب PDMS
4-إنشاء صب PDMS
5-إيداع المعدن غشاء رقيق في PDMS
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويقدم الشكل 1 تخطيطي لكيفية أن إنشاء إليه ختم العفن لهياكل فتل على العفن بلاستيك. للتحقيق في نوعية جهاز ختم في صناعة الأفلام فتل، تم إنشاؤها صفيفين دعامة مختلفة لتحليل نوعية الأعمدة لتجارب فتل مستقبلا. جوانب جهاز التحقيق بالدقة لارتفاع الأعمدة (مع وبدون تدرج عمق)، ونوعية الدعائم التي تقوم عليها بعد صب PDMS، نوعية الدعائم التي تقوم عليها بعد عملية الترسيب بالرش والقدرة هياكل لإنشاء فتل هيمي. لتحقيق هذا الهدف، هما فتل متغيرات نمط تم إنشاؤها، واحد التي عرضها متد...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد أدخلت أسلوب لإنشاء صفائف الدعامة منقوشة للهياكل هيميويكينج؛ يتم ذلك عن طريق ولﻷخذ تجاويف على رقاقة بلاستيكية مع جهاز حفر الذي يلي الزخرفة من صورة نقطية تم إنشاؤها بواسطة المستخدم. ثم يسكب خليط PDMS، شُفي ومغطاة بطبقة رقيقة من الألمنيوم عن طريق الترسيب. يمكن تخصيص خصائص صفيف الأعمدة استناداً إلى قيمة مقياس الرمادية التي تم تعيينها في الصورة النقطية في أعقاب هذا البروتوكول. يمكن إنشاء هذا الجانب الهام من الزخرفة طائفة واسعة من الممكن فتل هياكل لاختبار يمكن استخدامها في مختلف التطبيقات، بما في ذلك البحوث غشاء ر...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب قد لا الكشف الإشارة لهذه الورقة.
هذه المواد هو استناداً إلى الأبحاث جزئيا تحت رعاية "مكتب الولايات المتحدة للبحوث البحرية" تحت "رقم المنحة" N00014-15-1-2481 ومؤسسة العلوم الوطنية تحت رقم المنحة 1653396. الآراء والاستنتاجات الواردة في هذا التقرير هي آراء المؤلفين ولا ينبغي أن يفسر بالضرورة تمثل السياسات الرسمية أو موافقات، سواء كانت صريحة أو ضمنية، من "مكتب الولايات المتحدة للبحوث البحرية"، المؤسسة الوطنية للعلوم، أو أن حكومة الولايات المتحدة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| NI-DAQ 9403 | الأدوات الوطنية | 370466AE-01 | واجهة الاتصال بين الكاميرا ومفتاح التحكم لليزر. |
| مفتاح التحكم | Crouzet | GN84134750 | وحدة تحكم لاستخدامها في الليزر الذي ينشط الليزر بناء على الجهد المرسل بواسطة DAQ. |
| كاميرا البراغيث | FLIR FL3-U3-120S3C-C | كاميرا البراغيث تستخدم لتصوير مثقاب الثقب على القالب البلاستيكي. | |
| كاميرا تصوير البراغيث | نقطة رمادي | FL3-U3-20E4M-C | كاميرا براغيث تستخدم للحصول على الصور الجانبية للأعمدة. |
| 200 خطوة / دورة ، محرك متدرج 12 فولت -350 مللي أمبير (x2) | AdaFruit | 324 | تستخدم محركات السائر للتحكم في عمق وزاوية المطحنة الطرفية. |
| 10x Infinity تصحيح مسافة العمل الطويلة الهدف | Mitutoyo ؛ | # 46-144 | الهدف المستخدم للحصول على صورة جانب الأعمدة. |
| 15x مترافق لانهائي ، المغلفة بالأشعة فوق البنفسجية ، ReflX Objective | TechSpec | # 58-417 | الهدف المستخدم للحصول على صورة الجزء العلوي من الأعمدة. |
| 72002 0.002D X 0.006 LOC كربيد SQ 2FL مطحنة نهاية مصغرة | Harvey Tools | 72002 | مثقاب تم استخدامه لإنشاء ثقوب في القالب البلاستيكي. |
| توصيل طاقة التيار المستمر بقدرة 1 كيلو واط | للطاقة المتقدمة | MDX-1K | تستخدم لتشغيل جهاز الترسيب. |
| توربو V 70LP Nacro Torr | مضخة توربو Varian | 9699336 | Turbo تستخدم لتقليل الضغط داخل غرفة الترسيب. |
| 2000 ميجا واط ، 405 نانومتر عالي الطاقة بتركيز الضوء الأزرق ليزر | WDLasers | KREE | عينة تسخين ليزر |
| 5.875 "معرف Dessicator مع 0.25" وصلات الأنبوب | McMaster-Carr | 2204K5 | PDMS Dessicator |
| SYLGARD 184 سيليكون مطاط ، 0.5 كجم كيت | داو كورنينج | 4019862 | مجموعة PDMS المستخدمة في صنع القاعدة. |
| ضاغط هواء الحجاب الحاجز / مضخة فراغ | Gast | DOL-701-AA | فراغ Dessicator |
| مراحل خطية آلية (2x) | Standa | 8MT175 | محركات السائر المستخدمة للتحكم في لوحة العينة في الاتجاه x و y. |
| 2 "قطر غير مثبتة المزدوجة اللونية المثبتة ، AR المغلفة: 400-700 نانومتر | ThorLabs | AC508-150-A | تم استخدام achromat من أجل الحصول على صور من جانب الأعمدة. |
| برغوث 3 أحادي الكاميرا ، 2448 × 2048 بكسل | نقطة رمادي | FL3-GE-50S5M-C | كاميرا براغيث تستخدم لتقليد الجزء العلوي من الأعمدة. |
| محول الفراغ الرقمي | Thyrcont Vacuum Instruments | 4940-CF-212734 | تستخدم لمراقبة الضغط داخل غرفة الترسيب. |
| غاز الأرجون المضغوط Resovoir | Airgas | AR RP300 | المستخدم في عملية الترسيب. |
| مرحلة الترجمة 1-D شركة | نيوبورت | TSX-1D | مرحلة ترجمة تستخدم لتحريك الكاميرا للتركيز على الطاحونة النهائية. |
| حامل ليزر أسطواني (x2) | Newport Corporation | ULM-TILT-M | تم استخدام حامل الليزر لتحريك الكاميرا للتركيز على المطحنة النهائية. |
| مبرد منضدة مع مضخة طرد مركزي ، 120 فولت ، 60 هرتز | Polyscience | LS51MX1A110C | مبرد يستخدم لتجميع الترسيب. |
| Alcatel Adixen 2010SD XP ، محرك مقاوم للانفجار ، مضخة فراغ دوارة دوارة ، منتجات | فراغ مثالية | مرحلة 210SDMLAM-XP | مضخة فراغ تستخدم لتجميع الترسيب. |
| مروحة ، 105 قدم مكعب في الدقيقة ، 115 فولت (x2) | Comair Rotron | MU2A1 | مروحة تستخدم لتبريد جوانب معينة من مجموعة الترسيب. |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.