المحركات الخفيفة ذات شكل حر - تصنيع ومراقبة يشتغل في مقياس المجهري

الهدف الشامل من إجراء الكتابة بالليزر هذا من خطوتين ، هو الحصول على هياكل تشغيل الضوء بحجم الميكرومتر القائم على المطاط الصناعي. يمكن أن تساعد الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجالات الميكروبيوتكس والموائع الدقيقة. مثل كيفية إنشاء بنية دقيقة واحدة بحركة معقدة.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تصميم الاتجاه الجزيئي يدويا في المقياس الصغير. وبالتالي ، يمكن التحكم في الشكل المحدد للتشغيل بشكل كبير. يمكن أن توفر بعض هذه الطرق الميكروبيوتكس داخل الميكروبيوتكس ، ولكن يمكن تطبيقها أيضا على أنظمة مختلفة مثل ضبط الأجهزة الضوئية أو المواد التي تستجيب للمنبهات المختلفة.

ستظهر جزءا من الإجراء دانييل مارتيلا ، ما بعد الدكتوراه من مختبري. للبدء ، قم بتنظيف شريحة غطاء زجاجي بقطر 3 سم بالأسيتون ومنديل العدسة. ثم باستخدام الملقط أو الملقط ، ضع بعض الكرات الدقيقة الزجاجية على الشريحة على بعد حوالي نصف سنتيمتر من نقطة المركز.

هذه تعمل كفواصل. ضع شريحة مجهر قطرها 1 سم على الفواصل واضغط عليها برفق في موضعها. بعد ذلك ، أضف حوالي ميكرولترين من غراء المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في الفجوة بين الشرائح في النقاط الثلاث المختلفة حيث توجد الفواصل.

قبل أن يخترق الغراء الفجوة بعيدا ، استخدم ضوء الأشعة فوق البنفسجية لعلاج الغراء. هذا يشكل خلية التجربة. الآن على طول حافة الخلية ، قم بإسقاط حوالي 10 ميكرولتر من راتنج IPL.

انتظر بضع دقائق حتى يتسلل السائل إلى منطقة الخلية بأكملها. ثم باستخدام غراء اللثة Fixo ، قم بتثبيت الخلية على حامل العينة. ضع التجميع في نظام الكتابة بالليزر المباشر وباستخدام هدف 100X ، ابحث عن الواجهة في السطح الداخلي العلوي.

بعد ذلك ، قم بإجراء تصحيح الإمالة ، لأن الشريحة ليست أفقية تماما. اكتب الآن هياكل أنماط تصنيف IPL المصممة باستخدام 6 مللي واط من طاقة الليزر بسرعة 60 ميكرون في الثانية. تتكون أنماط الدرجات من منحنيات أو خطوط مستقيمة.

ثم ابحث عن الواجهة وقم بإمالتها بشكل صحيح إلى السطح الداخلي السفلي. اكتب النمط هناك أيضا. الآن انقل الخلية إلى حمام الأيزوبروبانول لمدة 12 إلى 24 ساعة.

لا تفتح الخلية بعد. في اليوم التالي ، جفف الخلية على لوح تسخين 50 درجة مئوية لمدة 10 إلى 20 دقيقة. ابدأ هذا الإجراء بقياس حوالي 300 مجم من خليط المونومر.

قم بتحميل الخليط في زجاجة زجاجية وضعها على لوح تسخين بين 70 و 80 درجة مئوية لإذابة المسحوق. بمجرد الذوبان ، حركه لمدة ساعة ، بين 90 و 150 دورة في الدقيقة. بمجرد أن يصبح الخليط متجانسا ، ضع الخلية المحضرة على لوح التسخين عند 60 درجة مئوية ، وقم بإسقاط 20 ميكرولترا من الخليط على طول حافة الشريحة الزجاجية الأصغر.

دع السائل يتحرك إلى الخلية. ثم قم بحماية الشريحة من الضوء ونقلها إلى المجهر باستخدام مستقطب متقاطع وجهاز تحكم في درجة الحرارة. قبل إضاءة الخلية ، قم بتوصيل مرشح برتقالي بالمصباح لتصفية الأشعة فوق البنفسجية. ثم باستخدام المرحلة الساخنة ، قم بتسخين الخلية إلى أعلى من 60 درجة مئوية.

الآن قم بخفض درجة الحرارة بمعدل درجتين إلى 10 درجات مئوية في الدقيقة لقياس نطاق درجة الحرارة لطور البلورة السائلة. راقب العينة بعكس تباين الصورة ، أثناء تدويرها 45 درجة فيما يتعلق بمحور المستقطب. في النهاية ، يجب ملاحظة مرحلة بلورية سائلة نيماتيكية متجانسة جيدة.

بعد ذلك ، قم بتثبيت الخلية على حامل عينة لنظام DLW. قم بتحميل العينة واضبط درجة الحرارة للوصول إلى مرحلة البلورة السائلة. ثم ابحث عن واجهة السطح الداخلي السفلي وقم بإجراء تصحيح الإمالة باستخدام هدف 100X.

ثم اكتب هياكل LCE بقوة ليزر تبلغ أربعة مللي واط وبسرعة 60 ميكرون في الثانية. إذا كان هدف 10X قيد الاستخدام ، فاضبط الليزر على 14 مللي واط ولا تقلق بشأن العثور على الواجهة. في هذه الحالة ، يتم تصنيع الهيكل بسماكة العينة بالكامل.

ثم قم بتفريغ الخلية واستخدم شفرة لإزالة الشريحة الزجاجية العلوية. مع إزالة الشريحة العلوية ، اغمر الهياكل في حمام التولوين لمدة خمس دقائق ثم جففها في الهواء لمدة 10 دقائق. لتوصيف الهياكل المجهرية LCE ، ضع العينة في المجهر محلي الصنع وركز الليزر على الهياكل باستخدام هدف 10X.

الآن باستخدام كاميرا CMOS ، لاحظ التشوه الناجم عن الضوء. باستخدام التحكم اليدوي في نظام التلاعب الدقيق ، ضع النصائح الدقيقة الزجاجية الموجودة على أذرع المناور بالقرب من الهياكل المجهرية LCE. الآن قم بتشغيل الليزر إلى طاقة منخفضة ، حوالي 20 مللي واط لزيادة درجة حرارة LCE ، وبالتالي تليين الهيكل.

ثم استخدم الأطراف الزجاجية لالتقاط بنية مجهرية LCE واحدة وتثبيتها في الهواء. هذه العملية ضرورية لتجنب الالتصاق من السطح الزجاجي. بعد ذلك ، قم بزيادة طاقة الليزر بما يزيد عن 100 مللي واط.

ثم سجل التشوه الناجم عن الضوء لهيكل LCE للتحليل. تم تصنيع أربعة هياكل أسطوانية LCE ، قطرها 60 ميكرون وطولها 20 ميكرون ، في أربع مناطق تصنيف IPL ذات توجه مختلف مع فترة ميكرون واحد. تحت الإثارة الضوئية ، تمتص الأصباغ الموجودة في LCE الطاقة وتنقلها إلى الشبكة.

انتقلت الهياكل من المرحلة النيماتيكية إلى المرحلة التماثلية ، حيث تقلصت على طول مدير محاذاة LC الأصلي وتمدد في الاتجاه العمودي. تتيح هذه التقنية إنشاء مشغلات مركبة تحتوي على أكثر من نوع واحد من المحاذاة في هيكل واحد. على سبيل المثال ، تم تصنيع شريط LCE مقاس 400 × 40 × 20 ميكرون بقسمين من أنماط المحاذاة التي تحتوي على تطور 90 درجة.

تحت الإضاءة الخفيفة ، تقلص السطح ذو المحاذاة المتوازية ، بينما توسع السطح ذو المحاذاة العمودية. وبالتالي فإن الهيكل عازم في اتجاهين مختلفين. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية محاذاة اللدائن البلورية السائلة باستخدام إعداد الكتابة بالليزر المباشر وكيفية جعل المحركات الدقيقة تتحرك باستخدام الضوء.