سلوك المضادة الالتصاق التحضير وارتفاع درجة الحرارة على سطح زلق في الفولاذ المقاوم للصدأ

الهدف العام من هذه التجربة هو وصف كيفية تصنيع الأسطح الزلقة ذات المقاومة لدرجات الحرارة العالية والتحقيق في التأثير المضاد للالتصاق للأسطح المعدة في درجات حرارة عالية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الطب الحيوي. مثل مشكلة التصاق الأنسجة الرخوة على أدوات الجراحة الكهربائية.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الأسطح الانزلاقية المحضرة يمكن أن تحقق التصاق ممتاز في درجات الحرارة العالية. سيوضح هذا الإجراء ليو غوانغ ، طالب دراسات عليا من مختبري. لبدء هذا الإجراء ، قم بتصميم وتصنيع قناع الصورة كما هو موضح في بروتوكول النص.

بعد ذلك ، اغسل صفيحة الفولاذ المقاوم للصدأ في محاليل قلوية في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 دقيقة. باستخدام آلة التنظيف بالموجات فوق الصوتية ، قم بتنظيف اللوحة جيدا بتردد عمل يبلغ 40 كيلو هرتز بقوة بالموجات فوق الصوتية تبلغ 500 واط. ثم اشطفه بالتتابع بالماء منزوع الأيونات والهكسان والأسيتون والإيثانول لمدة 10 دقائق لكل منهما.

ضع الطبق المغسول على لوح تسخين مضبوطة على 150 درجة مئوية. غطي الفولاذ المقاوم للصدأ بورقة من رقائق الألومنيوم واتركيه على لوح التسخين لمدة 30 دقيقة حتى يجف. بعد ذلك ، انقل الفولاذ إلى قاطع الدوران وضعه في المنتصف.

باستخدام قطارة ، قم بإيداع حوالي 1 ملليلتر من مقاومة الضوء الإيجابية على اللوحة بدءا من المركز وتحرك نحو الحافة حتى يتم تغطية اللوحة بأكملها. بعد ذلك ، ابدأ في دوران قاطع الدوران عند 700 دورة في الدقيقة لمدة ست ثوان ثم قم بزيادته إلى 1500 دورة في الدقيقة لمدة 15 ثانية لتوزيع مقاومة الضوء بالتساوي. ثم حرر صمام التفريغ.

باستخدام زوج من الملقط ، قم بإزالة الفولاذ المطلي من قاطع الدوران. احتفظ بالفولاذ على لوح تسخين عند 120 درجة مئوية لمدة دقيقتين لخبز مقاومة الضوء. بعد ذلك ، قم بنقل الفولاذ المقاوم للصدأ إلى صمام التفريغ لآلة التصوير الضوئي.

اضبط وقت التعريض الضوئي على 25 ثانية وقم بتشغيل جهاز التصوير الضوئي. بعد ذلك قم بإزالة الفولاذ. اغمره في حل المطور لمدة دقيقة واحدة لإزالة مقاومة الضوء دون تعريضه للأشعة فوق البنفسجية.

ثم قم بإزالة اللوحة من محلول المطور واغسلها بالماء منزوع الأيونات. جفف الصفيحة المغسولة تحت غاز النيتروجين. بعد ذلك ، ضع الفولاذ المجفف على لوح تسخين.

اخبزيها على حرارة 120 درجة مئوية لمدة دقيقتين. باستخدام مجهر عمودي بتكبير 100 مرة ، افحص نسيج مقاوم للضوء الذي تم الحصول عليه على الفولاذ المقاوم للصدأ. للبدء ، قم بإعداد 200 مل من محلول النقش الكيميائي في دورق سعة 500 مل.

ثم أضف الفولاذ المقاوم للصدأ. اترك الطبق في المحلول لمدة 10 دقائق. باستخدام الملقط ، قم بإزالة الفولاذ المحفور كيميائيا.

يغسل بالماء منزوع الأيونات لمدة دقيقة واحدة. يجف باستخدام غاز النيتروجين. استخدم آلة التنظيف بالموجات فوق الصوتية لتنظيف الفولاذ في الأسيتون لمدة خمس دقائق لإزالة نسيج مقاوم للضوء.

بعد ذلك ، جفف اللوحة المحفورة بغاز النيتروجين. استخدم تيارا ثابتا من الماء منزوع الأيونات لتنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ المحفور كيميائيا. يجف بغاز النيتروجين.

باستخدام لوح تسخين ، قم بتسخين الفولاذ إلى 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة لتجفيف السطح تماما. بعد ذلك ، انقل الفولاذ إلى آلة بلازما RF. استخدم طاقة تردد لاسلكي تبلغ 100 واط ، وضغط نظام يبلغ 100 مللي بار ، ومعدل تدفق 20 SSCM لهيدروكسيل الفولاذ باستخدام معالجة البلازما O2 لمدة 10 دقائق.

بعد ذلك ، قم بإعداد محلول OTS واحد مليلتر في التولوين اللامائي انقل الفولاذ المحفور في محلول OTS. أغلق الدورق واتركه يرتاح لمدة أربع ساعات في درجة حرارة الغرفة.

ثم قم بإزالة الفولاذ من المحلول وتنظيفه باستخدام التولوين اللامائي باستخدام آلة التنظيف بالموجات فوق الصوتية ، قم بتنظيف اللوحة لمدة 10 دقائق. جففه بغاز النيتروجين.

للبدء ، استخدم قطارة لإيداع ما يقرب من 10 ملليلتر من زيت السيليكون على الفولاذ المقاوم للصدأ المحفور كيميائيا المطلي ب OTS. بعد ذلك ، استخدم مجهريا مجسيما بصريا لمراقبة عملية ترطيب السيليكون على سطح الفولاذ. ضع الصفيحة الفولاذية في وضع رأسي لمدة ساعة لإزالة أي زيت زائد.

ثم قم بإيداع قطرة ماء سعة أربعة ميكرولترات على سطح السيليكون الزلق. قم بتحميل الفولاذ في مجهر بصري وقم بإمالته إلى حوالي درجتين. عند التكبير المنخفض ، راقب قطرة الماء للتأكد من أنها يمكن أن تتحرك بسهولة على السطح الزلق.

باستخدام ملاقط ، انقل الفولاذ إلى لوح تسخين. اضبط درجة الحرارة لتحليل سلوكيات مكافحة التبول في درجات حرارة عالية مختلفة كما هو موضح في بروتوكول النص. قم بتثبيت كاميرا عالية السرعة على حامل ثلاثي القوائم ووجهها نحو الفولاذ.

بعد ضبط التركيز ، استخدم حقنة صغيرة لإيداع 10 ميكرولتر من الماء على السطح الزلق وتسجيل حركة قطرة الماء بمعدل إطار 500 هرتز. توقف عن التسجيل عندما تنزلق القطرة عن السطح الزلق الفولاذي. ثم قم بتحليل التأثيرات المضادة للالتصاق للسطح الزلق على الأنسجة الرخوة كما هو موضح في بروتوكول الاختبار.

في هذه الدراسة ، يتم تحضير سطح زلق عن طريق إضافة زيت السيليكون إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المحفور كيميائيا المطلي ب OTS. بعد اكتمال معالجة الترطيب ، يمكن تمييز طبقة الزيت المرئية عن السطح الجاف. ثم يتم فحص الخاصية الزلقة بإيداع قطرة ماء على السطح المحضر عندما يتم توجيهها بزاوية درجتين.

يشير الخط الأصفر المنقط إلى نقطة التلامس وينظر إلى قطرة الماء على أنها تطفو وتنزلق على طول السطح. بعد ذلك ، يتم التحقيق في السلوكيات المضادة للترطيب في درجات حرارة عالية مختلفة. عند 200 درجة مئوية ، ينظر إلى قطرة الماء في البداية على أنها تلامس السطح بقوة ولكن هذا التلامس يتناقص بمرور الوقت.

عند 6200 مللي ثانية ، تبدأ القطرة في الانزلاق عن السطح. عند 250 درجة مئوية ، ينظر إلى منطقة التلامس الأولية للقطرة على أنها أصغر بكثير. عند درجة الحرارة هذه ، تبدأ القطرة في الانزلاق عن السطح بعد 800 مللي ثانية فقط.

ومع ذلك ، عند 300 درجة مئوية ، تكون القطرة غير مستقرة على الفور عند ملامستها وتنزلق عن السطح بسرعة بعد 250 مللي ثانية فقط. ثم يتم تقييم التأثير المضاد للالتصاق للسطح الزلق على الأنسجة الرخوة بقياس قوة الالتصاق. ينظر إلى قوة الالتصاق على أنها 0.80 زائد أو ناقص 0.18 نيوتن على الفولاذ المقاوم للصدأ الأملس و 0.04 زائد أو ناقص 0.02 نيوتن على السطح الزلق.

وبالتالي ، كان هناك اختلاف في الحجم في قوة الالتصاق بين السطح الزلق والسطح الأملس من الفولاذ المقاوم للصدأ. بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في غضون 12 ساعة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة لتصميم وتصنيع أدوات الجراحة الكهربائية ذات الأسطح الزلقة لتأثير الالتصاق الفعال.

يمكن تطبيقه أيضا على أنظمة أخرى مثل تزييت أدوات التحكم والتصاق العوامل. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تجنب لمس لوح التسخين عندما يكون في درجات حرارة عالية. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الهندسة الطبية الحيوية لحل مشاكل التصاق الأنسجة الرخوة في أدوات الجراحة الكهربائية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع سطح زلق بمقاومة درجات الحرارة العالية.