إعداد جانوس الجسيمات والتناوب الحالي القياسات الكهرومغناطيسية مع انديوم أكسيد القصدير مصفوفة بسرعة القطب الكهربائي صفيف

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع أقطاب أكسيد القصدير الإنديوم بسرعة وإعداد جزيئات مطلية بالمعدن للتجارب الكهروحركية. يمكن أن تسهل هذه الطريقة التجربة في مجال الحركية الكهربية ، مثل الدوران الكهربائي ، والرحلان الكهربائي ، والموائع الدقيقة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها توفر طريقة سريعة ومريحة لتصنيع قطب ITO وإعداد جزيئات الغلاف المعدني.

لبدء تصنيع القطب الكهربائي ، ضع قطعة نظيفة من الزجاج المطلي ب ITO مقاس 25 ملم × 50 ملم على مسرح آلة النقش بليزر الألياف النبضية. ضع الليزر على بعد 279.5 ملم فوق زجاج ITO. قم باستيراد نمط القطب الكهربائي إلى برنامج التحكم في الأجهزة.

حدد Frame وFill و Fill First. اضبط سرعة النقش على 800 ملم في الثانية ، وقوة الليزر على 60٪ والتردد على 40 كيلو هرتز. قم بمعاينة نمط النقش ، واضبط موضع الزجاج يدويا لتوسيط النقش على الزجاج.

بمجرد توسيط النمط ، قم بإجراء النقش لتقسيم السطح الموصل إلى أرباع. استخدم شريط بوليميد لتثبيت سلك معزول مجدول، على كل ربع موصل من زجاج ITO المحفور. بعد ذلك ، قم بتقسيم كل إخراج قناة لمولد ثنائي الوظائف باستخدام موصلات BNC مزدوجة.

تجهيز مخرج واحد من كل قناة بمكبر صوت تشغيلي عكسي. لإعداد مصفوفة أقطاب كهربائية لقياسات الدوران الكهربائي ، قم أولا بتوصيل القطب العلوي الأيسر مباشرة بموصل BNC المزدوج للقناة الأولى. قم بتوصيل خرج العاكس المقابل بالقطب غير المجاور.

ثم قم بتوصيل القطب السفلي الأيسر بالقناة الثانية. قم بتوصيل خرج العاكس المقابل بالسلك الأخير لإنتاج مصفوفة أقطاب كهربائية مع تحول طور 90 درجة بين الأقطاب الكهربائية المجاورة. لإعداد مصفوفة أقطاب كهربائية للرحلان الكهربائي ، بدلا من ذلك قم بتوصيل القناة الأولى المقلوبة بالقطب الأيسر السفلي.

قم بتوصيل القطب السفلي الأيمن بالقناة الثانية. قم بتوصيل القطب الأخير بإخراج العاكس المقابل لإنتاج مصفوفة مع إزاحة طور 180 درجة بين الأقطاب الكهربائية المجاورة. لبدء تحضير جزيئات Janus ، قم بعمل معلق مائي بنسبة 10٪ بالوزن لجزيئي سيليكا ميكرومتر عند 2 ، 200 مرة جم لمدة دقيقة واحدة.

انقل ميكرولترين من جزيئات السيليكا الرسوبية الناتجة إلى أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل. أضف 500 ميكرولتر من 99.5٪ من الإيثانول إلى جزيئات السيليكا. قم بعمل التعليق لمدة دقيقة واحدة ، ثم قم بالطرد المركزي للتعليق عند 2 ، 200 مرة جم لمدة ثلاث دقائق.

صب المادة الطافية ، وأضف 500 ميكرولتر أخرى من الإيثانول إلى العينة. كرر الصوتنة والطرد المركزي ثلاث مرات أخرى ، وقم بتحديث الإيثانول في كل مرة. ثم قم بصب المادة الطافية وإضافة ثمانية ميكرولترات من الإيثانول إلى العينة.

قم بتقطيع العينة لمدة ثلاث دقائق. ماصة ميكرولترين من التعليق الناتج على شريحة زجاجية. استخدم شريحة غطاء لنشر القطرة ببطء فوق الشريحة لتشكيل طبقة أحادية من جزيئات السيليكا.

بمجرد أن يتبخر المذيب ، ضع الشريحة في مغطى رش مع هدف ذهبي. قم بتغطية الشريحة بقوة 15 مللي أمبير لمدة 200 ثانية لتحضير جزيئات Janus. ضع 20 ميكرولترا من الماء منزوع الأيونات على الشريحة.

قم بإزالة جزيئات Janus بعناية بطرف ماصة سعة 200 ميكرولتر بحيث يتم تعليق الجزيئات في قطرة الماء. بعد ذلك ، قم بنقل تعليق جسيمات Janus إلى أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل. قم بتخفيف المعلق بالماء منزوع الأيونات حسب الحاجة لتحقيق تركيز جسيمات جانوس مناسب للتجربة.

لبدء تحضير جزيئات معدنية مطلية بالكامل ، امزج قاعدة بوليمر بولي ديميثيل سيلوكسان وعامل المعالجة الخاص بها بنسبة وزن 10 إلى واحدة. ضع شريطا على حواف شريحة زجاجية لتشكيل وعاء. صب خليط PDMS في الحاوية ذات الجدران الشريطية على عمق من ملليمترين إلى ثلاثة ملليمترات.

قم بإزالة PDMS تحت الفراغ لمدة 30 دقيقة ، ومعالجة PDMS عند 70 درجة مئوية لمدة ساعتين. بعد ذلك ، افصل PDMS المعالج عن الشريط والشريحة للحصول على ختم PDMS ناعم. قم بإعداد طبقة أحادية من جزيئات Janus على شريحة زجاجية.

بعد ذلك ، ضع الجانب الأملس لختم PDMS لأسفل على الشريحة وقم بالضغط بشكل متساو لنقل جزيئات Janus إلى الطابع. افصل الشريحة بعناية عن ختم PDMS لفضح وجوه السيليكا لجزيئات Janus. قم بتغطية الجسيمات الموجودة على ختم PDMS بطبقة رقيقة أخرى من الذهب للحصول على الجسيمات المطلية بالكامل.

استخدم قطرة من الماء منزوع الأيونات وطرف ماصة لإخراج الجزيئات من سطح الختم المراد تعليقها في القطرة. انقل التعليق إلى أنبوب طرد مركزي دقيق ، وقم بتخفيف التعليق حسب الحاجة. لبدء التجربة ، قم بتغطية مصفوفة الأقطاب الكهربائية رباعية الأطوار ITO بخمس أوراق من فيلم مختبر البارافين.

استخدم مسدسا حراريا لتثبيت طبقات البارافين في مصفوفة القطب الكهربائي ، لتشكيل فاصل 500 ميكرومتر. بعد ذلك ، ضع مصفوفة الأقطاب الكهربائية على مسرح المجهر المقلوب بعدسة موضوعية 40X 0.6 NA. ضع ثمانية ميكرولترات من تعليق الجسيمات في وسط المصفوفة ، وقم بتغطيتها بزجاج غطاء.

اضبط إزاحة طور مولد الدالة على 90 درجة لتجربة الدوران الكهربائي أو صفر درجة لتجربة الرحلان الكهربائي. حدد موجة جيبية كشكل موجة ، واضبط الجهد والتردد من الذروة إلى الذروة. ابدأ تشغيل مولد الإشارة ، واستخدم كاميرا المجهر المقلوب لالتقاط صور لحركة الجسيمات ودورانها.

استخدم برنامج معالجة الصور لتحديد سرعات الجسيمات لمزيد من التحليل. تم إجراء قياسات الخاصية الكهروحركية للتيار المتردد على جزيئات السيليكا بدرجات متفاوتة من طلاء الذهب. تم العثور على جسيمات جانوس تدور في نفس اتجاه المجال الكهربائي عند الترددات المنخفضة والمجال المضاد عند الترددات الأعلى.

لوحظت السرعة الزاوية القصوى بتردد مميز. أظهرت قياسات الدوران الكهربائي لجزيئات السيليكا العارية دوران المجال المشترك في جميع الترددات المقاسة. لوحظت السرعة الزاوية القصوى عند أدنى تردد مقاس.

في المقابل ، أظهرت جزيئات السيليكا المطلية بالذهب دورانا مضادا للمجال في جميع الترددات المقاسة. لوحظت السرعة الزاوية القصوى للجسيمات المطلية بالذهب بتردد مميز أقل مما كانت عليه في جزيئات جانوس. أشارت هذه النتائج ، بشكل عام ، إلى أن سلوك جسيمات جانوس لا يمكن أن يعزى إلى نموذج تراكب بسيط من نصفي الكرة الأرضية.

أظهرت قياسات الرحلان الكهربائي للجسيمات المطلية بالذهب بالكامل استجابة الرحلان الكهربائي N-dielectrophoresis عند الترددات المنخفضة واستجابة الرحلان الكهربائي P-dielectrophores عند الترددات العالية. يتطابق تردد التقاطع بشكل وثيق مع التردد المميز الذي لوحظت عنده السرعة الزاوية القصوى. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنيات الطريق للباحثين في مجال المادة اللينة لاستكشاف مظلة القطب الكهربائي للصفيحة في تخليق الموائع الدقيقة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع قطب ITO باستخدام آلة الوسم بالليزر وإعداد جسيمات الغلاف المعدني للتجارب الكهروحركية.