In diesem Artikel wird ein einfaches Verfahren zur Herstellung von teilweise oder vollständig beschichteten metallischen Teilchen und zur Durchführung von elektrokinetischen Eigenschaftsmessungen mit einer schnell hergestellten Indiumzinnoxid (ITO) Elektrodenanordnung gezeigt.
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Methodenartikel
Herstellung von Janus-Partikeln und Wechselstrom-Elektrokinetischen Messungen mit einem schnell gefertigten Indium-Zinn-Oxid-Elektroden-Array
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Dieser Artikel stellt ein einfaches Verfahren bereit, um teilweise oder vollständig beschichtete metallische Teilchen herzustellen und die schnelle Herstellung von Elektrodenanordnungen durchzuführen, die elektrische Experimente in mikrofluidischen Vorrichtungen erleichtern können. Janus-Partikel sind asymmetrische Partikel, die zwei unterschiedliche Oberflächeneigenschaften auf beiden Seiten enthalten. Zur Herstellung von Janus-Partikeln wird eine Monoschicht aus Siliciumdioxid-Partikeln durch ein Trocknungsverfahren hergestellt. Gold (Au) wird auf einer Seite jedes Teilchens unter Verwendung einer Zerstäubungsvorrichtung abgeschieden. Die vollständig beschichteten metallischen Partikel werden nach dem zweiten Beschichtungsprozess vervollständigt. Zur Analyse der elektrischen Oberflächeneigenschaften von Janus-Partikeln werden Wechselstrom- (AC) elektrokinetische Messungen wie Dielektrophorese (DEP) und Elektrorotation (EROT) durchgeführt, die spezifisch konstruierte Elektrodenarrays in der experimentellen Vorrichtung erfordern. Jedoch erfordern herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Elektrodenanordnungen, wie die photolithographische Technik, eine ReiheKomplizierte Verfahren. Hier stellen wir eine flexible Methode zur Herstellung eines entworfenen Elektrodenarrays vor. Ein Indium-Zinnoxid (ITO) -Glas wird durch eine Faserlaser-Markierungsmaschine (1,064 nm, 20 W, 90 bis 120 ns Pulsbreite und 20 bis 80 kHz Pulswiederholfrequenz) gemustert, um ein Vierphasen-Elektroden-Array zu erzeugen. Um das Vierphasen-Feld zu erzeugen, sind die Elektroden mit einem 2-Kanal-Funktionsgenerator und mit zwei Invertern verbunden. Die Phasenverschiebung zwischen den benachbarten Elektroden wird entweder auf 90 ° (für EROT) oder 180 ° (für DEP) eingestellt. Repräsentative Ergebnisse von AC-Elektrokinetischen Messungen mit einem Vier-Phasen-ITO-Elektroden-Array werden vorgestellt.
Einleitung
Janus-Partikel, benannt nach dem römischen Gott mit einer doppelten Fläche, sind asymmetrische Teilchen, deren zwei Seiten physikalisch oder chemisch unterschiedliche Oberflächeneigenschaften 1 , 2 haben . Aufgrund dieses asymmetrischen Merkmals zeigen Janus-Partikel spezielle Reaktionen unter elektrischen Feldern wie DEP 3 , 4 , 5 , 6 , EROT 2 und induzierte Ladungselektrophorese (ICEP) 7 , 8 ,<....
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Protokoll
1. Herstellung des Mikrochips
- Vorbereitung der ITO-Elektrode
- Verwenden Sie kommerzielle Illustration Software, um ein Kreuzmuster zu zeichnen. Stellen Sie den Abstand zwischen den Diagonalelektroden auf 160 & mgr; m ein und machen Sie die Arme des Kreuzmusters 30 mm breit und 55 mm lang, wie in 1 gezeigt . Speichern Sie die Illustrationsdatei als DXF-Datei.
- Verwenden Sie einen Glasschneider, um das ITO-Glas auf eine Größe von 25 mm x 50 mm (Breite x Länge) zu schneiden. Verwenden Sie 75% Ethanol und DI Wasser, um das ITO-Glas mehrmals zu spülen.
- Setzen Sie das ITO-Glas auf die Puls....
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Ergebnisse
Die Vierphasen-Elektrodenanordnung wird durch eine Faserlaser-Markierungsmaschine erzeugt. Die auf dem Glas beschichtete ITO-leitfähige Schicht wird durch einen Fokuslaser entfernt, um ein Kreuzmuster mit einem Spalt von 160 um zu bilden, wie in Fig . 1B gezeigt.
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Diskussion
Das Herstellen von ITO-Elektrodenanordnungen unter Verwendung der Faserlaser-Markierungsmaschine stellt eine schnelle Methode zur Herstellung von Elektroden mit beliebigen Mustern bereit. Allerdings gibt es noch einige Nachteile für dieses Verfahren, wie z. B. weniger Ladungsträger und die geringere Herstellungsgenauigkeit von ITO-Elektroden im Vergleich zu Metallelektroden, die durch herkömmliche Verfahren hergestellt wurden. Diese Nachteile könnten einige Experimente einschränken. Zum Beispiel könnten weniger Ladungst.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie, Taiwan, ROC, unter Grant NSC 103-2112-M-002-008-MY3 unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Siliziumdioxid-Mikrosphäre-2,34 & Mikro; m | Bangs Laboratories | SS04N | |
| Ethylalkohol (99,5%) | KATAYAMA CHEMICAL | E-0105 | |
| SYLGARD 184 A& B Silikonelastomer (PDMS) | DOW CORNING | PDMS | |
| ITO Glas | Lumineszenztechnologie | LT-G001 | |
| Faserlaser-Markiermaschine | Taiwan 3Axle Technology | TAFB-R-20W | |
| 2-Kanal Funktionsgenerator | Gwinsek | AFG-2225 | |
| CMOS Kamera | Point Grey | GS3-U3-32S4M-C | |
| Sputter | JEOL | JFC-1100E | |
| Operationsverstärker | Texas Instruments | LM6361N | OP Invertor |
| Ultraschallreiniger | Gui Lin Yiyuan Ultrasonic Machinery Co. | DG-1 | |
| Mikrozentrifuge | Scientific Specialties, Inc. | 1,5 ml | |
| Mini-Zentrifuge | LMS | MC-MCF-2360 | |
| Mikroskop-Deckglas | Marienfeld-Superior | 18*18mm | |
| Inverses optisches | Mikroskop Olympus | OX-71 | |
| Parafilm | bemis | Spacer |
Referenzen
- Walther, A., Müller, A. H. Janus particles. Soft Matter. 4 (4), 663-668 (2008).
- Chen, Y. -L., Jiang, H. -R. Electrorotation of a metallic coated Janus particle under AC electric fields. Appl Phys Lett. 109 (19), 191605(2016).
- Zhang, L., Zhu, Y. Directed assembly of janus particles under high frequency ac-electric fields: Effects of medium conduct....
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Nachdrucke und Genehmigungen
