Die vorgeschlagene Technik wird einen neuartigen, effizienten, genügsamen und nicht-invasiven Ansatz für die Bildgebung des fluidischen Flusses durch ein gepacktes Pulverbett bieten, der eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung ergibt.
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Methodenartikel
Frugal Imaging Verfahren der Kapillarströmung durch dreidimensionale polymere Druckpulver
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Entwicklung neuartiger bildgebender Verfahren für den molekularen und kolloidalen Transport, einschließlich Nanopartikeln, ist ein Bereich aktiver Untersuchungen in mikrofluidischen und millifluidischen Studien. Mit dem Aufkommen des dreidimensionalen (3D) Drucks ist eine neue Domäne von Materialien entstanden, wodurch die Nachfrage nach neuartigen Polymeren steigt. Insbesondere polymere Pulver mit durchschnittlichen Partikelgrößen in der Größenordnung von einem Mikrometer stoßen auf ein wachsendes Interesse in akademischen und industriellen Gemeinschaften. Die Kontrolle der Materialabstimmbarkeit auf der mesoskopischen bis mikroskopischen Längenskala schafft Möglichkeiten zur Entwicklung innovativer Materialien, wie z. B. Gradientenmaterialien. In letzter Zeit wächst der Bedarf an mikrometergroßen Polymerpulvern, da sich klare Anwendungen für das Material entwickeln. Der dreidimensionale Druck bietet einen Hochdurchsatzprozess mit direkter Verbindung zu neuen Anwendungen und treibt die Untersuchung der physikalisch-chemischen und Transportwechselwirkungen auf einer Mesoskala voran. Das Protokoll, das in diesem Artikel besprochen wird, bietet eine nicht-invasive Technik zur Abbildung von Flüssigkeitsströmungen in gepackten Pulverbetten, die eine hohe zeitliche und räumliche Auflösung bietet und gleichzeitig mobile Technologie nutzt, die von mobilen Geräten wie Smartphones aus leicht verfügbar ist. Durch die Verwendung eines gemeinsamen mobilen Geräts werden die Bildgebungskosten, die normalerweise mit einem optischen Mikroskop verbunden wären, eliminiert, was zu einem sparsamen wissenschaftlichen Ansatz führt. Das vorgeschlagene Protokoll hat erfolgreich eine Vielzahl von Kombinationen von Flüssigkeiten und Pulvern charakterisiert und eine diagnostische Plattform für die schnelle Bildgebung und Identifizierung einer optimalen Kombination von Flüssigkeit und Pulver geschaffen.
Einleitung
Das Inkjet-basierte Bindemittel-Jetting in Pulvermedien stellt eine wichtige Technologie in der additiven Fertigung (3D-Druck) dar. Das Binder-Jetting-Verfahren beginnt mit der Abscheidung von Funktionsflüssigkeiten in Pulvermedien unter Verwendung eines Scanning-Inkjet-Druckverfahrens. Konkret übersetzt ein Tintenstrahldruckkopf über die Pulveroberfläche, scheidet das flüssige Bindemittel auf einer Pulveroberfläche ab und bildet dadurch Schicht für Schicht einen festen Teil1. Inkjet-basierte Binder-Jetting-Technologien umfassen im Allgemeinen Sand, Metallpulver und Polymerpulver. Um jedoch den Materialraum beim Binder-Jetting zu erweitern, ist....
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Protokoll
1. Vorbereitung der mikrofluidischen Durchflusszelle
HINWEIS: Für dieses Protokoll wird eine kommerzielle mikrofluidische Durchflusszelle verwendet. Durch die Verwendung eines kommerziellen Produkts, das für das Eindringen von Licht aus einem optischen Mikroskop ausgelegt ist, werden alle Herausforderungen in Bezug auf die Hellfeldbeleuchtung des Mediums minimiert.
- Beginnen Sie mit der Vorbereitung der mikrofluidischen Durchflusszelle, indem Sie den Auslass mit Parafilm abdecken, um ein Ende des Kanals abzudichten, so dass die leere Durchflusszelle mit Polymerpulver gefüllt werden kann. Vergewissern Sie sich vor B....
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Ergebnisse
Im Abschnitt über die Datenanalyse veranschaulichen die Daten für die Zeitrafferbilder in Abbildung 3 die 75 Gew.-% Ethanollösung, die das Polycarbonat (PC) -Pulver infiltriert. Fluorescein wurde der Lösung hinzugefügt, um die Bildqualität für diese Veröffentlichung zu verbessern. In den Zeitrafferaufnahmen beginnt der zeitaufgelöste Prozess, wenn die Flüssigkeit in den Einlass gegeben wird. Die Zeit, t, beginnt, sobald die Flüssigkeit beginnt, in den Kanal einzudringen. Die Bildser.......
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Diskussion
Das Protokoll, das zur Verfügung gestellt wird, hängt stark von den Materialeigenschaften der ausgewählten Partikel ab. Zu den Materialeigenschaften, die sich auf den Durchfluss auswirken, gehören die Partikelgrößenverteilung 2,3,4,5,11,21, die Rauheit der Partikeloberfläche 11, die chemischen Eigenschaften an der Partikeloberfläche 2,3,4,5,11,16,21,23
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| µ-Slide I Luer | ibidi | 80191 | Mikrofluidische Durchflusszelle |
| Becherglas | Southern Labware | BG1000-800 | Glaswaren |
| CALIBRE 301-58 LT Natürliches Polycarbonatharz | TRINSEO LLC | CALIBRETM 301-58 LT | Natürliches Polycarbonatharz |
| Ethanol | Sigma Aldrich | 1.00983 | Lösemittelabzug |
| Kewaunee | Supreme Air LV Abzüge | Verwendet mit 92 FPM bei 18" Öffnung | |
| iPhone 7 plus | Apple | Kamera | |
| Undurchsichtiges 3D-gedrucktes Material | Die CAD-Zeichnung finden Sie in der ergänzenden Datei | ||
| ORGASOL 2002 ES 6 NAT 3 | ARKEMA | A12135 | Polyamid-Pulverpipette |
| VWR | 10754-268 | Einweg-Transferpipette | |
| Pipette | Globe Scientific Inc. | 3301-200 | Pipette für 125 & Mikro; L Flüssigkeit |
| Polystyrol | Advanced Laser Materials, LLC. | PS200 | Polystyrol zum Sintern |
| Tracker | Videoanalyse- und Modellierungswerkzeug | ||
| VariQuest 100 Weißlicht Modell 3-3700 | FOTODYNE | 3-3700 | Weißlicht |
| Wasser | Destilliertes Wasser |
Referenzen
- Redwood, B., Schoffer, F., Garret, B. The 3D Printing Handbook. , 3D HUBS. Amsterdam, NL. (2018).
- Chaffins, S., Holden, A., Donovan, K. J., Hinch, G. Three dimensional printing, Patent ID: 20210087418. , Available from: https://uspto.report/patent/app/20210087418 (2021).
- Emamjomeh, A., et al. Three dimensional printing, Patent ID: 20210095152. , Available from:
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Nachdrucke und Genehmigungen
