Name: Vorbereitung und Hochtemperatur-Anti-Adhäsion Verhalten einer rutschigen Oberfläche Edelstahl (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: Lernen Sie die Herstellung rutschfester Oberflächen aus Edelstahl mit Hochtemperaturbeständigkeit für die Biomedizin. Diese Methode reduziert die Adhäsion von Weichgewebe an elektrochirurgischen Instrumenten signifikant.

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Diese Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (Grant Nr. 51290292) und wurde auch von der akademischen Exzellenz Stiftung BUAA für Doktorandinnen und Doktoranden unterstützt.

(1) Photolithographie auf Edelstahl
<ol><li>Entwerfen Sie die Fotomaske mittels einer technischen Zeichnung Software und fertigen Sie das Design durch die Vorlage einer Fotomaske Drucker4.</li>
	<li>Waschen der Edelstahl (316 SS; Lengthx Breite: 4 cm x 4 cm, Dicke: 1 mm) durch Spülen in alkalischen Lösungen (50 g/L NaOH und 40 g/L Na2CO3) bei Raumtemperatur für 15 min auf Öl-Verunreinigungen zu entfernen.</li>
	<li>Gründlich reinigen den Edelstahl durch Ultraschall Reinigung in einem Ultraschall Reinigungsanlage (Frequenz: 40 KHz, Ultraschall-Leistung: 500 W). Gegenüber dem Vorquartal mit entionisiertem Wasser, n-Hexan, Aceton und Ethanol für 10 min spülen.</li>
	<li>Trocknen Sie Edelstahl, indem sie auf eine heiße Platte bei 150 ° C für 30 min. Protect Edelstahl durch abdecken mit einem Blatt Alufolie (Al).</li>
	<li>Ort der Edelstahl in der Mitte des einen Spin Coater. Verwenden Sie eine Pipette, positiven Photoresist (ca. 1 mL) auf Edelstahl, von der Mitte bis zum Rand zu hinterlegen, bis der Fotolack komplett aus rostfreiem Stahl bedeckt. Vermeidung von Blasenbildung in den Fotolack.<ol>
<li>Führen Sie Spin-Coating, zuerst mit einer Geschwindigkeit von 700 u/min/min für 6 s, schleudern, starten und dann mit einer Drehzahl von 1.500 u/min/min 15 s, um den Fotolack gleichmäßig verteilt.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lassen Sie das Vakuumventil und rufen Sie der Edelstahl mit der Pinzette ab. Platzieren Sie den Edelstahl auf einer heißen Platte bei 120 ° C für 2 min backen den Fotolack.</li>
	<li>Legen Sie den Edelstahl auf das Vakuumventil einer Photolithographie-Maschine. Legen Sie die Belichtungszeit der Photolithographie Maschine, 25 s. Hinweis: Hier die Photolithographie-Maschine ist ein Kontakt Aligner mit einer ultravioletten (UV) Licht-Wellenlänge von 254 nm und eine Lichtintensität von 13 mW/cm2.</li>
	<li>Lassen Sie den Edelstahl und legen Sie sie in der Entwicklerlösung für 1 min um den Fotolack zu entfernen, ohne das UV-Licht ausgesetzt. Die Entwicklerlösung entfernen Sie Edelstahl, mit entionisiertem Wasser waschen Sie und trocknen Sie ihn unter N2 Gas.</li>
	<li>Ort der Edelstahl auf einer heißen Platte bei 120 ° C für 2 min backen.</li>
	<li>Verwenden Sie eine aufrechte Mikroskop mit einer Vergrößerung von 100 X auf um die Oberfläche des rostfreien Stahls, die erhaltenen Photoresist Textur überprüfen zu beobachten.</li>
</ol>2. chemische Ätzung aus Edelstahl
<ol><li>Bereiten Sie ein chemisches Ätzen Lösung mit einem Volumen von 200 mL (400 g/L FeCl3, 20 g/L Phosphorsäure und 100 g/L Salzsäure) in einen 500-mL-Becherglas.</li>
	<li>Ort der Edelstahl mit Fotolack Textur in die chemische Lösung für 10 Minuten. Lassen Sie sich nicht die Edelstahl-Teile miteinander in Verbindung. Legen Sie maximal vier Edelstahl-Stück auf einmal.</li>
	<li>Entnehmt die chemisch geätzt aus rostfreiem Stahl mit einer Pinzette, die Stücke mit entionisiertem Wasser für 1 min waschen und trocknen Sie sie mit N2 Gas.</li>
	<li>Die Photoresist-Textur durch Eintauchen der Edelstahl in Aceton für Ultraschall-Reinigung für 5 min zu entfernen. Trocknen Sie die chemisch geätzte Edelstahl mit N2 Gas.</li>
</ol>(3) OTS Selbstmontage auf chemisch geätzte Edelstahl
<ol><li>Reinigen Sie chemisch geätzte Edelstahl mit einem stetigen Strom von entionisiertem Wasser, trocknen Sie ihn mit N2 Gas und legen Sie es auf einer heißen Platte bei 100 ° C für 30 min die Fläche vollständig trocknen.</li>
	<li>Hydroxylate chemisch geätzte Edelstahl mit einem O-2 -Plasmabehandlung in einem RF-Plasma-Maschine mit einer HF-Leistung von 100 W für 10 min, ein Druck von 100 Mbar und einer Durchflussmenge von 20 Sccm.</li>
	<li>Bereiten Sie 1 mM OTS Lösung in wasserfreien Toluol in ein Becherglas. Trocknen Sie den Becher vor Vorbereitung der Lösung gründlich.</li>
	<li>Spülen Sie die chemisch geätzte Edelstahl mit der OTS-Lösung für 4 h bei Raumtemperatur. Stellen Sie den Becher in einem versiegelten Beutel. Lassen Sie sich nicht die Edelstahl-Stücke in Kontakt miteinander aufnehmen.</li>
	<li>Entfernen Sie die Edelstahl, mit wasserfreiem Toluol mithilfe Ultraschall-Reinigung für 10 min reinigen Sie und trocknen Sie ihn mit N2 Gas.</li>
</ol>(4) glatt Oberflächenvorbereitung
<ol><li>Ca. 10 mL/cm2 Silikonöl zu hinterlegen (Viskosität: 350 cst; Oberflächenspannung: 21.1 mN/m) auf die OTS-beschichtet, chemisch geätzt aus rostfreiem Stahl mit einer Pipette.</li>
	<li>Verwenden Sie eine optische Stereomikroskop, um Benetzung Prozess des Silikonöls auf der Edelstahl-Oberfläche (Vergrößerung von 10 X) zu beobachten.</li>
	<li>Entfernen Sie überschüssiges Silikon-Öl, indem man den Edelstahl in senkrechter Position für 1 h.</li>
</ol>5. Untersuchung des Wassers gleiten Verhalten auf rutschigem Untergrund
<ol><li>Hinterlegen Sie ein 4-µL-Wassertropfen auf der rutschigen Oberfläche. Legen Sie den Edelstahl unter dem Lichtmikroskop und kippen Sie das Substrat von ~ 2°.</li>
	<li>Visualisieren Sie die Wassertropfen gleiten auf der rutschigen Oberfläche an einer niedrigen Vergrößerung (50 X) zu prüfen, ob die glatte Oberfläche leichte gleitende Eigenschaft hat.</li>
</ol>6. Analyse der Anti-Benetzung auf der rutschigen Oberfläche bei hohen Temperaturen
<ol><li>Ort der Edelstahl mit einer glatten Oberfläche auf einer heißen Platte mit einer Pinzette. Legen Sie die Heizplatte bei verschiedenen hohen Temperaturen (z. B. 200 ° C, 250 ° C und 300 ° C), die Anti-Benetzung Verhalten bei unterschiedlichen Temperaturen zu analysieren. Hinweis: Nicht berühren Sie direkt die Hochtemperatur-Edelstahl mit Händen.</li>
	<li>Verwenden Sie eine Mikro-Spritze, um ein 10-µL-Wassertropfen auf der rutschigen Oberfläche zu hinterlegen. Hinweis: Vor dem Ablegen des Wassertropfens, sollte die Temperatur der rutschigen Oberfläche Gleichgewicht erreichen.</li>
	<li>Verwenden Sie eine High-Speed-Kamera um die Bewegung des Wassers Tröpfchen mit einer Frame-Rate von 500 Hz aufzuzeichnen.<ol>
<li>Die Kamera auf einem Stativ fixieren und direkt das Objektiv der Kamera auf den Edelstahl. Stellen Sie den Fokus der Kamera, um ein klares Wasser Tropfen Bild zu erhalten. Notieren Sie die Bewegung des Wassertropfens auf der Edelstahl-Oberfläche durch Drücken der Schaltfläche "Start" der Kamera. Drücken Sie die Ende-Taste an der Kamera, wenn das Wasser Tropfen der Edelstahl rutscht, um die Aufnahme zu vervollständigen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. Analyse der Anti-Adhäsion Auswirkungen der rutschigen Oberfläche auf weiches Gewebe
<ol><li>Verwenden Sie einen Manipulator, Dynamometer, eine Herdplatte und eine stationäre Vorrichtung zum Einrichten einer Haftung Kraft Messung Plattform4, wie in Abbildung 3agezeigt.</li>
	<li>Legen Sie die Prüffläche auf der Heizplatte. Verwenden Sie eine Klemme aus rostfreiem Stahl auf der Platte zu beheben. Die Prüffläche zu einer bestimmten hohen Temperatur zu heizen (z. B. 300 ° C). Hinweis: Die Prüffläche wenden eng die Heizplatte zur effizienten Wärmetransport an die glatte Oberfläche zu gewährleisten.</li>
	<li>Das Dynamometer für den Manipulator zu beheben. Schließen Sie einen Zylinder-Tisch (Durchmesser: 2 cm) mit einem Kraft-Kopf als ein weiches Gewebe handeln feste Plattform.</li>
	<li>Das weiche Gewebe zu beheben (z. B. Hühnerbrust, Länge: 5 cm, Breite: 2 cm, Dicke: 3 mm) auf den Zylinder-Tisch mit einem dünnen Draht. Sicherstellen Sie, dass die weiche Gewebeoberfläche etwa sogar.</li>
	<li>Laden Sie das weiche Gewebe auf die Prüffläche mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s, bis das Dynamometer eine bestimmte maximale Kraft (z. B. 4,5 N) erreicht, indem Sie die Taste "Animation" des Manipulators drehen. Dann entlädt das Weichgewebe mit der gleichen Geschwindigkeit.</li>
	<li>Schließen Sie einen Computer an das Dynamometer über eine Datenleitung Übertragung und Aufzeichnung der Echtzeit-Kraft zwischen das Weichgewebe und die Prüffläche.</li>
</ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Diese Handschrift enthält Protokolle für die Herstellung einer glatten Oberfläche mit hoher Temperaturbeständigkeit. Die rutschige Eigenschaft unsere vorbereitete Oberfläche zeigte sich durch die Beobachtung der leichtes Gleiten Verhalten eines Wassertropfens. Dann wurde die Anti-Benetzung der vorbereiteten rutschigen Oberfläche bei verschiedenen hohen Temperaturen durch die Hinterlegung von einem Wassertropfen auf der heißen Oberfläche untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorbereitete rutschige Oberfläche seine r...

Anti-Klebeflächen bei hohen Temperaturen für Gebrauch mit Flüssigkeiten und Weichteile erhalten haben großes Interesse aufgrund ihrer umfangreichen Anwendungspotenzial in elektrochirurgische Instrumente, Motoren, Rohrleitungen etc. 1 , 2 , 3 , 4. Muskelmodelle Oberflächen, insbesondere superhydrophob Oberflächen gelten wegen ihrer ausgezeichneten Anti-Benetzung Fähigkeiten und selbstreinigende Eigenschaften5die ideale Wahl. In superhydrophob Oberflächen sollten die Anti-Benetzungsfähigkeit der gesperrten Luft in der Oberflächenstruktur zugeschrieben werden. Allerdings ist der superhydrophob Zustand instabil, weil es in der Cassie-Baxter State6,7ist. Auch bei hohen Temperaturen kann die Anti-Benetzung für flüssige Tröpfchen wegen der Benetzung Statusübergang von Cassie-Baxter, Wenzel Zustand8fehlschlagen. Benetzung der Übergang wird durch kleine Tropfen Benetzung in den Strukturen induziert die Ergebnisse in das Scheitern, die Luft im Ort zu sperren.
Vor kurzem, inspiriert durch die rutschigen Eigenschaften der Peritome von der Kannenpflanze Nepenthes, berichtete Wong Et Al. eine Konzept auf rutschigem Untergrund zu konstruieren, durch Infusion ein Gleitmittel in die Oberflächenstrukturen9,10 ,11. Durch Kapillare Kraft können die Strukturen den Schmierstoff im Ort, ebenso wie in der gesperrten Atemhöhle auf superhydrophob Oberflächen festhalten. So können der Schmierstoff und Oberflächenstrukturen eine stabile fest/flüssig-Oberfläche bilden. Wenn das Schmiermittel eine bevorzugte Affinität für die Oberflächenstruktur hat, die Tropfen auf das zusammengesetzte Fläche gleitet leicht, mit nur einer sehr geringen Kontaktwinkel Hysterese (z. B. ~ 2 °)12. Dieser Schmierstoff Schicht ermöglicht auch die Oberfläche bemerkenswerte Anti-Benetzung Funktionen13, zeigt großes Potenzial für Medizinprodukte14,15haben. Frühere Studien auf rutschigem Untergrund konzentriert sich jedoch hauptsächlich auf die Vorbereitung für die Anwendung bei Raumtemperatur oder niedrigen Temperaturen. Es gibt nur wenige Studien über die Vorbereitung des rutschigen Oberflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit. Zhang Et Al. zeigte beispielsweise, dass die rasche Verdunstung des Schmiermittels schnell den Fehler der rutschigen Eigenschaft sogar etwas hohen Temperaturen16verursacht.
Glatte Oberflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit können das Anwendungspotenzial erweitern; zum Beispiel können sie als flüssige Barrieren, um Weichgewebe Haftung auf elektrochirurgischen Gerät Tipps zu verringern verwendet werden. Während des chirurgischen Eingriffs tritt schweren Weichgewebe Haftung wegen der hohen Temperatur der elektrochirurgischen Gerät Tipps. Das Weichgewebe kann verkohlt werden, wodurch es zu an der Instrumentenspitze halten, dann das Weichgewebe um Tipp17,18,19 reißt. Die eingehalten Weichteile auf die elektrochirurgische Instrumentenspitze negativ beeinflusst den Betrieb und auch das Scheitern der Blutstillung19,20induzieren kann. Diese Effekte Schaden deutlich von Gesundheit und wirtschaftlichem Interesse. Daher ist die Lösung des Problems der Weichgewebe Haftung auf elektrochirurgische Instrumente sehr dringend. In der Tat, bieten rutschigem Untergrund die Möglichkeit, dieses Problem zu lösen.
Hier präsentieren wir ein Protokoll, um Rutschgefahr bei hohen Temperaturen zu fabrizieren. Edelstahl wurde wegen seiner hohen Temperaturbeständigkeit als Oberflächenmaterial ausgewählt. Der rostfreie Stahl wurde durch Photolithographie-gestützte chemische Ätzung aufgeraut. Anschließend wurde die Oberfläche mit einem biokompatiblen Material, saline Octadecyltrichlorosilane (OTS)21,22,23,24funktionalisiert. Eine glatte Oberfläche wurde vorbereitet, indem man Silikonöl. Diese Materialien aktiviert die glatte Oberfläche, hohe Temperaturbeständigkeit zu erreichen. Die Anti-Benetzung Eigenschaft bei hohen Temperaturen und die Anti-Adhäsion Auswirkungen auf weiches Gewebe wurden untersucht. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial der mit rutschigem Untergrund zur Lösung des Problems der Anti-Adhäsion bei hohen Temperaturen.

<table><tbody><tr><td>Edelstahl</td><td>Hongtu Corporation</td><td>316</td><td>Verwendung wie erhalten</td></tr><tr><td>Octadecyltrichlorsilan</td><td>Huaxia Reagenz</td><td>112-04-9</td><td>Verwendung wie erhalten</td></tr><tr><td>Fotolack</td><td>Kempur Microelectronic Corporation</td><td>317S</td><td>Verwendung wie erhalten</td></tr><tr><td>Silikonöl</td><td>Beijing Chemical Works</td><td>350 cst</td><td>Verwendung wie erhalten</td></tr><tr><td>Wasserfreies Toluol</td><td>Peking Chemical Works</td><td>108-88-3</td><td>Verwendung wie erhalten</td></tr><tr><td>Phosphorsäure (H3PO4)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7664-38-2</td><td>Verwendung wie erhalten</td></tr><tr><td>Salzsäure (HCl)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7647-01-0</td><td>Wie empfangen verwenden</td></tr><tr><td>Ferric chloride (FeCl3)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7705-08-0</td><td>Wie erhalten verwenden</td></tr><tr><td>Optisches aufrechtes Mikroskop</td><td>Olympus</td><td>BX51</td><td></td></tr><tr><td>Optisches Stereomikroskop</td><td>Olympus</td><td>SZX16</td><td></td></tr><tr><td>Hochgeschwindigkeitskamera</td><td>Olympus</td><td>i-SPEED LT</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallreiniger</td><td>KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTD</td><td>KQ-500E</td><td></td></tr><tr><td>Dynamometer</td><td>Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd</td><td>HP-5</td><td></td></tr><tr><td>Manipulator</td><td>Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd</td><td>HLD</td><td></td></tr><tr><td>Heizplatte</td><td>Shenzhen Jingyihuang Corporation</td><td>DRB-1</td><td></td></tr></tbody></table>

vorbereitung und hochtemperatur-anti-adhäsion verhalten einer rutschigen oberfläche edelstahl

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Anti-Klebeflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit haben ein breites Anwendungspotenzial in elektrochirurgische Instrumente, Motoren und Rohrleitungen. Eine typische Anti-Benetzung superhydrophob Oberfläche schlägt einfach fehl, wenn eine Hochtemperatur-Flüssigkeit ausgesetzt. Vor kurzem, Nepenthes-inspirierten rutschigem Untergrund zeigt einen neuen Weg zur Lösung des Problems der Adhäsion. Eine Schmierstoffe Schicht auf der rutschigen Oberfläche kann als eine Barriere zwischen dem abgestoßen Materialien und die Oberflächenstruktur fungieren. Die rutschigen Oberflächen in früheren Studien zeigten jedoch selten hoher Temperaturbeständigkeit. Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Vorbereitung der rutschigen Oberflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit. Photolithographie-gestützte Methode wurde verwendet, um Säule Strukturen auf Edelstahl zu fertigen. Durch die Funktionalisierung der Oberfläche mit Kochsalzlösung, war eine glatte Oberfläche vorbereitet, indem man Silikonöl. Die vorbereitete rutschige Oberfläche gepflegt die Anti-Benetzung für Wasser, auch wenn die Oberfläche bis 300 ° c erhitzt wurde Die glatte Oberfläche stellte auch, große Anti-Adhäsion Auswirkungen auf Weichteile bei hohen Temperaturen. Diese Art der rutschigen Oberfläche auf Edelstahl hat Anwendungen in der Medizintechnik, mechanische Ausrüstung, etc..

Die glatte Oberfläche war vorbereitet, indem man Silikonöl zu OTS-beschichtet, chemisch geätzte Edelstahl. Aufgrund ihrer ähnlichen chemischen Eigenschaften wurde die Oberfläche von Silikonöl vollständig benetzt. Die Benetzung Prozess ist in Figur 1adargestellt. Die rote gestrichelte Linie markiert die Benetzung Linie. Nach der Benetzung, könnte eine sichtbare Ölschicht von der trockenen Oberfläche unterschieden werden. Rutschige Eigentum der vorbereitete rut...

Rutschige Oberflächen bieten eine neue Möglichkeit zur Lösung des Problems der Adhäsion. Dieses Protokoll beschreibt die Rutschgefahr bei hohen Temperaturen zu fabrizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Rutschgefahr Anti-Benetzung für Flüssigkeiten und eine bemerkenswerte Anti-Haftwirkung an Weichteilen bei hohen Temperaturen zeigten.

Vorbereitung und Hochtemperatur-Anti-Adhäsion Verhalten einer rutschigen Oberfläche Edelstahl

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments besteht darin, die Herstellung von rutschigen Oberflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit zu beschreiben und den Anti-Adhäsionseffekt der so hergestellten Oberflächen bei hohen Temperaturen zu untersuchen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Biomedizin zu beantworten, beispielsweise das Problem der Weichgewebeadhäsion an elektrochirurgischen Instrumenten.Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die hergestellten Gleitflächen bei hohen Temperaturen eine hervorragende Haftung erreichen können. Den Ablauf wird Liu Guang demonstrieren, ein Doktorand aus meinem Labor. Um mit diesem Verfahren zu beginnen, entwerfen und fertigen Sie die Fotomaske gemäß der schriftlichen Anleitung an.Als Nächstes die Edelstahlplatte 15 Minuten lang bei Raumtemperatur in alkalischen Lösungen waschen. Unter Verwendung einer Ultraschallreinigungsanlage die Platte bei einer Arbeitsfrequenz von 40 Kilohertz und einer Ultraschallleistung von 500 Watt gründlich reinigen. Anschließend nacheinander jeweils 10 Minuten lang mit entionisiertem Wasser sowie Hexan, Aceton und Ethanol spülen.Stellen Sie die gewaschene Platte auf eine Heizplatte, die auf 150 Grad Celsius eingestellt ist. Bedecken Sie den Edelstahl mit einem Blatt Aluminiumfolie und lassen Sie ihn 30 Minuten lang zum Trocknen auf der Heizplatte. Danach überführen Sie den Stahl in einen Spin-Cutter, wobei Sie ihn mittig platzieren.Tragen Sie mit einem Tropfenzähler etwa 1 Milliliter positiven Photoresist auf die Platte auf, beginnend in der Mitte und sich zur Kante hin bewegend, bis die gesamte Platte bedeckt ist. Starten Sie anschließend den Spin-Beschichter mit 700 U/min für sechs Sekunden und erhöhen Sie danach die Drehzahl auf 1500 U/min für 15 Sekunden, um den Photoresist gleichmäßig zu verteilen. Öffnen Sie danach das Vakuumventil.Mit einer Pinzette den beschichteten Stahl vom Spin-Schneider entfernen. Den Stahl zwei Minuten lang auf einer Heizplatte bei 120 Grad Celsius belassen, um den Photoresist zu härten. Anschließend den Edelstahl auf das Vakuumventil der Fotografie-Maschine übertragen.Stellen Sie die Belichtungszeit auf 25 Sekunden ein und schalten Sie die Fotografiermaschine ein. Danach entfernen Sie den Stahl. Tauchen Sie ihn eine Minute lang in die Entwicklerlösung ein, um den Fotolack zu entfernen, ohne ihn UV-Licht auszusetzen.Entfernen Sie dann die Platte aus der Entwicklerlösung und waschen Sie sie mit entionisiertem Wasser. Trocknen Sie die gewaschene Platte unter Stickstoffgas. Stellen Sie anschließend den getrockneten Stahl auf eine Heizplatte.Backen Sie es bei 120 Grad Celsius für zwei Minuten. Überprüfen Sie die erhaltene Photoresist-Struktur auf dem Edelstahl mit einem aufrechten Mikroskop bei einer Vergrößerung von 100-fach. Bereiten Sie zunächst 200 Milliliter chemische Ätzlösung in einem 500-Milliliter-Becherglas vor.Fügen Sie dann den Edelstahl hinzu. Lassen Sie die Platte 10 Minuten lang in der Lösung. Entfernen Sie den chemisch geätzten Stahl mit einer Pinzette.Mit entionisiertem Wasser eine Minute lang waschen. Mit Stickstoffgas trocknen. Den Stahl zur Entfernung der Photoresist-Textur fünf Minuten lang in Aceton mit einer Ultraschallreinigungsanlage reinigen. Trocknen Sie die geätzte Platte anschließend mit Stickstoffgas. Reinigen Sie den chemisch geätzten Edelstahl mit einem gleichmäßigen Strom von entionisiertem Wasser. Trocknen Sie mit Stickstoffgas. Erhitzen Sie den Stahl mithilfe eines Heizplatten auf 100 Grad Celsius für 30 Minuten, um die Oberfläche vollständig zu trocknen. Überführen Sie den Stahl anschließend in eine RF-Plasmaanlage. Verwenden Sie eine RF-Leistung von 100 Watt, einen Systemdruck von 100 Millibar und eine Durchflussrate von 20 SSCM, um den Stahl 10 Minuten lang mit einer O₂-Plasmabehandlung zu hydroxylieren.Danach eine Milliliter OTS-Lösung in wasserfreiem Toluol herstellen. Den geätzten Stahl in die OTS-Lösung überführen. Das Becherglas verschließen und vier Stunden bei Raumtemperatur ruhen lassen.Entfernen Sie dann den Stahl aus der Lösung und reinigen Sie ihn mit wasserfreiem Toluol. Reinigen Sie die Platte mithilfe einer Ultraschallreinigungsanlage 10 Minuten lang. Trocknen Sie sie mit Stickstoffgas.Beginnen Sie damit, mithilfe eines Tropfers etwa 10 Milliliter Silikonöl auf den OTS-beschichteten, chemisch geätzten Edelstahl aufzutragen. Danach beobachten Sie mithilfe eines optischen Stereomikroskops den Benetzungsprozess des Silikons auf der Stahloberfläche. Stellen Sie die Stahlplatte eine Stunde lang senkrecht, um überschüssiges Öl zu entfernen.Tragen Sie dann einen vier Mikroliter großen Wassertropfen auf die rutschige Siliziumoberfläche auf. Legen Sie den Stahl unter ein optisches Mikroskop und neigen Sie ihn um etwa zwei Grad. Beobachten Sie den Wassertropfen bei niedriger Vergr&ouml;&szlig;erung, um zu best&auml;tigen, dass er sich leicht auf der rutschigen Oberfl&auml;che bewegen kann.Übertragen Sie das Stahlstück mit einer Pinzette auf eine Heizplatte. Stellen Sie die Temperatur ein, um das Anti-Nassverhalten bei verschiedenen hohen Temperaturen zu analysieren, wie im textlichen Protokoll beschrieben. Befestigen Sie eine Hochgeschwindigkeitskamera auf einem Stativ und richten Sie sie auf den Stahl. Nachdem die Fokussierung angepasst wurde, verwenden Sie eine Mikrospritze, um 10 Mikroliter Wasser auf der rutschigen Oberfläche abzulegen, und nehmen Sie die Bewegung des Wassertropfens mit einer Bildrate von 500 Hertz auf. Beenden Sie die Aufnahme, sobald der Tropfen von der rutschigen Stahloberfläche abgleitet. Analysieren Sie anschließend die Anti-Adhäsionseffekte der rutschigen Oberfläche auf weichem Gewebe, wie im Prüfprotokoll beschrieben.In dieser Studie wird eine rutschige Oberfläche hergestellt, indem Silikonöl auf eine chemisch geätzte, mit OTS beschichtete Edelstahloberfläche gegeben wird. Nach Abschluss des Benetzungsprozesses kann eine sichtbare Ölschicht von der trockenen Oberfläche unterschieden werden. Die rutschige Eigenschaft wird dann untersucht, indem ein Wassertropfen auf die präparierte Oberfläche aufgebracht wird, während diese in einem Winkel von zwei Grad ausgerichtet ist.Die gelbe gepunktete Linie markiert den Berührungspunkt, und der Wassertropfen ist sichtbar schwebend und entlang der Oberfläche gleitend zu erkennen. Anschließend werden die Anti-Nass-Verhalten bei verschiedenen hohen Temperaturen untersucht. Bei 200 Grad Celsius berührt der Wassertropfen zunächst fest die Oberfläche, doch diese Berührung nimmt im Laufe der Zeit ab.Bei 6200 Millisekunden beginnt der Tropfen, von der Oberfläche abzugleiten. Bei 250 Grad Celsius ist die anfängliche Kontaktfläche des Tropfens deutlich kleiner. Bei dieser Temperatur beginnt der Tropfen bereits nach nur 800 Millisekunden, von der Oberfläche abzugleiten.Jedoch ist der Tropfen bei 300 Grad Celsius unmittelbar nach dem Kontakt instabil und gleitet innerhalb von nur 250 Millisekunden rasch von der Oberfläche ab. Anschließend wird der Anti-Haft-Effekt der rutschigen Oberfläche auf weiches Gewebe durch Messung der Haftkraft bewertet. Die Haftkraft beträgt 0,80 ± 0,18 Newton auf dem glatten Edelstahl und 0,04 ± 0,02 Newton auf der rutschigen Oberfläche.Daher bestand ein Größenordnungsunterschied in der Adhäsionskraft zwischen der rutschigen Oberfläche und der glatten Oberfläche aus rostfreiem Stahl. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie bei ordnungsgemäßer Durchführung innerhalb von 12 Stunden durchgeführt werden. Diese Methode kann Einblicke in die Entwicklung und Herstellung von elektrochirurgischen Instrumenten mit rutschigen Oberflächen für eine effektive Adhäsionswirkung bieten.Sie kann auch auf andere Systeme angewendet werden, wie beispielsweise die Schmierung von Steuerelementen und die Haftung von Wirkstoffen. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, darauf zu achten, die Heizplatte nicht zu berühren, wenn sie sich auf hohen Temperaturen befindet. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Forschern auf dem Gebiet des biomedizinischen Ingenieurwesens den Weg, um Probleme mit der Weichgewebeadhäsion bei elektrochirurgischen Instrumenten zu lösen.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man eine rutschige Oberfläche mit hoher Temperaturbeständigkeit herstellt.

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