Name: Aplicación de patrones estarcidos permanentes y robustos de partículas finas a superficies elastoméricas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-08T14:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Aprende a aplicar patrones estarcidos permanentes de partículas finas en elastómeros de silicona para el seguimiento óptico de grandes deformaciones mediante correlación digital de imágenes.

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PRECAUCIÓN: El equipo de protección personal (EPP) adecuado consta de gafas, una bata de laboratorio, una mascarilla N95, protección para los oídos y guantes que no sean de látex. Se requieren guantes que no sean de látex (es decir, nitrilo) ya que los guantes de látex inhibirán el proceso de curado de las muestras de silicona de platino.
1. Preparación inicial
<ol>
	<li>Preparación inicial de los moldes<ol>
		<li>Limpie los moldes con agua y jabón y deje que los moldes se sequen. Limpie los moldes con alcohol isopropílico y deje que los moldes se sequen al aire.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Preparación inicial de las plantillas<ol>
		<li>Limpie las plantillas con agua y jabón y deje que se sequen. Limpie las plantillas con alcohol isopropílico y deje que se sequen al aire.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Preparación inicial del aerógrafo NOTA: Es posible que se requiera protección para los oídos según el tipo de compresor de aire utilizado. Se requiere una campana extractora cuando se utiliza el aerógrafo.<ol>
		<li>Conecte el compresor de aire al cepillo de aire, conecte el compresor de aire a una toma de corriente adecuada y encienda el compresor de aire. Dentro de una campana extractora con el EPP adecuado, llene el aerógrafo con alcohol isopropílico y limpie el aerógrafo pasando alcohol isopropílico por él varias veces. NOTA: El aerógrafo debe limpiarse después de cada uso. Si usa una plantilla, continúe con la sección 2. Si no utiliza una plantilla (como para la aplicación de patrones de moteado DIC), continúe con la sección 3.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Preparación del molde estarcido
PRECAUCIÓN: Se requiere una campana extractora cuando se manipula el adhesivo en aerosol o el desmoldeo.
<ol>
	<li>Aplica el adhesivo en aerosol a la plantilla.<ol>
		<li>Dentro de una campana extractora con el EPP adecuado, coloque la plantilla sobre una toalla de papel y aplique una capa del adhesivo en aerosol a la plantilla. Al rociar el adhesivo sobre la plantilla, mantenga la boquilla de pulverización a unos 30 cm de distancia de la plantilla y rocíe con un movimiento suave y continuo. Espere de 30 a 60 segundos hasta que la plantilla esté pegajosa pero ya no esté mojada antes de continuar con el paso 2.2. NOTA: Solo es necesario un pase; Demasiado adhesivo complicará la posterior extracción de la plantilla del molde.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Adhiere la plantilla al molde.<ol>
		<li>Dentro de una campana extractora con el EPP adecuado, coloque el molde sobre una toalla de papel. Recoja cuidadosamente la plantilla con guantes limpios que no sean de látex, asegurándose de no alterar el adhesivo, y coloque la plantilla en el molde con el lado adhesivo de la plantilla en contacto con el molde. Aplana la plantilla pasando un dedo firmemente por la plantilla para asegurar un contacto uniforme con el molde. NOTA: Es necesario un contacto uniforme con el molde para evitar los bordes difusos del patrón y mantener las características afiladas.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Coloca la cinta adhesiva en el molde.<ol>
		<li>Con cinta de pintor, pega los bordes de la plantilla al molde. Continúe con el paso 4. NOTA: Este paso asegura que la plantilla esté asegurada al molde para evitar la separación de los bordes de la plantilla del molde.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Preparación del molde moteado DIC
<ol>
	<li>Aplique el desmoldeante al molde para DIC Speckle.<ol>
		<li>Dentro de una campana extractora con el EPP adecuado, coloque el molde sobre una toalla de papel con la superficie de la cavidad del molde hacia arriba. Aplique desmoldante al molde rociando el molde con una capa de desmoldante. Al rociar el desmoldante sobre el molde, mantenga la boquilla de rociado aproximadamente a 12 pulgadas de distancia del molde y rocíe con un movimiento suave y continuo. NOTA: Solo se necesita una pasada; Sin embargo, la liberación excesiva de moho no es problemática.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Preparación del aerógrafo
NOTA: Se requiere una campana extractora y una mascarilla N95 cuando se manipula polvo fino.
<ol>
	<li>Preparación inicial de la suspensión de polvo fino<ol>
		<li>Dentro de una campana extractora con el EPP adecuado, prepare una suspensión de 45 mL de alcohol isopropílico y polvo fino (grafito o pigmento coloreado) (Figura 2). Para hacer esto, usando un embudo o una cuchara pequeña como se muestra en la Figura 2A, coloque aproximadamente 10 mL de polvo fino en un tubo de ensayo y agregue alcohol isopropílico para llenar el volumen restante del tubo de ensayo hasta 45 mL de volumen total. Selle el tubo de ensayo y agite vigorosamente (consulte la Figura 2C para ver un ejemplo de la suspensión resultante). NOTA: No llene el aerógrafo en este momento para evitar la obstrucción de la boquilla del aerógrafo.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Llenado del aerógrafo antes de rociar (Figura 2D). NOTA: Este paso debe realizarse inmediatamente antes de usar el aerógrafo. El aerógrafo no debe permanecer inactivo con la suspensión de polvo en el recipiente del aerógrafo porque el aerógrafo se obstruirá.<ol>
		<li>Vuelva a agitar la suspensión premezclada del paso 4.1. Vierta la suspensión en el recipiente del aerógrafo hasta que se llene el 75% del volumen del recipiente del aerógrafo. NOTA: No llene completamente el recipiente del aerógrafo porque el ángulo del aerógrafo provocaría derrames. Si usa una plantilla, continúe con la sección 5. Si no usa una plantilla, continúe con la sección 6.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig2.jpg"> 
Figura 2: Preparación del aerógrafo con solución de grafito. (A) Colocación de polvo de grafito en el tubo de ensayo; (B) 10 mL de polvo de grafito; (C) solución de alcohol isopropílico y polvo de grafito. (D) Llene el aerógrafo inmediatamente antes de usarlo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
5. Rocíe el molde con la plantilla (Figura 3)
<ol>
	<li>Pulverización de la suspensión de partículas finas<ol>
		<li>Encienda el compresor de aire. Asegúrese de que la presión de aire del compresor sea de 1,38 a 1,72 bar (20-25 psi).</li>
		<li>En la campana extractora, oriente el molde con la plantilla adherida en un ángulo ligeramente desviado de la vertical para que el spray se aplique en un ángulo de 90°. Apunte el cepillo de aire ligeramente fuera del costado del molde para asegurarse de que el rociado comience antes o delante del molde.</li>
		<li>Tire suavemente del gatillo del cepillo de aire. Una vez que el aerógrafo comience a rociar, aplique suavemente la primera capa de la suspensión. Al rociar la suspensión sobre la plantilla y el molde, mantenga la boquilla de rociado a aproximadamente 30 cm de la superficie y rocíe con un movimiento suave y continuo como se muestra en la Figura 3C.</li>
		<li>Suelte el gatillo del aerógrafo y observe si la suspensión de partículas finas se aplica uniformemente sobre la superficie. Si es necesario, aplique capas adicionales de la suspensión a través de la superficie de la plantilla y el molde.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Retirar la plantilla del molde (Figura 4)<ol>
		<li>Espere hasta que las partículas finas estén visiblemente secas antes de retirar la plantilla (al menos de 180 a 300 s) o la suspensión puede mancharse. El espacio negativo de la plantilla parecerá estar lleno de polvo de partículas finas a medida que el alcohol isopropílico se haya evaporado.</li>
		<li>Retira la cinta de pintor de la parte superior (extremo más corto) del molde y tira de la cinta de pintor hacia arriba lenta y suavemente. La plantilla se desprenderá junto con la cinta de pintor como se muestra en la Figura 4A.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig3.jpg"> 
Figura 3: Aplicación con aerógrafo de solución de grafito. (A) Moldes preparados de la sección 2 del protocolo. (B) Plantilla con matriz cuadrada de orificios circulares antes de rociar. (C) Rociar el molde preparado con solución. (D) Plantilla de rejilla después de rociar. Barras de escala = 2 mm (B,D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig4.jpg"> 
Figura 4: Extracción de la plantilla e inspección de la superficie del molde estampada. (A) Extracción de la plantilla del molde. (B) Ejemplo de moldes después de permitir que el alcohol se evapore. (C) Vista ampliada de la rejilla en el molde antes del moldeo por inyección. Barra de escala = 1 mm (C). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
6. Rocíe el molde sin plantilla
<ol>
	<li>Rociar un patrón de moteado DIC en el molde (Figura 5)<ol>
		<li>Encienda el compresor de aire. Asegúrese de que la presión de aire del compresor sea de 0,34 a 0,69 bar (5-10 psi).</li>
		<li>En la campana extractora, oriente el molde sin plantilla en un ángulo ligeramente desviado de la vertical para que el spray se aplique en un ángulo de 90°.</li>
		<li>Pruebe el aerógrafo comprimiendo brevemente el gatillo mientras apunta a una hoja de papel de repuesto para asegurarse de que el patrón de moteado sea apropiado (distribuido espacialmente aleatoriamente, distribución de tamaño correcta de los puntos para la ampliación de la configuración de imágenes experimentales).</li>
		<li>Mueva el gatillo sobre el molde para crear el patrón de moteado en el molde como se muestra en la Figura 5C. Espere hasta que las partículas finas estén visiblemente secas (al menos de 180 a 300 s) o la suspensión puede mancharse. NOTA: El tamaño de la mancha se puede ajustar alterando la presión del aire.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig5.jpg"> 
Figura 5: Pulverización de un patrón aleatorio sobre el molde. (A) Accionar el gatillo del aerógrafo para crear un patrón de moteado. (B) Patrón de moteado en el molde. (C) Patrón de moteado en el molde. (D) Patrón de moteado ampliado. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
7. Ensamble el molde (Figura 6)
<ol>
	<li>Ensambla el molde.<ol>
		<li>Ensamble suavemente los moldes para prepararse para el proceso de moldeo por inyección. NOTA: El experimentador puede hacer una pausa durante al menos varios días antes de realizar su proceso de moldeo por inyección. La tasa de moldeo por inyección debe reducirse para evitar el manchado de las partículas finas.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig6.jpg"> 
Figura 6: Montaje de moldes. (A) Moldes de placas y discos completamente ensamblados, (B) Ensamblaje de molde de disco, (C) Ensamblaje de molde de placas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig6large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

<ol><li>Gustafson, H. M., Melnyk, A. D., Siegmund, G. P., Cripton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Damage+identification+on+vertebral+bodies+during+compressive+loading+using+digital+image+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+%28Phila+Pa+1976%29%22%5BJournal%5D)">Damage identification on vertebral bodies during compressive loading using digital image correlation.</a> Spine (Phila Pa 1976). 42 (22), E1289-E1296 (2017).</li>
<li>Han, Y., Rogalsky, A. D., Zhao, B., Kwon, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+application+of+digital+image+techniques+to+determine+the+large+stress-strain+behaviors+of+soft+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Engineering+%26+Science%22%5BJournal%5D)">The application of digital image techniques to determine the large stress-strain behaviors of soft materials.</a> Polymer Engineering & Science. 52 (4), 826-834 (2012).</li>
<li>Nagelli, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+and+strain+behaviour+of+human+Achilles+tendon+during+in+vitro+testing+to+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Cell+Mater%22%5BJournal%5D)">Mechanical and strain behaviour of human Achilles tendon during in vitro testing to failure.</a> Eur Cell Mater. 43, 153-161 (2022).</li>
<li>Nunes, L. C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shear+modulus+estimation+of+the+polymer+polydimethylsiloxane+%28pdms%29+using+digital+image+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Shear modulus estimation of the polymer polydimethylsiloxane (pdms) using digital image correlation.</a> Materials & Design. 31 (1), 583-588 (2010).</li>
<li>Palanca, M., Tozzi, G., Cristofolini, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+digital+image+correlation+in+the+biomechanical+area%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">The use of digital image correlation in the biomechanical area: A review.</a> International Biomechanics. 3 (1), 1-21 (2016).</li>
<li>Pan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+digital+image+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Mech%22%5BJournal%5D)">Recent progress in digital image correlation.</a> Exp Mech. 51, 1223-1235 (2011).</li>
<li>Reu, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Introduction+to+digital+image+correlation%3A+Best+practices+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Tech%22%5BJournal%5D)">Introduction to digital image correlation: Best practices and applications.</a> Exp Tech. 36 (1), 3-4 (2012).</li>
<li>Pan, B., Qian, K., Xie, H., Asundi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Topical+review%3A+Two-dimensional+digital+image+correlation+for+in-plane+displacement+and+strain+measurement%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Topical review: Two-dimensional digital image correlation for in-plane displacement and strain measurement: A review.</a> Meas Sci Technol. 20, 062001(2009).</li>
<li>Sutton, M., Orteu, J. -J., Schreier, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSutton%2C+M+%22Image+correlation+for+shape%2C+motion+and+deformation+measurements%3A+Basic+concepts%2C+theory+and+applications%22">Image correlation for shape, motion and deformation measurements: Basic concepts, theory and applications</a>. , (2009).</li>
<li>Pan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+image+correlation+for+surface+deformation+measurement%3A+Historical+developments%2C+recent+advances+and+future+goals%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Digital image correlation for surface deformation measurement: Historical developments, recent advances and future goals.</a> Meas Sci Technol. 29, 082001(2018).</li>
</ol>

La caracterización de material de gran deformación en escenarios de carga avanzados tiende a crear una deformación no homogénea 1,2,3,4,5. Para modelar con precisión esta deformación no homogénea, el experimentalista debe capturar la cinemática de superficie o volumen. Las técnicas más comunes utilizadas para adquirir cinemática de superficie o volumen se denominan técnicas de seguimiento óptico. La correlación digital de imágenes (DIC) y el seguimiento de cuadrícula son las dos técnicas de seguimiento óptico más comunes en la literatura para la cinemática de superficies, y ambas requieren patrones visibles en la superficie de la muestra 6,7.
Considere un elastómero magnetorreológico (MRE), que está compuesto por una silicona a granel con partículas finas de hierro suspendidas en la matriz a granel. El espécimen puede deformarse simultáneamente a partir de cargas mecánicas clásicas en los límites y de un campo magnético aplicado clasificado como una fuerza sin contacto. En este y otros escenarios de carga análogos, es imperativo que el experimentalista capture la cinemática de la superficie porque la suposición de deformación homogénea en modos de carga comunes ya no es válida. Existen múltiples técnicas para marcar la superficie de especímenes similares al caucho, como el simple uso de un marcador de alto contraste o pintura 2,6. Los experimentalistas también han aplicado una base cosmética a muestras de tejido biológico antes de marcar la muestra 3,5. En cualquier caso, el objetivo es tener marcas permanentes y de alta fidelidad adheridas al espécimen. La permanencia es necesaria para evitar que las marcas se desvanezcan o se descascaren de la superficie de la muestra durante la manipulación y las pruebas mecánicas cíclicas. La alta resolución de línea o "fidelidad" es esencial para un análisis preciso de la imagen y el seguimiento de la deformación.
Aquí, presentamos un método para aplicar marcas permanentes de alta resolución a muestras de silicona adhiriendo partículas finas a la superficie de la muestra durante la fabricación en lugar de después de crear la muestra. El patrón deseado, ya sea un intrincado diseño multicolor o un patrón de moteado aleatorio utilizado en DIC, se aplica al interior de la cavidad del molde antes del proceso de moldeo por inyección (Figura 1). Las partículas finas se suspenden en alcohol y posteriormente se aplican con un aerógrafo o una herramienta similar. El patrón se aplica al molde. Una vez que el alcohol se ha evaporado, el molde se cierra y el material elastomérico termoestable sin curar se inyecta en el molde. Después del curado, la muestra sólida se retira con el patrón incrustado permanentemente en la superficie.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig1.jpg"> 
Figura 1: Protocolo de diagrama de flujo para adherir patrones de alta fidelidad a superficies de silicona. El diagrama de flujo o árbol de decisión de nuestro proceso. Esta numeración y etiquetado de cada paso en el diagrama de flujo corresponde a la descripción del protocolo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>Compresor de aire</td><td>Artesano</td><td>CMEC6150</td><td>PORTÁTIL: Compresor de panqueques de 6 galones https://www.craftsman.com/collections/air-compressors/products/cmec6150</td></tr><tr><td>Tinte para flexión ecológica</td><td>Suave</td><td>PMS 2757C</td><td>Pigmentos de color de silicona Silc Pig. Los pigmentos de Silc Pig están concentrados, por lo que un poco rinde mucho al colorear productos de silicona Smooth-On. Es posible personalizar los colores mezclando diferentes colores de Silc Pig. El paquete de muestra de 9 Silc Pig incluye NEGRO, SANGRE, AZUL, MARRÓN, VERDE, CARNE CLARA, ROJO, BLANCO, AMARILLO. https://www.smooth-on.com/products/silc-pig/</td></tr><tr><td>Alcohol isopropílico</td><td>Cisne</td><td>Alcohol isopropílico al 70% - Botella de 16 oz S-15966 - Uline</td><td>Alcohol isopropílico al 70% - Botella de 16 oz www.uline.com</td></tr><tr><td>Vasos para mezclar</td><td>Solo</td><td>Modelo: S-19462R</td><td>Vasos de plástico para fiestas www.uline.com</td></tr><tr><td>Desmoldeante para plantilla</td><td></td><td>Ease Release 200 y 205</td><td>Agente de liberación de modelos y patrones para la fabricación de moldes de silicona epoxi, uretano y RTV. https://www.reynoldsam.com/</td></tr><tr><td>Hoja de Mylar 3 mil</td><td>Plantillas en línea LLC</td><td>NA</td><td>Hojas de Mylar | Material de la plantilla www.stencilsonline.com</td></tr><tr><td>Cinta adhesiva para pintores</td><td>Uline</td><td>S-26006</td><td>Cinta de enmascarar Uline Painters www.uline.com</td></tr><tr><td>Toallas de papel</td><td>Uline</td><td>S-7711 Uline</td><td>S-7711 Uline - Una toalla absorbente a un precio económico. 2 capas. www.uline.com</td></tr><tr><td>Palitos de helado</td><td>Darice</td><td>Número de modelo del artículo: D-0139#, UPC 652695701399</td><td>https://www.amazon.com/Darice-Popsicle-Sticks-Crafts-Natural/dp/B0CPKHS44K/?th=1</td></tr><tr><td>Polvo</td><td>Pigmentos de la tierra</td><td>Dióxido de titanio PW6</td><td>Pigmentos de tierra blanca de titanio https://www.earthpigments.com/</td></tr><tr><td>Silicona (ecoflex)</td><td>Suave</td><td>Ecoflex 00-20</td><td>Siliconas catalizadas por platino https://www.smooth-on.com/</td></tr><tr><td>Adhesivo en aerosol</td><td>Facilidad de plantilla</td><td>Referencia:&nbsp; ASA0005</td><td>Adhesivo en aerosol reposicionable Stencil Ease https://www.stencilease.com/</td></tr><tr><td>Pistola pulverizadora / Aerógrafo</td><td>Tejón</td><td>Patriota 105</td><td>Aerógrafo Badger Patriot 105 https://www.badgerairbrush.com/Patriot_105.asp</td></tr><tr><td>Tubos de ensayo</td><td>Científico global</td><td>Artículo 83576, # de pieza del fabricante: 6254</td><td>Tubos de centrífuga de poliestireno de uso general de 50 ml con tapas - Estéril www.usplastic.com</td></tr><tr><td>Tubos de vinilo</td><td>Jefe Sioux</td><td>Número de modelo: 900-01163C00501 Menards&nbsp; Referencia: 6840523</td><td>Tubo de vinilo transparente Sioux Chief www.menards.com</td></tr></tbody></table>

aplicación de patrones estarcidos permanentes y robustos de partículas finas a superficies elastoméricas

Applying Permanent, Robust Stenciled Patterns of Fine Particles to Elastomeric Surfaces

Para el experimentador que busca un modelo que represente las propiedades mecánicas de un material específico, es necesario realizar múltiples experimentos diferentes con un conjunto de especímenes que tengan una variedad de geometrías. En la Figura 7 se muestran ejemplos de especímenes creados con esta técnica. La Figura 7A ilustra una placa de silicona Ecoflex con diseño de rejilla negra sobre una muestra blanca. El lado que se muestra tiene una cuadrícula negra y el reverso tiene una mancha DIC negra. La Figura 7B muestra una placa de silicona Ecoflex con un diseño de rejilla blanca sobre una muestra negra. Al igual que el espécimen que se muestra en la Figura 7A, el espécimen de la Figura 7B tiene el patrón de moteado DIC en el reverso, moldeado a partir del molde preparado que se muestra en la Figura 6A. Este patrón de crear un diseño negro sobre blanco y un diseño blanco sobre negro con un patrón de cuadrícula y moteado DIC también se muestra en el cilindro y las muestras de cubo que se muestran en los paneles C, D, F y G de la Figura 7. La Figura 7E proporciona un ejemplo de una placa con una cuadrícula azul sobre blanco.
La figura 8 representa una muestra con un patrón deficiente debido a que el caudal de moldeo por inyección es demasiado alto. El patrón de moteado DIC se ha emborronado para que las partículas se extiendan en rayas. Este espécimen fue fabricado a propósito con un patrón de moteado DIC disperso para ilustrar claramente el manchado. Este método permite al experimentador colocar un patrón de moteado más denso si es necesario para obtener mejores resultados de DIC 7,8,9, particularmente para experimentos de deformación pequeña. Los patrones de moteado de densidad variable se muestran en la Figura 9B, C. La Figura 10 muestra imágenes de placas de silicona fabricadas con este método con una superposición de mapa de color de campo de deformación DIC para ilustrar el seguimiento óptico exitoso.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig7.jpg"> 
Figura 7: Ejemplos de especímenes utilizados en experimentos. (A) Placa blanca con puntos de rejilla negros en tensión uniaxial. (B) Placa negra con puntos de rejilla blancos (patrón estarcido) en tensión uniaxial. (C) Cilindro negro con puntos de rejilla blancos. (D) Cilindro negro con patrón de moteado DIC. (E) Puntos de cuadrícula azules (F) Cubo blanco con puntos de cuadrícula blancos y patrón de moteado DIC. (G) Cubo negro con puntos de cuadrícula blancos. Barras de escala = 1 mm (E), 1 cm (A-D, F, G). Abreviatura: DIC = correlación de imagen digital. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig7large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig8.jpg"> 
Figura 8: Ejemplos de muestras en las que la velocidad de moldeo por inyección fue demasiado rápida y el patrón moteado está manchado. La dirección del flujo de moldeo por inyección se indica con una flecha horizontal en la parte inferior de la imagen. Las flechas inclinadas indican la ubicación de varias de las rayas del patrón manchado. Barra de escala = 2 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig8large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig9.jpg"> 
Figura 9: Ejemplos de diseños de imágenes utilizados en el seguimiento óptico. (A) Un ejemplo de patrón de cuadrícula para el seguimiento óptico, (B) Un ejemplo de un patrón de moteado DIC disperso para el seguimiento óptico, (C) Un ejemplo de un patrón de moteado DIC denso para el seguimiento óptico. Barras de escala = 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig9large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig10.jpg"> 
Figura 10: Ejemplo de campo de deformación de correlación de imágenes digitales superpuesto sobre imágenes experimentales de tensión uniaxial. La deformación se aplica en la dirección y y la deformación de ingeniería global se enumera debajo de cada imagen. El desplazamiento vertical local de varias ubicaciones de la muestra se muestra con el mapa de colores como se indica en la escala a la derecha de la figura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig10large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

Aplicación de patrones estarcidos permanentes y robustos de partículas finas a superficies elastoméricas

Developing nonlinear, large deformation models for elastomeric composites is an ongoing challenge with applications in soft robotics, prosthetics, and ...

applying-permanent-robust-stenciled-patterns-fine-particles-to

Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

Impresión por microcontacto se utiliza ampliamente a las proteínas de patrones y otras moléculas en las superficies de material. Se demuestra los pasos básicos de este proceso, los patrones de estampación de la fibronectina sobre el cristal.

Microcontacto de impresión de las proteínas de Biología Celular

Un nuevo enfoque que permite el análisis de la alta resolución de las interacciones de célula de cáncer con exógena de ácido hialurónico (HA) se describe. Superficies modeladas se fabrican mediante la combinación de la química y la impresión por microcontacto carbodiimida.

Superficies micropatterned para estudiar las interacciones de ácido hialurónico con células de cáncer

A continuación se describe un método sencillo para modelar funcionalización libres de óxido de silicio y germanio con reactivos orgánicos monocapas y demostrar de los sustratos con dibujos de pequeñas moléculas y proteínas. El enfoque completamente protege las superficies de oxidación química, proporciona un control preciso sobre la morfología característica, y proporciona acceso rápido a los patrones discriminar químicamente.

Funcionalización suaves litográfica y Patrones libre de óxido de silicio y el germanio

Un método para obtener nanofibras y nanoestructuras complejas de proteínas de la matriz extracelular individuales o múltiples se describe. Este método utiliza las interacciones proteína-superficie para la creación de materiales a base de proteínas exentas con la composición sintonizable y la arquitectura para el uso en una variedad de aplicaciones de ingeniería de tejidos y de biotecnología.

Las nanofibras ECM proteínas y Uso Asamblea Superficie iniciadas Nanoestructuras Engineered

Los sustratos de cultivo celular funcionalizados con patrones a microescala de ligandos biológicos tienen una inmensa utilidad en el campo de la ingeniería de tejidos. Aquí, demostramos la fabricación versátil y automatizada de sustratos de cultivo de tejidos con múltiples cepillos de poli(etilenglicol) micromodelados que presentan químicas ortogonales que permiten la inmovilización espacialmente precisa y específica del sitio de ligandos biológicos.

La fabricación de sustratos de cultivo complejas utilizando robótica microcontacto impresión (R-μCP) y secuencial sustitución nucleófila

Este manuscrito muestra el proceso de fabricación para la fabricación de actuadores blandos de elastómero dieléctrico basados en membranas de silicona. Las tres etapas clave de la producción se presentan en detalle: fundición de cuchillas de membranas finas de silicona; tampografía de electrodos conformes; y el ensamblaje de todos los componentes.

Proceso de fabricación de elastómeros dieléctricos actuadores basados ​​en silicona

Métodos de fabricación de superficie para depósito con motivos de nanómetro gruesos pinceles o micrones espesor, películas del reticulado de un copolímero de bloque de azlactone se divulgan. Se discuten los pasos experimentales críticos resultados representativos y limitaciones de cada método. Estos métodos son útiles para crear interfaces funcionales con características físicas a medida y regulable reactividad superficial.

Fabricación de superficies reactivas con cepillo y reticulado de copolímeros de bloque funcionalizados Azlactone

Presentado es un método sencillo para fabricar nano-micro estructuras multiescala, para superficies funcionales, agregando nanofibras fabricado utilizando un filtro de óxido de aluminio anódico.

Multiescala estructuras agregadas por nanofibras impreso para superficies funcionales

Los ligandos de matriz extracelular se pueden patrones en hidrogeles de poliacrilamida para permitir el cultivo de células madre embrionarias humanas en colonias confinadas en sustratos compatibles. Este método se puede combinar con microscopía de fuerza de tracción y ensayos bioquímicos para examinar la interacción entre la geometría del tejido, las fuerzas generadas por células y la especificación del destino.

Patrón de la geometría de las colonias de células madre embrionarias humanas en sustratos compatibles para controlar la mecánica de nivel de tejido

Presentamos una plataforma de ensayo de rigidez dinámica y reversible fabricada con un elastómero de silicona ultrasuave (polidimetilsiloxano, PDMS) con partículas de hierro incrustadas. Este nuevo ensayo es adecuado para estudiar los cambios físicos emergentes dependientes del tiempo en los fenotipos celulares, incluida la guía de contacto. Aquí, medimos la alineación de cardiomiocitos de ratas neonatales sobre el endurecimiento de la matriz utilizando magnetismo.

Elastómeros magnetorreológicos micromodelados para impulsar cambios en la alineación de los cardiomiocitos

Este protocolo presenta un método inducido por la luz para fabricar estructuras tridimensionales resbaladizas mediante patrones digitales secuenciales e injertos en superficies nanoporosas recubiertas de silano. Este enfoque permite la formación espacialmente controlada de regiones resbaladizas, lo que permite la repelencia a líquidos con patrones y el análisis cuantitativo del deslizamiento interfacial, con aplicaciones en manipulación de fluidos e ingeniería de superficies.

Patrones e injertos inducidos por la luz para superficies resbaladizas basadas en estructuras nanoporosas recubiertas de silano

Aprende a aplicar patrones estarcidos permanentes de partículas finas en elastómeros de silicona para el seguimiento óptico de grandes deformaciones mediante correlación digital de imágenes.

Aplicación de patrones estarcidos permanentes y robustos de partículas finas a superficies elastoméricas

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