Processus de fabrication de microstructures tridimensionnelles en utilisant la vaporisation d'un composant sacrificiel

Summary

La vaporisation d'un processus de composant sacrificiel (VASC) est utilisé pour fabriquer des structures microvasculaires. Cette procédure utilise des fibres d'acide poly (lactique sacrificielles) pour former des microcanaux creuses avec un positionnement géométrique 3D précises fournies par des plaques de guidage laser micro-usinés.

Abstract

Structures vasculaires dans les systèmes naturels sont en mesure d'assurer le transport de masse élevée à travers des zones de surface élevée et une structure optimisée. Peu de techniques de fabrication de matière synthétique sont capables d'imiter la complexité de ces structures tout en conservant l'évolutivité. La vaporisation d'un processus de composant sacrificiel (VASC) est en mesure de le faire. Ce processus utilise des fibres sacrificielles comme modèle pour former creux, microcanaux cylindriques incorporées dans une matrice. Tin (II) oxalate (SnOx) est incorporé dans le poly (lactique) fibres acide (PLA) qui facilite l'utilisation de ce processus. Le SnOx catalyse la dépolymérisation des fibres PLA à des températures plus basses. Les monomères d'acide lactique sont gazeux à ces températures, et peuvent être retirées de la matrice incorporé à des températures qui ne nuisent pas à la matrice. Ici, nous montrons une méthode pour aligner ces fibres à l'aide de plaques de micro-usinés et un dispositif de tension pour créer des motifs complexes en trois dimensions des microcanaux disposés.Le processus permet l'exploration de pratiquement n'importe quel arrangement de fibres topologies et structures.

Introduction

Les systèmes naturels utilisent de vastes réseaux vasculaires de faciliter de nombreuses fonctions biologiques. le transport de masse peut être réalisé efficacement dans de tels systèmes en raison d'une grande surface de rapports de volume et les structures d'emballage optimisés. Alors que de nombreuses techniques de fabrication synthétiques peuvent produire des structures microvasculaires, nul ne peut produire microvasculature à grande échelle tout en maintenant la complexité et la compatibilité avec les procédés de fabrication existants ^1-5. Des structures telles que le poumon aviaire fournissent une source d'inspiration. Comment pouvons-nous....

Protocol

1. Catalyser fibres sacrifiées

1. Enrouler la quantité désirée de fibres de poly (lactique), d'acide près de la partie inférieure de la broche ¾ personnalisée. Réduire le chevauchement de fibres pour fournir l'exposition maximale de la surface.
2. Mélanger déminéralisée H ₂ O avec 40 ml de Disperbyk 130 dans une bouteille fermée et secouer jusqu'à ce qu'une solution homogène. Ensuite, placez un bécher de 1000 dans un bain d'eau à 37 ° C et verser trifluoréthanol dans le bécher. La quantité de H ₂ O et TFE à utiliser dépend du diamètre de la fibre PLA utilisé.

   Diamètre d....

Results

Cette procédure concerne un procédé de fabrication de structures microvasculaires incorporées dans une résine. Ces structures peuvent se conformer à une variété de modèles (Figure 2). La structure du réseau microvasculaire est seulement limité par les structures qui peuvent être formés avec les fibres sacrificielles.

Utilisation d'un agencement parallèle de canaux microvasculaires, le transport du gaz entre les courants de fluide est facilitée que les gaz traversent une memb.......

Discussion

L'introduction du catalyseur SnOx dans les fibres PLA permet aux fibres de dépolymérisent à une température inférieure. Ceci permet d'éviter la dégradation de la résine d'enrobage, dans ce cas, le PDMS. Une broche de commande est nécessaire de bien mélanger la solution de traitement (figure 5A). L'axe est composé de six tiges de support autour d'un noyau central qui se fixe à un mélangeur numérique. Les fibres sont enroulés autour des tiges de support de telle sorte que l'aire de.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
réactif
oxalate d’étain (II)	Sigma-Aldrich	402761
Disperbyk 130	BYK Additifs Instruments Trifluoroéthanol
	Halocarbure
Malachite Vert (qualité technique)	Sigma-Aldrich	M6880
Hydroxyde de sodium (&ge ; 98 %, granulés)	Sigma-Aldrich	S5881
Polydiméthylsiloxane (PDMS)	Dow Corning	3097358-1004	Distribué par Ellsworth Adhesives
Fibres d’acide poly(lactique)	Teijin Monofilament
Material
RW 20 Mélangeur numérique	IKA	3593001
Pot	de dessiccateurFour à vide Pyrex
	Fisher Scientific
Troisième main	Jameco Electronics	26690	Porte-plaque
Pistolet à colle	Stanley	GR20L
PLA Broche			Sur mesure
Planche			sur mesure