Combinant la microfluidique et microrhéologie pour déterminer les propriétés rhéologiques de la matière molle au cours de Transitions de phases répétées

Résumé

Nous démontrons la fabrication et l’utilisation d’un dispositif microfluidique qui permet le suivi des mesures microrhéologie pour étudier les effets rhéologiques des transitions de phases répétées sur la matière molle de particules multiples.

Résumé

La microstructure de la matière molle directement effets macroscopiques propriétés rhéologiques et peut être modifiée par des facteurs incluant colloïdal réarrangement lors des changements de la phase précédente et appliqué au cisaillement. Pour déterminer l’ampleur de ces changements, nous avons développé un dispositif microfluidique que permet répété des transitions de phase induites par l’échange de la caractérisation de fluides et microrheological environnante tout en limitant au cisaillement sur l’échantillon. Cette technique est µ²rhéologie, la combinaison de la microfluidique et microrhéologie. Le dispositif microfluidique est une conception de la bicouche avec des flux d’entrée symétrique entrant dans une chambre à échantillon qui intercepte l’échantillon de gel en place au cours de l’échange de fluides. Succion peut être appliquée très loin de la chambre de mesure extraire des fluides dans le compartiment de mesure. Propriétés rhéologiques des matériaux sont caractérisées à l’aide de plusieurs particules, suivi de microrhéologie (MPT). MPT, sonde fluorescente particules sont incorporées dans le matériau et le mouvement brownien des sondes est enregistré à l’aide de la microscopie vidéo. Le mouvement des particules est suivi et le déplacement quadratique moyenne (MSD) est calculé. Le TMS est liée à des propriétés rhéologiques macroscopiques, en utilisant la Relation de Stokes-Einstein généralisée. La phase de la matière est identifié par comparaison à l’exposant critique de relaxation, déterminée à l’aide de superposition de temps-cure. Les mesures d’un gel colloïdal fibreux illustrent l’utilité de la technique. Ce gel a une structure délicate qui peut être irréversiblement changée lorsque l’inclinaison est appliquée. données de rhéologie µ²montrent que le matériau s’équilibre à plusieurs reprises pour les mêmes propriétés rhéologiques après chaque phase de la transition, indiquant que les transitions de phase ne jouent pas un rôle dans modifications microstructurales. Pour déterminer le rôle de cisaillement, les échantillons peuvent être cisaillés avant injection dans notre dispositif microfluidique. rhéologie de²µ est une technique largement applicable pour la caractérisation de la matière molle permettant la détermination des caractéristiques rhéologiques des microstructures délicates dans un seul échantillon au cours de transitions de phase en réponse aux changements répétés dans le conditions environnementales existantes.

Introduction

Transitions de phase dans la matière molle peuvent changer la structure de l’échafaudage, qui a des implications dans la stabilité de transformation et finale de la matière^1,2,3. La caractérisation de matériaux mous au cours de transitions de phase dynamique fournit des informations essentielles sur la relation entre l’évolution structurale et structure d’équilibre et des propriétés rhéologiques. Par exemple, de nombreux produits de soins à domicile nécessitent un changement de phase au cours de l’utilisation par les consommateurs. Aussi, lors de sa fabrication, étapes de tra....

Protocole

1. fabrication du dispositif microfluidique

1. Fabrication de microfluidique de timbre.
   Remarque : Cette étape nécessite l’utilisation de matières volatiles et doit se faire sous une hotte chimique.
   1. Utiliser un dessin imprimé négatif avec les mêmes dimensions que la lame de verre (75 × 50 mm), le blanc couleur de canaux, et le fond de couleur noir (voir Figure 1). Imprimer ce dessin sur une feuille d’acétate clair (transparence) avec une résolution de 1200 dpi.
   2. Si la partie sombre de la transparence permet toujours la lumière à travers, couche plusieurs négatifs et adhérer à l’aide de ruban ad....

Résultats

Un dispositif microfluidique à deux couches est construit avec le PDMS (Figure 1a, b), qui est modelé sur un timbre de la microfluidique. La conception du timbre est illustrée en Figure 1c. Montage expérimental incorrecte peut entraîner les deux erreurs dans les flux microrhéologie et microfluidique passives pendant entourant l’échange de fluides (Figure 2). Exemples.......

Discussion

Le dispositif microfluidique diploblastique (Figure 1) peut être facilement fait par suivant bien documenté microfluidique fabrication techniques²⁹. Supports de verre sont ajoutées à la partie inférieure de l’appareil pour diminuer les effets vibratoires sur le mouvement de la sonde. La lame de verre est très mince (0,10 mm) afin d’adapter le travail à distance de l’objectif de microscope. Cela rend l’appareil sensible aux petites vibrations dans le bâtiment et l’envi.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Boîte de Pétri 150 x 15 mm Corning	, Inc.
Lame en verre 75 x 50 x 0,15 mm	Fisher Scientific	Diapositive en verre Custom
75 x 50 x 1,0 mm	Fisher Scientific	12-550-C
Diapositive en verre 75 x 25 x 1,0 mm Diapositive	Fisher Scientific	12-550-A3
22 x 22 lamelles en verre	Fisher Scientific	12-542-B
Acétone, 99,5 %	VWR Analytical	67-64-1
Source UV de faible intensité	UVP	UVL-56
Chloroforme, 99,9 %	Chemical	C298-500
Cotons-tiges	cotons-tiges	83289205
éthanol, 90 %	Fisher Chemical	A962-4
Fluoresbrite® ; Microsphères de carboxylate YG 0,50& micro ; m	Polysciences, Inc.  ;	15700-10
Lampe UV à haute intensité	Spectroline Corp.	SB-100P
Plaque chauffante	Corning, Inc.	PC-420
Acide chlorhydrique, 6N	Ricca Chemical Company	3750-32
Méthyltriéthyoxysilane, 98 %	Acros Organics	174622500
Microcentrifugeuse	Eppendorf	5424
Nettoyeur de plasma	Harrick Plasma, Inc.	PDC-32G
Polydiméthylsiloxane (PDMS)	Robert McKwown Company	2065622
Sonicator	Branson, Emerson Electric	1800
Connecteurs en acier, ID 0,023 pouce	New England Small Tube Corp.	sur mesure
, 98 %	Alfa	Aesar A14965
(durcissable aux UV)	Norland Products, Inc.  ;	NOA81
Transparency	Staples Inc.  ;	21828
Tube Tygon, ID 1/32 pouce	McMaster-Carr	E-3603
Four à vide	Fisher Scientific	282A
Poinçon à biopsie 8 mm	World Precision Instruments	504535
Poinçon Bioposy 0,5 mm	World Precision Instruments	504528
seringue, 30 mL	BD	309659
Seringue, 3 mL		BD 309651
calibre 18	BD	305195
Tube de microcentrifugation, 1,5 mL	Eppendorf	22-36-320-4
Caméra haute vitesse	Vision Research	Miro M120  ;
Microscope	Carl Zeiss AG	Zeiss Observer, Z1
Pompe à seringue	New Era Pump Systems	NE-300
Huile de ricin hydrogénée	Procter & Gamble	N/A
Afí ; cio MP 6002 Imprimante	Ricoh Company, Ltd.

351058 Fisher Tétraéthoxysilane Résine de thiol-ène Aiguille , 415877