Name: Application de motifs au pochoir permanents et robustes de particules fines sur des surfaces élastomères (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-08T14:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Apprenez une méthode robuste pour marquer durablement les élastomères de silicone en utilisant des pochoirs et un aérographe. Cette technique permet un suivi optique précis des grandes déformations par corrélation d'images numériques.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ATTENTION : L’équipement de protection individuelle (EPI) approprié comprend des lunettes, une blouse de laboratoire, un masque N95, une protection auditive et des gants sans latex. Des gants sans latex (c’est-à-dire en nitrile) sont nécessaires car les gants en latex inhibent le processus de durcissement des échantillons de silicone platine.
1. Préparation initiale
<ol>
	<li>Préparation initiale des moules<ol>
		<li>Nettoyez les moules à l’eau et au savon et laissez les moules sécher. Essuyez les moules avec de l’alcool isopropylique et laissez les moules sécher à l’air.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Préparation initiale des pochoirs<ol>
		<li>Nettoyez les pochoirs avec de l’eau et du savon et laissez-les sécher. Essuyez les pochoirs avec de l’alcool isopropylique et laissez les pochoirs sécher à l’air.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Préparation initiale de l’aérographe REMARQUE : Une protection auditive peut être nécessaire en fonction du type de compresseur d’air utilisé. Une hotte est nécessaire lors de l’utilisation de l’aérographe.<ol>
		<li>Fixez le compresseur d’air à l’aérographe, branchez le compresseur d’air dans une prise électrique appropriée et allumez le compresseur d’air. À l’intérieur d’une hotte avec l’EPI approprié, remplissez l’aérographe d’alcool isopropylique et nettoyez l’aérographe en y faisant passer de l’alcool isopropylique plusieurs fois. REMARQUE : L’aérographe doit être nettoyé après chaque utilisation. Si vous utilisez un pochoir, passez à la section 2. Si vous n’utilisez pas de pochoir (comme pour l’application d’un motif de chatoiement DIC), passez à la section 3.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Préparation du moule au pochoir
ATTENTION : Une hotte est nécessaire lors de la manipulation de l’adhésif en spray ou du démoulage du moule.
<ol>
	<li>Appliquez l’adhésif en aérosol sur le pochoir.<ol>
		<li>À l’intérieur d’une hotte avec l’EPI approprié, placez le pochoir sur une serviette en papier et appliquez une couche de colle en aérosol sur le pochoir. Lorsque vous vaporisez la colle sur le pochoir, gardez la buse de pulvérisation à environ 30 cm du pochoir et vaporisez en un mouvement continu et fluide. Attendez 30 à 60 s jusqu’à ce que le pochoir soit collant mais qu’il ne soit plus mouillé avant de passer à l’étape 2.2. REMARQUE : Un seul passage est nécessaire ; Trop d’adhésif compliquera le retrait ultérieur du pochoir du moule.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Collez le pochoir sur le moule.<ol>
		<li>À l’intérieur d’une hotte avec l’EPI approprié, placez le moule sur une serviette en papier. Prenez soigneusement le pochoir avec des gants propres et sans latex, en veillant à ne pas déranger l’adhésif, et placez le pochoir sur le moule avec le côté adhésif du pochoir en contact avec le moule. Aplatissez le pochoir en passant fermement un doigt sur le pochoir pour assurer un contact uniforme avec le moule. REMARQUE : Un contact uniforme avec le moule est nécessaire pour éviter les bords de motif diffus et maintenir des caractéristiques tranchantes.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Placez le ruban adhésif sur le moule.<ol>
		<li>À l’aide de ruban adhésif de peintre, collez les bords du pochoir sur le moule. Passez à l’étape 4. REMARQUE : Cette étape garantit que le pochoir est fixé au moule pour éviter la séparation des bords du pochoir du moule.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Préparation du moule à moucheture DIC
<ol>
	<li>Appliquez le démoulage sur le moule pour DIC Speckle.<ol>
		<li>À l’intérieur d’une hotte avec l’EPI approprié, placez le moule sur une serviette en papier avec la surface de la cavité du moule vers le haut. Appliquez le démoulage sur le moule en pulvérisant le moule avec une couche de démoulage du moule. Lorsque vous pulvérisez le démoulage sur le moule, gardez la buse de pulvérisation à environ 12 pouces du moule et pulvérisez dans un mouvement continu et fluide. REMARQUE : Un seul passage est nécessaire ; Cependant, trop de démoulage n’est pas problématique.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Préparation à l’aérographe
REMARQUE : Une hotte et un masque N95 sont nécessaires pour manipuler de la poudre fine.
<ol>
	<li>Première préparation de la suspension de poudre fine<ol>
		<li>À l’intérieur d’une hotte avec l’EPI approprié, préparez une suspension de 45 mL d’alcool isopropylique et de poudre fine (graphite ou pigment coloré) (figure 2). Pour ce faire, à l’aide d’un entonnoir ou d’une petite cuillère, comme illustré à la figure 2A, placez environ 10 ml de poudre fine dans un tube à essai et ajoutez de l’alcool isopropylique pour remplir le volume restant du tube à essai jusqu’à 45 ml de volume total. Fermez le tube à essai et agitez-le vigoureusement (voir la figure 2C pour un exemple de la suspension résultante). REMARQUE : Ne remplissez pas l’aérographe à ce moment-là pour éviter d’obstruer la buse de l’aérographe.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Remplissage de l’aérographe avant la pulvérisation (Figure 2D). REMARQUE : Cette étape doit être effectuée immédiatement avant d’utiliser l’aérographe. L’aérographe ne doit pas rester inactif avec la suspension de poudre dans le récipient de l’aérographe, car l’aérographe se bouchera.<ol>
		<li>Secouez à nouveau la suspension prémélangée de l’étape 4.1. Versez la suspension dans le récipient de l’aérographe jusqu’à ce que 75 % du volume de l’aérographe soit rempli. REMARQUE : Ne remplissez pas complètement le récipient de l’aérographe car l’angle de l’aérographe entraînerait des déversements. Si vous utilisez un pochoir, passez à la section 5. Si vous n’utilisez pas de pochoir, passez à la section 6.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig2.jpg"> 
Figure 2 : Préparation de l’aérographe avec une solution de graphite. (A) Placement de la poudre de graphite dans un tube à essai ; (B) 10 mL de poudre de graphite ; (C) solution d’alcool isopropylique et de poudre de graphite. (D) Remplissez l’aérographe immédiatement avant l’utilisation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig2large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
5. Vaporisez le moule avec le pochoir (Figure 3)
<ol>
	<li>Pulvérisation de la suspension de particules fines<ol>
		<li>Allumez le compresseur d’air. Assurez-vous que la pression d’air du compresseur est de 1,38 à 1,72 bar (20-25 psi).</li>
		<li>Dans la hotte, orientez le moule avec le pochoir collé à un angle légèrement décalé de la verticale afin que le spray soit appliqué à un angle de 90°. Dirigez l’aérographe légèrement vers l’extérieur du moule pour vous assurer que la pulvérisation commencera avant ou devant le moule.</li>
		<li>Tirez doucement sur la gâchette de l’aérographe. Une fois que l’aérographe commence à pulvériser, appliquez en douceur la première couche de la suspension. Lorsque vous pulvérisez la suspension sur le pochoir et le moule, maintenez la buse de pulvérisation à environ 30 cm de la surface et pulvérisez dans un mouvement continu et fluide, comme illustré à la figure 3C.</li>
		<li>Relâchez la gâchette de l’aérographe et observez si la suspension de particules fines est appliquée uniformément sur la surface. Si nécessaire, appliquez des couches supplémentaires de suspension sur la surface du pochoir et du moule.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Retrait du pochoir du moule (Figure 4)<ol>
		<li>Attendez que les particules fines soient visiblement sèches avant de retirer le pochoir (au moins 180 à 300 s) ou la suspension risque de s’étaler. L’espace négatif du pochoir semblera être rempli de poudre de particules fines lorsque l’alcool isopropylique s’est évaporé.</li>
		<li>Retirez le ruban de peintre du haut (extrémité la plus courte) du moule et tirez le ruban de peintre vers le haut lentement et en douceur. Le pochoir se détachera en même temps que le ruban adhésif du peintre, comme le montre la figure 4A.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig3.jpg"> 
Figure 3 : Application à l’aérographe d’une solution de graphite. (A) Moules préparés à partir de la section 2 du protocole. (B) Pochoir avec un réseau carré de trous circulaires avant la pulvérisation. (C) Pulvérisation du moule préparé avec une solution. (D) Pochoir de grille après pulvérisation. Barres d’échelle = 2 mm (B,D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig3large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig4.jpg"> 
Figure 4 : Retrait du pochoir et inspection de la surface du moule à motifs. (A) Retrait du pochoir du moule. (B) Exemples de moisissures après avoir laissé l’alcool s’évaporer. (C) Vue agrandie de la grille sur le moule avant le moulage par injection. Barre d’échelle = 1 mm (C). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig4large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
6. Vaporisez le moule sans pochoir
<ol>
	<li>Pulvérisation d’un motif de moucheture DIC sur le moule (Figure 5)<ol>
		<li>Allumez le compresseur d’air. Assurez-vous que la pression d’air du compresseur est de 0,34 à 0,69 bar (5-10 psi).</li>
		<li>Dans la hotte, orientez le moule sans pochoir à un angle légèrement décalé de la verticale afin que le spray soit appliqué à un angle de 90°.</li>
		<li>Testez l’aérographe en comprimant brièvement la gâchette tout en visant une feuille de papier de rechange pour vous assurer que le motif de chatoiement est approprié (distribution spatiale aléatoire, distribution correcte de la taille des taches pour l’agrandissement du dispositif d’imagerie expérimentale).</li>
		<li>Actionnez la gâchette sur le moule pour créer le motif de chatoiement sur le moule, comme illustré à la figure 5C. Attendez que les particules fines soient visiblement sèches (au moins 180 à 300 s) ou que la suspension puisse s’étaler. REMARQUE : La taille du chatoiement peut être ajustée en modifiant la pression de l’air.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig5.jpg"> 
Figure 5 : Pulvérisation d’un motif aléatoire sur du moule. (A) Actionnement de la gâchette de l’aérographe pour créer un motif de chatoiement. (B) Motif moucheté sur le moule. (C) Motif moucheté sur le moule. (D) Motif moucheté agrandi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig5large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
7. Assemblez le moule (Figure 6)
<ol>
	<li>Assemblez le moule.<ol>
		<li>Assemblez délicatement le(s) moule(s) pour vous préparer au processus de moulage par injection. REMARQUE : L’expérimentateur peut faire une pause d’au moins plusieurs jours avant d’effectuer son processus de moulage par injection. Le taux de moulage par injection doit être réduit pour éviter l’étalement des particules fines.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig6.jpg"> 
Figure 6 : Assemblage des moules. (A) Moules à plaques et à disques entièrement assemblés, (B) Assemblage du moule à disque, (C) Assemblage du moule à plaques. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig6large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</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 caractérisation d’un matériau à grande déformation dans des scénarios de charge avancés a tendance à créer une déformation non homogène 1,2,3,4,5. Pour modéliser avec précision cette déformation non homogène, l’expérimentateur doit capturer la cinématique de surface ou de volume. Les techniques les plus couramment utilisées pour acquérir une cinématique de surface ou de volume sont appelées techniques de suivi optique. La corrélation d’images numériques (DIC) et le suivi de grille sont les deux techniques de suivi optique les plus courantes dans la littérature pour la cinématique de surface, et les deux nécessitent des motifs visibles à la surface de l’échantillon 6,7.
Considérons un élastomère magnétorhéologique (MRE), qui est composé d’un silicone en vrac avec de fines particules de fer en suspension dans la matrice en vrac. L’éprouvette peut se déformer simultanément à la fois sous l’effet de charges mécaniques classiques aux limites et d’un champ magnétique appliqué classé comme une force sans contact. Dans ce scénario et dans d’autres scénarios de chargement analogues, il est impératif que l’expérimentateur capture la cinématique de surface, car l’hypothèse de déformation homogène dans les modes de chargement courants n’est plus valide. Il existe de multiples techniques pour marquer la surface d’échantillons caoutchouteux, comme la simple utilisation d’un marqueur à contraste élevé ou d’une peinture 2,6. Les expérimentateurs ont également appliqué un fond de teint cosmétique sur des échantillons de tissus biologiques avant de marquer l’échantillon 3,5. Dans les deux cas, l’objectif est d’avoir des marquages permanents et haute fidélité apposés sur l’échantillon. La permanence est nécessaire pour éviter que les marques ne s’estompent ou ne s’écaillent de la surface de l’échantillon lors de la manipulation et des essais mécaniques cycliques. Une résolution de ligne élevée ou « fidélité » est essentielle pour une analyse précise de l’image et le suivi de la déformation.
Ici, nous présentons une méthode pour appliquer des marquages permanents à haute résolution sur des échantillons de silicone en faisant adhérer de fines particules à la surface de l’échantillon pendant la fabrication plutôt qu’après la création de l’échantillon. Le motif souhaité, qu’il s’agisse d’un motif multicolore complexe ou d’un motif de chatoiement aléatoire utilisé en CID, est appliqué à l’intérieur de la cavité du moule avant le processus de moulage par injection (Figure 1). Les particules fines sont suspendues dans de l’alcool et ensuite appliquées à l’aide d’un aérographe ou d’un outil similaire. Le motif est appliqué sur le moule. Une fois l’alcool évaporé, le moule est fermé et le matériau élastomère thermodurcissable non durci est injecté dans le moule. Après le durcissement, l’éprouvette solide est retirée avec le motif incrusté de manière permanente dans la surface.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig1.jpg"> 
Figure 1 : Protocole d’organigramme pour l’adhérence de motifs haute fidélité sur des surfaces en silicone. L’organigramme ou l’arbre de décision de notre processus. Cette numérotation et cet étiquetage de chaque étape de l’organigramme correspondent à la description du protocole. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig1large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

<table><tbody><tr><td>Compresseur d’air</td><td>Artisan</td><td>CMEC6150</td><td>PORTABLE : Compresseur à crêpes de 6 gallons https://www.craftsman.com/collections/air-compressors/products/cmec6150</td></tr><tr><td>Colorant pour eco flex</td><td>Smooth-On</td><td>PMS 2757C</td><td>Pigments de couleur silicone Silc Pig. Les pigments Silc Pig sont concentrés, donc une petite quantité suffit pour colorer les produits en silicone Smooth-On. Des couleurs personnalisées sont possibles en mélangeant différentes couleurs Silc Pig. Silc Pig 9 Pack Sampler comprend NOIR, SANG, BLEU, MARRON, VERT, CHAIR CLAIRE, ROUGE, BLANC, JAUNE. https://www.smooth-on.com/products/silc-pig/</td></tr><tr><td>Alcool isopropylique</td><td>Cygne</td><td>Alcool isopropylique à 70 % - Bouteille de 16 oz S-15966 - Uline</td><td>Alcool isopropylique à 70 % - Bouteille de 16 oz www.uline.com</td></tr><tr><td>Gobelets mélangeurs</td><td>Solo</td><td>Modèle : S-19462R</td><td>Gobelets de fête en plastique www.uline.com</td></tr><tr><td>Libération du moule pour pochoir</td><td></td><td>Ease Release 200 & 205</td><td>Modèle et motif d’agent de démoulage pour la fabrication de moules en silicone époxy, uréthane et RTV. https://www.reynoldsam.com/</td></tr><tr><td>Feuille de Mylar 3 mil</td><td>Pochoirs en ligne LLC</td><td>NA</td><td>Feuilles de Mylar | Matériau du pochoir www.stencilsonline.com</td></tr><tr><td>Ruban de masquage pour peintres</td><td>Uline</td><td>S-26006</td><td>Uline Painters Ruban de masquage www.uline.com</td></tr><tr><td>Essuie-tout</td><td>Uline</td><td>S-7711 Uline</td><td>S-7711 Uline - Une serviette absorbante à un prix économique. 2 plis. www.uline.com</td></tr><tr><td>Bâtonnets de popsicle</td><td>Darice</td><td>Numéro de modèle de l’article : D-0139#, UPC 652695701399</td><td>https://www.amazon.com/Darice-Popsicle-Sticks-Crafts-Natural/dp/B0CPKHS44K/?th=1</td></tr><tr><td>Poudre</td><td>Pigments de terre</td><td>Dioxyde de titane PW6</td><td>Pigments de Terre Blanche Titane https://www.earthpigments.com/</td></tr><tr><td>Silicone (ecoflex)</td><td>Smooth-On</td><td>Ecoflex 00-20</td><td>silicones catalysés par le platine https://www.smooth-on.com/</td></tr><tr><td>Adhésif en aérosol</td><td>Facilité de pochoir</td><td>Réf. :&nbsp ; ASA0005</td><td>Stencil Ease Adhésif en aérosol repositionnable https://www.stencilease.com/</td></tr><tr><td>Pistolet de pulvérisation / Aérographe</td><td>Blaireau</td><td>Patriote 105</td><td>Aérographe Badger Patriot 105 https://www.badgerairbrush.com/Patriot_105.asp</td></tr><tr><td>Tubes à essai</td><td>Scientifique mondial</td><td>Article 83576, Pièce du fabricant # : 6254</td><td>Tubes à centrifuger à usage général en polystyrène de 50 ml avec bouchons - Stérile www.usplastic.com</td></tr><tr><td>Tubes en vinyle</td><td>Chef Sioux&nbsp ;</td><td>Numéro de modèle : 900-01163C00501 Menards&nbsp ; Réf. : 6840523</td><td>Tube en vinyle transparent Sioux Chief www.menards.com</td></tr></tbody></table>

application de motifs au pochoir permanents et robustes de particules fines sur des surfaces élastomères

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

Pour l’expérimentateur qui poursuit un modèle représentant les propriétés mécaniques d’un matériau spécifique, il est nécessaire d’effectuer plusieurs expériences différentes avec un ensemble d’échantillons ayant une variété de géométries. Des exemples de spécimens créés à l’aide de cette technique sont présentés à la figure 7. La figure 7A illustre une plaque de silicone Ecoflex avec une grille noire sur une éprouvette blanche. Le côté illustré a une grille noire et le verso a une tache DIC noire. La figure 7B montre une plaque de silicone Ecoflex avec une grille blanche sur une éprouvette noire. Tout comme l’échantillon illustré à la figure 7A, l’échantillon de la figure 7B a le motif de chatoiement DIC au verso, moulé à partir du moule préparé illustré à la figure 6A. Ce modèle de création d’un motif noir sur blanc et d’un motif blanc sur noir avec une grille et un motif de chatoiement DIC est également illustré sur le cylindre et les échantillons cubiques illustrés dans les panneaux C, D, F et G de la figure 7. La figure 7E donne l’exemple d’une plaque avec une grille bleue sur fond blanc.
La figure 8 représente un échantillon mal structuré en raison du débit de moulage par injection trop élevé. Le motif de chatoiement DIC a été étalé de sorte que les particules sont étalées en stries. Ce spécimen a été fabriqué à dessein avec un motif de moucheture DIC clairsemé pour illustrer clairement le maculage. Cette méthode permet à l’expérimentateur de placer un motif de chatoiement plus dense si nécessaire pour de meilleurs résultats de CID 7,8,9, en particulier pour les expériences de déformation réduite. Des motifs de chatoiement de densité variable sont illustrés aux figures 9B et C. La figure 10 montre des images de plaques de silicone fabriquées à l’aide de cette méthode avec une superposition de carte de couleur de champ de déformation DIC pour illustrer le suivi optique réussi.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig7.jpg"> 
Figure 7 : Exemples d’éprouvettes utilisées dans des expériences. (A) Plaque blanche avec des points de grille noirs en tension uniaxiale. (B) Plaque noire avec des points de grille blancs (motif au pochoir) en tension uniaxiale. (C) Cylindre noir avec points de grille blancs. (D) Cylindre noir avec motif de moucheture DIC. (E) Points de grille bleus (F) Cube blanc avec points de grille blancs et motif de moucheture DIC. (G) Cube noir avec des points de grille blancs. Barres d’échelle = 1 mm (E), 1 cm (A-D, F, G). Abréviation : DIC = corrélation d’images numériques. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig7large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig8.jpg"> 
Figure 8 : Exemples d’échantillons où le taux de moulage par injection était trop rapide et où le motif moucheté est taché.Le sens d’écoulement du moulage par injection est indiqué par une flèche horizontale en bas de l’image. Les flèches obliques indiquent l’emplacement de plusieurs des stries du motif étalé. Barre d’échelle = 2 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig8large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig9.jpg"> 
Figure 9 : Exemples de conceptions d’images utilisées dans le suivi optique. (A) Un exemple de motif de grille pour le suivi optique, (B) Un exemple de motif de chatoiement DIC clairsemé pour le suivi optique, (C) Un exemple de motif de chatoiement DIC dense pour le suivi optique. Barres d’échelle = 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig9large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig10.jpg"> 
Figure 10 : Exemple de champ de déformation de corrélation d’images numériques superposé à des images expérimentales de tension uniaxiale. La déformation est appliquée dans la direction y et la déformation d’ingénierie globale est répertoriée sous chaque image. Le déplacement vertical local de divers emplacements de l’échantillon est représenté par la carte des couleurs comme indiqué sur l’échelle à droite de la figure. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig10large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

Application de motifs au pochoir permanents et robustes de particules fines sur des surfaces élastomères

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

Recherche

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingénierie

Impression par microcontact est largement utilisé pour les protéines et autres molécules tendance sur les surfaces de matériaux. Nous démontrons les étapes de base de ce processus, l'estampage modèles de la fibronectine sur le verre.

Impression par microcontact de protéines pour la biologie cellulaire

Une nouvelle approche qui permet l'analyse de la haute résolution des interactions cellulaires du cancer avec l'acide hyaluronique exogène (HA) est décrite. Surfaces texturées sont fabriqués en combinant la chimie carbodiimide et l'impression par microcontact.

Surfaces Micropatterned pour étudier les interactions acide hyaluronique avec les cellules cancéreuses

Nous décrivons ici une méthode simple pour la modélisation sans oxyde de silicium et de germanium fonctionnalisation avec des monocouches organiques réactifs et de démontrer des substrats à motifs avec des petites molécules et des protéines. L'approche protège complètement les surfaces de l'oxydation chimique, fournit un contrôle précis de la morphologie caractéristique, et fournit un accès facile à des modèles chimiquement discriminés.

La fonctionnalisation douce lithographiques et les motifs sans oxyde silicium et de germanium

Procédé pour obtenir des nanofibres et des nanostructures complexes de protéines de matrice extracellulaire uniques ou multiples est décrite. Cette méthode utilise les interactions protéine-surface pour créer des matériaux à base de protéines sans date avec la composition accordable et de l'architecture pour une utilisation dans une variété d'applications d'ingénierie tissulaire et de la biotechnologie.

Nanofibres ECM de protéines et Utilisation de l&#39;assemblage de la surface à l&#39;initiative Nanostructures Engineered

Les substrats de culture cellulaire fonctionnalisés avec des motifs à l’échelle microscopique de ligands biologiques ont une immense utilité dans le domaine de l’ingénierie tissulaire. Ici, nous démontrons la fabrication polyvalente et automatisée de substrats de culture tissulaire avec plusieurs brosses en poly(éthylène glycol) micropatternes présentant des chimies orthogonales qui permettent une immobilisation spatialement précise et spécifique au site des ligands biologiques.

Fabrication de substrats de culture complexe robotisée microcontact impression (R-uCP) et substitution nucléophile séquentielle

Ce manuscrit montre le processus de fabrication pour la fabrication d’actionneurs souples en élastomère diélectrique à base de membranes en silicone. Les trois étapes clés de la production sont présentées en détail : moulage de lames de fines membranes en silicone ; tampographie d’électrodes conformes ; et l’assemblage de tous les composants.

Processus de fabrication des élastomères diélectriques Actionneurs à base de silicone

Méthodes de fabrication de surface pour dépôt à motifs de nanomètre épais brosses ou micron épais, films de réticulé d’un copolymère bloc azlactone sont signalées. On discute des étapes expérimentales critiques, résultats représentatifs et limites de chaque méthode. Ces méthodes sont utiles pour créer des interfaces fonctionnelles avec les caractéristiques matérielles adaptées et réactivité de surface accordable.

Fabrication de Surfaces réactives avec brosse-comme et Films réticulés de copolymères bloc Azlactone fonctionnalisés

Présenté est une méthode simple pour fabriquer des nano-micro structures multi-échelles pour les surfaces fonctionnelles, en agrégeant les nanofibres fabriquées à l’aide d’un filtre d’oxyde d’aluminium anodique.

Multi-échelle Structures agrégées en nanofibres imprimés pour les Surfaces fonctionnelles

Les ligands de matrice extracellulaire peuvent être modelés sur des hydrogels de polyacrylamide pour permettre la culture des cellules souches embryonnaires humaines dans les colonies confinées sur des substrats conformes. Cette méthode peut être combinée avec la microscopie de force de traction et des essais biochimiques pour examiner l'interaction entre la géométrie de tissu, les forces cell-générées, et la spécification de destin.

Modelage de la géométrie des colonies de cellules souches embryonnaires humaines sur des substrats conformes pour contrôler la mécanique de niveau tissulaire

Nous présentons une plateforme de test de rigidité dynamique et réversible fabriquée à l’aide d’un élastomère de silicone ultra-doux (polydiméthylsiloxane, PDMS) avec des particules de fer intégrées. Ce nouveau test convient à l’étude des changements physiques émergents dépendants du temps dans les phénotypes cellulaires, y compris le guidage par contact. Ici, nous mesurons l’alignement des cardiomyocytes du rat néonatal sur le raidissement de la matrice à l’aide de magnétiques.

Élastomères magnéto-rhéologiques microstructurés pour entraîner des changements dans l’alignement des cardiomyocytes

Ce protocole présente une méthode induite par la lumière pour fabriquer des structures tridimensionnelles glissantes par modelage numérique séquentiel et greffage sur des surfaces nanoporeuses recouvertes de silane. Cette approche permet la formation spatialement contrôlée de régions glissantes, permettant une répulsion des liquides à motifs et l’analyse quantitative de la glissance interfaciale, avec des applications dans la manipulation des fluides et l’ingénierie de surface.

Structuration et greffage induits par la lumière pour des surfaces glissantes à base de structures nanoporeuses recouvertes de silane

Apprenez une méthode robuste pour marquer durablement les élastomères de silicone en utilisant des pochoirs et un aérographe. Cette technique permet un suivi optique précis des grandes déformations par corrélation d'images numériques.

Application de motifs au pochoir permanents et robustes de particules fines sur des surfaces élastomères

Explorer plus de vidéos