Name: תהליך של הפיכת Microstructures תלת ממדי באמצעות אידוי של רכיב של קורבן (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-02T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: למד לייצר מבנים מיקרו-וסקולריים תלת-ממדיים באמצעות תהליך VaSC עם סיבי חומצה פולילקטית קורבניים. השיטה מאפשרת יצירת תעלות חלולות למערכות חילוף חום, תחבורת מסה וריפוי עצמי.

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

עבודה זו נתמכה על ידי תכנית חוקר צעיר AFOSR תחת פקולטה פרס ללא מניין 3M FA9550-12-1-0352 ו. המחברים מבקשים להודות לLalisa Stutts וג&#39;נין טום לדיון מועיל הנוגע לפרויקט זה. המחברים מודים למרכז Calit2 מיקרוסקופית ומתקן לייזר ספקטרוסקופיה באוניברסיטת קליפורניה, אירווין הלמאפשרים שימוש במתקניה. חנות מכונת UCI המדעים הפיזיקליים הודג&#39; הרלנד, ושיוכרו עבור הייצור של כלים. פולי (לקטית) סיבי חומצה סופקו בנדיבות על ידי Monofilament Teijin.

1. Catalyzing סיבים של קורבן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עטוף את הכמות הרצויה של סיבי פולי (לקטית) חומצה ברחבי נמוך ¾ מציר מותאם אישית. להפחית חפיפה סיבים כדי לספק חשיפת פני השטח המקסימלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים deionized H 2 O עם 40 מ&quot;ל של Disperbyk 130 בבקבוק סגור ולנער עד לפתרון הומוגנית מתקבל. אז במקום כוס מ&quot;ל 1,000 באמבט מים ב 37 מעלות צלזיוס ויוצקים trifluoroethanol לתוך הכוס. הסכום של H 2 O וTFE להשתמש תלוי בקוטר סיבי PLA בשימוש. <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> קוטר סיב </td><td> הסכום של H 2 O (מ&quot;ל) </td><td> כמות TFE (מ&quot;ל) </td></tr><tr><td> 200 </td><td> 400 </td><td> 400 </td></tr><tr><td> 300 </td><td> 360 </td><td> 440 </td></tr><tr><td> 500 </td><td> 320 </td><td> 480 </td></tr></tbody></table></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיףפתרון H 2 O / Disperbyk 187 לכוס ומערבבים עד אחיד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 1 גרם של מלכיט גרין לתערובת ומערבבים עד שהיא נמסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הציר המותאם אישית עם סיבים בכוס ½ סנטימטר מחלקו התחתון ולצרף את הציר למיקסר דיגיטלי. לאחר מכן הפעילו את המיקסר הדיגיטלי ב 400 סל&quot;ד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאט לאט מוסיף 1.3 גרם של פח זרז (השני) אוקסלט (SnOx) לתערובת. התוספת של SnOx חייבת להיות הדרגתית על מנת למנוע agglomerations גדול של חומר ממתרסק מהפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ה-pH בתערובת באמצעות NaOH עד pH ~ הוא 6.8-7.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הבטחת מכסה לכוס ולהגדיל את סיבוב הציר ל500 סל&quot;ד במשך 24 שעות. אם מסכת של SnOx הוא ציין, באופן ידני לשבור אותו תוך 2 שעות הראשונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הציר ויבש בתנור בחום של 35 מעלות צלזיוס למשך הלילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגולל ולהסיר זרז עודף מסיבי PLA catalyzed. </li></ol> 2. כלי הדם הגז exchanייצור יחידת ge <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג זוג צלחות נחושת דפוסים פליז בחיתוך לייזר עם דפוס כלי הדם הרצוי ולהדביק את הצלחות על מחזיקי קליפ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גזור אורך 10 סנטימטר של סיבי קטליזאטור לmicrochannel ולהסיר כל זרז שנותר באמצעות צלחת עבה חתכה לקוטר הסיב (תיקו צלחת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיד את הקצוות של הסיבים על ידי שימוש בקצה אקדח דבק חם ללאט extrude את הטיפים הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השחל את הסיבים באמצעות התאמת חורים בזוגות צלחת דפוסים פליז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הברג את הלוחות על גבי תיבת דפוס. ודא את הסיבים אינם מעוות כאשר מצרפים את הצלחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחרוזת את הטיפים הסיבים באמצעות כוונון יתדות של לוח tensioning המותאם אישית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתח סיבי PLA עד מתוח. היזהר שלא על המתח ולהצמיד את הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר חלקיקים עודפים מדפוס הסיבים באמצעות אוויר דחוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסיס תמהיל polydimethylsiloxane (PDMS) עם סוכן ריפוי ב10:01, V: יחס v. </li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגה התערובת תחת ואקום בצנצנת ייבוש למשך 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את תערובת PDMS לתוך תיבת העובש. אין לשפוך ישירות על הסיבים על מנת להפחית את ההשמנה של בועות אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות 26 G מחט, להסיר בועות בתוך תיבת דפוס או בין הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרפא את תערובת PDMS על 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתיר את הצלחות נחושת מתיבת העובש, כדי לוודא שלא לכופף את הצלחות או למשוך יותר מדי קשה. הסר את שלב 1 st נרפא מתיבת העובש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השחל את הסיבים באמצעות קצה כובע RTV על ידי ניקוב חורים בקצה הכובע עם מזרק. בהתאם לגודל סיבים, השתמש במד מחט שיש לו לפחות 2x הקוטר הפנימי של הקוטר החיצוני של הסיבים שלך. לשמור על דפוס דומה כמו צלחת פליז הדפוסים, אבל באופן נרחב יותר פרוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדקו את הפקקים מקצה לקצה תיבת עובש גדול ויוצקים שלב 2 nd של PDMS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל בועות גז שנותרו ולרפא על 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך כל סיבים עודפים PLA מהמדגם ומכניס לתנור בואקום 210 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות, או עד שסיבי PLA פונו ברובם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם לא ניתן להסיר את כל PLA, בעדינות לפזר מתוך microchannels באמצעות הזרקה של 1 מ&quot;ל של כלורופורם. </li></ol>

<ol><li>Bellan, L. M., Singh, S. P., Henderson, P. W., Porri, T. J., Craighead, H. G., Spector, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+an+artificial+3-dimensional+vascular+network+using+sacrificial+sugar+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Fabrication of an artificial 3-dimensional vascular network using sacrificial sugar structures.</a> Soft Matter. 5 (7), 1354(2009).</li>
<li>Bellan, L. M., Strychalski, E. A., Craighead, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-channels+fabricated+in+polydimethylsiloxane+using+sacrificial+electrospun+polyethylene+oxide+nanofibers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vac.+Sci.+Technol.+B+Microelectron.+Nanometer+Struct.+Process.+Meas.+Phenom%22%5BJournal%5D)">Nano-channels fabricated in polydimethylsiloxane using sacrificial electrospun polyethylene oxide nanofibers.</a> J. Vac. Sci. Technol. B Microelectron. Nanometer Struct. Process. Meas. Phenom. 26 (5), 1728(2008).</li>
<li>Borenstein, J. T., Weinberg, E. J., Orrick, B. K., Sundback, C., Kaazempur-Mofrad, M. R., Vacanti, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfabrication+of+three-dimensional+engineered+Scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Microfabrication of three-dimensional engineered Scaffolds.</a> Tissue Eng. 13 (8), 1837-1844 (2007).</li>
<li>Wu, H., Odom, T. W., Chiu, D. T., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+complex+three-dimensional+microchannel+systems+in+PDMS%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fabrication of complex three-dimensional microchannel systems in PDMS.</a> J. Am. Chem. Soc. 125 (2), 554-559 (2003).</li>
<li>Trask, R. S., Bond, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+self-healing+of+advanced+composite+structures+using+hollow+glass+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22Smart+Mater.+Struct%22%5BJournal%5D)">Biomimetic self-healing of advanced composite structures using hollow glass fibres.</a> Smart Mater. Struct. 15 (3), 704-710 (2006).</li>
<li>Dong, H., Esser-Kahn, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+treatment+of+poly%28lactic+acid%29+fibers+to+enhance+the+rate+of+thermal+depolymerization%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Chemical treatment of poly(lactic acid) fibers to enhance the rate of thermal depolymerization.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (2), 503-509 (2012).</li>
<li>Esser-Kahn, A. P., Thakre, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+microvascular+fiber-reinforced+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional microvascular fiber-reinforced composites.</a> Adv. Mater. 23 (32), 3654-3658 (2011).</li>
<li>White, S. R., Blaiszik, B. J., Kramer, S. L. B., Olugebefola, S. C., Moore, J. S., Sottos, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-healing+polymers+and+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Sci%22%5BJournal%5D)">Self-healing polymers and composites.</a> Am. Sci. 99 (5), 392(2011).</li>
<li>Nguyen, D. T., Leho, Y. T., Esser-Kahn, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+three-dimensional+microvascular+gas+exchange+unit+for+carbon+dioxide+capture%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">A three-dimensional microvascular gas exchange unit for carbon dioxide capture.</a> Lab Chip. 12 (7), 1246(2012).</li>
<li>Nguyen, D. T., Leho, Y. T., Esser-Kahn, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+membrane+thickness+on+a+microvascular+gas+exchange+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">The effect of membrane thickness on a microvascular gas exchange unit.</a> Adv. Funct. Mater. , (2012).</li>
</ol>

יש לנו גישת בקשה לפטנט זמני על טכנולוגית und יישום זה בארה&quot;ב הפטנט בארה&quot;ב זמני סידורי מספר 61/590, 086.

כניסתה של זרז SnOx לתוך סיבי PLA מאפשרת סיבי depolymerize בטמפרטורה נמוכה יותר. זה מונע את הפירוק של שרף ההטבעה, במקרה זה PDMS. ציר מותאם אישית נדרש לערבב את פתרון הטיפול (איור 5 א) כמו שצריך. הציר מורכב משש מוטות תמיכה המקיפות ליבה מרכזית המתחברת למיקסר דיגיטלי. הסיבים הם עוטפים את מוטות התמיכה, כך ששטח הפנים של סיבי גלישה במגע עם פתרון קטליטי היה מוגדל. החלק התחתון של הציר הכיל סט של להבים להציג את הזרימה כאוטית. הזרימה כאוטית מונעת הצטברות של הזרז. <p class...

מערכות טבעיות להשתמש ברשתות כלי דם נרחבות כדי להקל על תפקודים ביולוגיים רבים. תחבורה המונית ניתן להשיג יעילות במערכות כאלה בשל שטח פנים גבוה ליחסי נפח אריזה ומבנים אופטימליים. בעוד רבים טכניקות ייצור סינטטיים יכולות לייצר מבני כלי הדם, אף אחד יכול לייצר microvasculature בקנה מידה גדול, תוך שמירה על תאימות עם מורכבות ושיטות ייצור קיימות 1-5. מבנים כגון ריאות עופות לספק השראה. איך אפשר לפברק מבנים של מורכבות זו לשיפור תחבורה המונית? האידוי של רכיב של קורבן (VaSC) יכול לייצר מבנים בקנה מידה גדול ומורכבים, כלי הדם 6-7. שיטה זו משתמשת depolymerization התרמית והסרת אידוי של פולי (לקטית) סיבי חומצה כדי ליצור ערוצים חלולים שההופכי של תבנית הסיבים. זוהי טכניקת ההקרבה תואמת את ייצור הקייםשיטות. יכולים להיווצר דפוסי מטר ארוכים, גליליים microchannel באמצעות תהליך ייצור זה. זה יכול לשמש כדי ליצור התקני vascularized כגון פולימרים ריפוי עצמי ויחידות לכידת פחם כלי הדם 3D 7-10. יחידות לכידת פחמן נוצרו בהשראת ריאות עופות המספקת בשל יחס גז לבורסה למשקל יעיל לשימוש בו בטיסה. Parabronchus מורכב מmicrochannels בדוגמת משושים, המספק שערי חליפין דלק גבוהים ויחידות חילוף גזים יציבים מבחינה מבנית. על מנת ליצור יחידות מחליפות עם תכונות microscale מיושרות בשלושה ממדים, שפתחנו שיטה למתיחת סיבים באופן עצמאי באמצעות לוח מתח מעוצב אישית עם מקלטי גיטרה וצלחות לייזר micromachined. כל סיבים מתקיימים במקום על ידי מתח חיצוני ואת התבנית מוגדרת על ידי המיקום של חורים בצלחת דרכו את הסיבים לרוץ.

<table><tbody><tr><td colspan="4"><חזק>ריאגנט</חזק></td></tr><tr><td>פח (II) אוקסלט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>402761</td><td></td></tr><tr><td>Disperbyk 130</td><td>BYK Additives Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trifluoroethanol</td><td>Halocarbon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Malachite Green (דרגה טכנית)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M6880</td><td></td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד (&ge; 98%, כדורים)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>פולידימתילסילוקסן (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>3097358-1004</td><td>מופץ מדבקים של אלסוורת'</td></tr><tr><td>סיבי חומצה פולי (לקטית)</td><td>Teijin Monofilament</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4" ><חזק>חומר</חזק></td></tr><tr><td>RW 20 מיקסר דיגיטלי</td><td>IKA</td><td>3593001</td><td></td></tr><tr><td>צנצנת</td> <td>ייבושתנור ואקום פיירקס</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>פישר מדעי</td><td></td><td></td></tr><tr><td>יד שלישית</td><td>Jameco אלקטרוניקה</td><td>26690</td><td>מחזיק צלחת</td></tr><tr><td>אקדח דבק</td><td>סטנלי</td><td>GR20L</td><td></td></tr><tr><td>PLA ציר</td><td></td><td></td><td>בהתאמה אישית</td></tr><tr><td>לוח</td><td></td><td></td> מתיחה <td>בהתאמה אישית</td></tr></tbody></table>

תהליך של הפיכת microstructures תלת ממדי באמצעות אידוי של רכיב של קורבן

Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component

מבני כלי דם במערכות טבעיות מסוגלים לספק תחבורה המונית גבוהה דרך שטח פנים גבוה ומבנה אופטימלי. טכניקות ייצור חומר סינטטי מעטים מסוגלים לחקות את המורכבות של מבנים אלה, תוך שמירה על יכולת הרחבה. האידוי של רכיב תהליך של קורבן (VaSC) הוא מסוגל לעשות זאת. תהליך זה משתמש בסיבי ההקרבה כתבנית ליצירת microchannels חלול, גלילי מוטבעים בתוך מטריצה. טין (השני) אוקסלט (SnOx) מוטבע בתוך פולי (לקטית) חומצה (PLA) סיבים המאפשר את השימוש בתהליך זה. SnOx מזרז depolymerization של סיבי PLA בטמפרטורות נמוכות יותר. את מונומרים החומצה לקטית הם גזים בטמפרטורות אלה וניתן להסיר מהמטריצה ​​מוטבעת בטמפרטורות שלא לפגוע במטריקס. כאן אנו מציגים שיטה ליישור סיבים אלה באמצעות צלחות micromachined ומכשיר מתיחה ליצור תבניות מורכבות של תלת ממד microchannels ערוך.התהליך מאפשר הבדיקה של כמעט כל הסדר של סיבי טופולוגיות ומבנים.

הליך זה מספק שיטה של ​​בודה מבני כלי הדם מוטבע בתוך שרף. מבנים אלה יכולים להתאים למגוון רחב של תבניות (איור 2). המבנה של רשת כלי הדם מוגבל רק על ידי המבנים שיכולים להיוצר עם סיבי ההקרבה. באמצעות הסדר מקביל של ערוצי כלי הדם, הובלת גז בין זרמי נוזל הוא הקל כגזים לעבור בין ערוץ קרום חדיר. יכולים להיות מפוברקים מכשירים אלה באופן מדרגי, ללא צורך בליתוגרפיה (איור 3). את microchannels נ...

האידוי של רכיב תהליך של קורבן (VaSC) משמש לפברק מבני כלי הדם. הליך זה נעשה שימוש בסיבי חומצה לקטית (הקרבת פולי) כדי ליצור microchannels חלול עם מיצוב גיאומטרי 3D מדויק המסופק על ידי צלחות ספר micromachined לייזר.

תהליך של הפיכת Microstructures תלת ממדי באמצעות אידוי של רכיב של קורבן

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לייצר מבני מיקרו-כלי דם תלת-ממדיים. דבר זה מושג תחילה על ידי יצירת סיבים מקריבים, באמצעות שילוב של tin two oxalate בסיבי polylactic acid. השלב השני הוא דפוס של הסיבים באופן תלת-ממדי באמצעות לוחיות תבנית.לאחר מכן, הסיבים מוטבעים בשרף עיגון. השלב הסופי הוא פינוי הסיבים מהשרף תחת חום וואקום. בסופו של דבר, ניתן להשתמש במערכת המיקרו-וסקולרית למטרות רבות, כולל חילופי חום, הובלת מסה ומערכות ריפוי עצמי.בדרך כלל, אנשים שאינם מיומנים בשיטה זו יתקשו בהתחלה, מכיוון שהרמה הנדרשת של מיומנות ידנית ומודעות חזותית לעבודה עם הסיבים היא גבוהה. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, שכן הטיפול הכימי בסיבים והשחלת לוחות הדפוס קשים ללמידה משום שהם דורשים קואורדינציה בין העין ליד וציוד ייעודי. התחילו את תהליך השריית סיבי הקטליזטור באמצעות ציר מותאם אישית ומקור של סיבי polylactic acid בעלי קוטר ידוע.כאן, 200 microns. כרכו את הכמות הרצויה של הסיבים סביב שלושת הרבעים התחתונים של הציר. הפחיתו את חפיפת הסיבים כדי לספק חשיפה מקסימלית של שטח הפנים בתוך בקבוק שניתן לאטום.ערבב 400 milliliters של מים דאיוניים עם 40 milliliters של dysbaric. One 30. סגור את הבקבוק ונער אותו עד לקבלת תמיסה הומוגנית.כעת הניחו כוס כימית של 1000 milliliter באמבט מים בטמפרטורה של 37 °C. שפכו 400 milliliters של tri fluoro ethanol אל תוך הכוס הכימית. הוסיפו את תמיסת הפיזור המائية לכוס הכימית וערבבו עד להומוגניות.הוסיפו גרם אחד של malachite green או צבע אחר לתערובת וערבבו עד להמסה. כעת, חברו את הציר למערבב הדיגיטלי וכוון את הגובה כך שהציר יהיה במרחק של half an inch מהתחתית. הגדירו את המערבב ל-400 RPM והתחילו לערבב באיטיות.הוסיפו 1.3 גרם של זרז בדיווקסלט (tin oxalate) לתערובת. כווןנו את ה-pH בתערובת באמצעות נתרן הידרוקסיד עד שה-pH יהיה בערך 6.8 עד 7.2. לאחר מכן, סגרו את הכלי במכסה והגבירו את מהירות סיבוב הציר ל-500 RPM.שמר זאת למשך 24 שעות, כאשר בשעתיים הראשונות יש לשבור ידנית כל התגבשות של טין אוקסלט שמתפתחת. בסיום 24 השעות, הכן תנור שחומם מראש ל-35 °C.הוציאו את הציר מהמערבל והניחו אותו בתנור. השאירו אותו לייבוש למשך הלילה. לאחר שמונה שעות של ייבוש לפחות, הוציאו את הציר מהתנור ושחררו את הסיבים מהציר.הסר את שאריות הקטליזטור מהסיבים. ייצור יחידת חילוף הגזים המיקרו-וסקולרית מתחיל בהשגת זוג פלטות תבנית מפירסור שנחתכו בלייזר עם התבנית המיקרו-וסקולרית הרצויה. הצמד את הפלטות למחזיקי תלישה.חתוך פיסה באורך 10 inch של סיב עם זרז עבור כל מיקרו-תעלה. השתמש בלוח חתוך בהתאם לקוטר הסיב כדי להסיר שאריות זרז מהסיבים. השתמש בקצה של אקדח דבק חם כדי להקטין בהדרגה את קצוות הסיב.בצע זאת על ידי דחיקה איטית של קצות הסיבים. לאחר מכן, השחל את הסיבים דרך חורים תואמים בזוגות של לוחות דפוס פירס.וודאו שהסיבים אינם פלולים בעת חיבור הפלטות. לאחר מכן, השהילו את קצות הסיבים דרך פיני הכיוונון של לוח המתיחה המותאם אישית ומתוחו את סיבי ה-PLA עד שיהיו מתוחים. היזהרו לא למתוח אותם יתר על המידה כדי למנוע את קריעת הסיבים.הסר חלקיקים עודפים מתבנית הסיבים באמצעות אוויר דחוס. כעת ערבב poly dimethyl xin base עם סוכן ההקשחה שלו ביחס נפחי של 10 ל-1, והנח את התערובת בבנבקת (desiccator jar). בצע דיגסינג (Degas) לתערובת למשך 10 דקות תחת ואקום.שפכו את תערובת ה-PDMS לתוך תא היציקה, אך לא ישירות על הסיבים. השתמשו במחט בקוטר 26 gauge כדי להסיר בועות אוויר מתא היציקה או מבין הסיבים. לאחר מכן, השריו את המכלול בטמפרטורה של 85 °C למשך 30 דקות.כאשר הקופסה מקוררת, שחררו את לוחות הפליז מקופסת היציקה, תוך הקפדה לא לכופף את הלוחות או למשוך חזק מדי. הוציאו את השלב הראשון שהתקשה מקופסת היציקה. השתמשו במחט היפודרמית בעלת קוטר (gauge) הגדול לפחות פי שניים מהקוטר החיצוני של הסיבים כדי לנקב חורים במכסה קצה מסוג RTV, ובעוד המחט במקומה, השחילו את חוט הסיב דרך החור.לאחר מכן הוצא את המחט. תבנית החורים צריכה להיות דומה ללוחית הדגימה מפירך, אך עם מרווחים רחבים יותר. בשלב הבא, הצמד את מכסי הקצוות לתבנית יציקה גדולה יותר.שפו שכבה שנייה של PDMS והסִירו בועות גז שנותרו. שוב, השקיעו בטמפרטורה של 85 degrees Celsius למשך 30 דקות. לאחר ההשקעה השנייה, גזרו סיבי PLA עודפים מהדגימה.הניחו זאת בתנור ואקום בטמפרטורה של 210 °C למשך 24 שעות או עד שרוב סיבי ה-PLA יפונו. אם ישנם סיבי PLA שלא ניתן להסיר, הזרמיקו 1 mL של כלורופורם כדי להמיס את השאריות בערוצים המיקרוסקופיים. בכך הושלם תהליך ייצור היחידה.נוהל זה מספק שיטה לייצור מבנים מיקרו-וסקולריים בשרף, כפי שנראה ביחידה להחלפת גזים המוצגת למעלה. בצד שמאל למטה מופיע פירוט של מקטע מהמבנה.נעשה שימוש בצבעים לצורך בהירות ויזואלית. מימין מוצגת התבנית המשושה של חורים בקוטר 200 micron ו-300 micron המשמשים ליצירת המיקרו-ערוצים. המיקרו-ערוצים הם חלולים לחלוטין והמרווח ביניהם עשוי להיות פחות מ-50 microns.מבנה הרשת המיקרו-וסקולרית מוגבל אך ורק למבנים שניתן להוות באמצעות הסיבים ההקרבתיים. ייתכן שיופיעו both דליפות ופקקים בתוך המיקרו-תעלות. בצד שמאל של יחידה זו לחילוף גזים נמצא פקק.ניתן להסיר אותם לעיתים קרובות באמצעות ממס. בצד ימין מוצגת דוגמה לדליפה. אלו נוצרות כאשר הסיבים המקריבים אינם מנוקים ביסודיות או כאשר המתיחה שלהם אינה תקינה. לאחר רכישת המיומנות, ניתן לבצע טכניקה זו ב-45 דקות ליצירת סיבים וב-60 דקות לייצור יחידות מיקרו-וסקולריות.לאחר צפייה בסרטון זה, תגמרו עם הבנה טובה של האופן שבו סיבים מקריבים יוצרים תבנית תלת-ממדית, וכיצד לפתור בעיות במהלך התהליך הנרחב.

process-making-three-dimensional-microstructures-using-vaporization

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מציגים שני תהליכים עבור microfabrication של שבבי פולימרי נקבובי לעיבוד תלת ממדי התא. הראשון הוא הבלטות חם בשילוב עם תהליך אדי ריתוך ממס. השני משתמש בתהליך microthermoforming פיתחה לאחרונה בשילוב עם טכנולוגיית מעקב יון המוביל פישוט משמעותי של ייצור.

Microfabrication של שבב בגודל פיגומים לעיבוד תלת ממדי נייד

אנו מציגים שיטות ייצור של microstructures בדוגמת של צינורות פחמן מיושר אנכית (CNTs), והשימוש בהם כמו תבניות בסיס לייצור microstructures פולימר במרקם מאורגן פני הננומטרי. ביערות ה-CNT הם densified על ידי עיבוי של ממס על מצע, אשר מגביר באופן משמעותי את צפיפות האריזה שלהם ומאפשר עצמית מכוונת היווצרות של צורות 3D.

ייצור, Densification, העתק דפוס של Microstructures Nanotube 3D פחמן

אנו מתארים את השימוש בטכניקת לייזר פחמן דו חמצני reflow לייצר חללים סיליקה התהודה, כולל חופשית עומד microspheres ועל שבב microtoroids. שיטת reflow מסיר פגמים על פני השטח, מה שמאפשר חיים ארוכים פוטון בתוך המכשירים. המכשירים וכתוצאה מכך יש אולטרה גורמים באיכות גבוהה, מה שמאפשר יישומים החל התקשורת כדי biodetection.

ייצור של אולטרה סיליקה Microresonators באיכות גבוהה פקטור

קורות תלת ממדי (3D) microstructured מרוכבים מיוצרים באמצעות החדירה המכוונת והמקומית של nanocomposites לרשתות microfluidic נקבוביים 3D. הגמישות של שיטת ייצור זו מאפשרת הניצול של חומרי תרמופלסטיים שונים וnanofillers כדי להשיג מגוון רחב של מוצרי nanocomposite חיזקו 3D הפונקציונלי מקרוסקופית.

ייצור של Nanocomposites microstructured תלת ממדי באמצעות Microfluidic הסתננות

נייר זה מציג אסטרטגית 3D תוסף micromanufacturing (שמכונה "מיקרו בנייה") עבור הייצור גמיש של מערכת מייקר מבנים (MEMS) והתקנים. גישה זו כרוכה בהרכבה המבוסס על דפוס העברה של חומרי מיקרו / ננו בשילוב עם טכניקות מליטה חומרים מהירים תרמית המאפשר חישול.

מיקרו בנייה לMicromanufacturing 3D תוסף

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפברק בחופשיות-מושעים, מיקרון / סיבים תת-מיקרון בקנה מידה פולימר ומבנים ", כמו אינטרנט" שנוצרו באמצעות הליך כתיבה ישיר אוטומטי באמצעות מערכת מחלק 3-ציר.

נקבעה 3-D ישיר כתיבה של / מבנים תת-מיקרון מיקרון מושעה סיבי קנה מידה באמצעות מערכת רובוטית חלוקה

שיטת ייצור כתוסף עקיפה שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק צנטריפוגלי המתוארת למתכות מסבך שמיניית 3D ייצור (אל ו Cu סגסוגות) באורך תא יחיד של 5 מ"מ עם עובי דופן של 0.5 מ"מ.

ייצור עקיף של סריג מתכות סעיפים דקים באמצעות יציקה צנטריפוגלי

כתב יד זה מציג שיטת הזרקה להנדס microvessels כי לשחזר מאפיינים פיסיולוגיים של האנדותל. תהליך microfluidic המבוסס יוצר רשתות כלי דם 3D פטנט עם תנאי tailorable, כגון זרימה, רכב הסלולר, גיאומטריה, והדרגות ביוכימיים. תהליך ייצור ודוגמאות של יישומים פוטנציאליים מתוארים.

Micropatterning והרכבת 3D microvessels

סיבי פחמן ארוכים וחלולים עשויים מפוברקים על פי פירוליזה של מוצר טבעי, שיער אנושי. שני השלבים ייצור של מערכות פחמן microelectromechanical ופחמן nanoelectromechanical, או C-MEMS ו- C-NEMS, הם: (1) photolithography של מבשר פולימר עשיר פחמן ו (2) פירוליזה של מבשר פולימר בדוגמת.

ייצור של 3D מערכות מיקרואלקטרו-מכניות פחמן (C-MEMS)

פרוטוקול עבור בדיית הזרקה מוסיף על גאומטריה מורכבת עם תכונות מיקרו על משטחים העסקת כתוסף בייצור (AM) מוצג.

עמודי רשת אבזור רך בתהליך הזרקה של רכיב 3D עם מיקרו

עבודה זו מציגה פרוטוקולים microfabrication להשגת חללים ועמודים עם מחדש ופרופילים מחדש כפליים על SiO2/Si וופלים באמצעות פוטוגרפיה ותחריט יבש. משטחי מיקרו בעלי מרקם כתוצאה מראים דוחה נוזלי מדהים, מאופיין מלכודת חזקה לטווח ארוך של אוויר תחת נוזלי הרטבה, למרות wettability פנימית של סיליקה.

עיבוד SiO2/סי משטחים אומניפובי על ידי גילוף מיקרוטקסטורות גז-מיקרו הכוללת חללים מחדש ושני עמודים

למד לייצר מבנים מיקרו-וסקולריים תלת-ממדיים באמצעות תהליך VaSC עם סיבי חומצה פולילקטית קורבניים. השיטה מאפשרת יצירת תעלות חלולות למערכות חילוף חום, תחבורת מסה וריפוי עצמי.

תהליך של הפיכת Microstructures תלת ממדי באמצעות אידוי של רכיב של קורבן

גלה סרטונים נוספים