הכנה והתנהגות אנטי אדהזיה בטמפרטורות גבוהות של משטח חלקלק-נירוסטה

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לתאר כיצד לייצר משטחים חלקלקים עם עמידות בטמפרטורה גבוהה ולחקור את ההשפעה נגד הידבקות של המשטחים המוכנים בטמפרטורות גבוהות. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הביו-רפואה. כגון, בעיית הידבקות של רקמות רכות במכשירים האלקטרוכירורגיים.

היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שמשטחי ההחלקה המוכנים יכולים להשיג הידבקות מצוינת בטמפרטורות גבוהות. מי שידגים את ההליך יהיה ליו גואנג, סטודנט לתואר שני מהמעבדה שלי. כדי להתחיל בהליך זה, תכנן וייצר את מסכת הצילום כמתואר בפרוטוקול הטקסט.

לאחר מכן, שטפו את צלחת הנירוסטה בתמיסות אלקליין בטמפרטורת החדר למשך 15 דקות. בעזרת מכונת ניקוי אולטרסאונד יש לנקות היטב את הצלחת בתדר עבודה של 40 קילו-הרץ בהספק קולי של 500 וואט. לאחר מכן שטפו אותו ברצף במים נטולי יונים והקסאן, אצטון ואתנול למשך 10 דקות כל אחד.

הניחו את הצלחת השטופה על פלטה מוגדרת ל -150 מעלות צלזיוס. מכסים את הנירוסטה ביריעת נייר אלומיניום ומשאירים אותה על משטח החימום למשך 30 דקות לייבוש. לאחר מכן, העבירו את הפלדה לחותך ספין והניחו אותה במרכז.

בעזרת טפטפת, הפקידו כ-1 מיליליטר של פוטו-רזיסט חיובי על הצלחת החל מהמרכז ונעים לכיוון הקצה עד שהצלחת כולה מכוסה. לאחר מכן, התחל את חותך הסיבוב מסתובב ב-700 סל"ד למשך שש שניות ולאחר מכן הגדל ל-1500 סל"ד למשך 15 שניות כדי לפזר את הפוטו-רזיסט באופן שווה. לאחר מכן שחרר את שסתום הוואקום.

בעזרת זוג פינצטה, הסר את הפלדה המצופה מחותך הסיבוב. שמור את הפלדה על פלטה בחום של 120 מעלות צלזיוס למשך שתי דקות כדי לאפות את ההתנגדות לאור. לאחר מכן, העבירו את הנירוסטה לשסתום הוואקום של מכונת הצילום.

הגדר את זמן החשיפה ל-25 שניות והפעל את מכונת הצילום. לאחר מכן הסר את הפלדה. טבלו אותו בתמיסת מפתח למשך דקה אחת כדי להסיר את הפוטו-רזיסט מבלי לחשוף אותו לאור UV.

לאחר מכן הסר את הצלחת מתמיסת המפתח ושטוף אותה במים נטולי יונים. יבש את הצלחת השטופה תחת גז חנקן. לאחר מכן הניחו את הפלדה המיובשת על פלטה חמה.

אופים אותו בחום של 120 מעלות צלזיוס במשך שתי דקות. בעזרת מיקרוסקופ זקוף עם הגדלה של פי 100, בדוק את מרקם הפוטו-התנגדות שהתקבל על הנירוסטה. כדי להתחיל, הכינו 200 מיליליטר תמיסת תחריט כימית בכוס של 500 מיליליטר.

לאחר מכן מוסיפים את הנירוסטה. השאירו את הצלחת בתמיסה למשך 10 דקות. בעזרת פינצטה, הסר את הפלדה החרוטה כימית.

שוטפים במים נטולי יונים למשך דקה. יבש באמצעות גז חנקן. השתמש במכונת ניקוי אולטרסאונד כדי לנקות את הפלדה באצטון למשך חמש דקות כדי להסיר את מרקם הפוטו-רזיסט.

לאחר מכן יבש את הצלחת החרוטה עם גז החנקן. השתמש בזרם קבוע של מים נטולי יונים כדי לנקות את הנירוסטה החרוטה כימית. יבש עם גז חנקן.

בעזרת פלטה חמה מחממים את הפלדה ל -100 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות לייבוש מלא של פני השטח. לאחר מכן העבירו את הפלדה למכונת פלזמה RF. השתמש בהספק RF של 100 וואט, לחץ מערכת של 100 מיליבר וקצב זרימה של 20 SSCM כדי להידרוקסילציה של הפלדה עם טיפול בפלזמה O2 למשך 10 דקות.

לאחר מכן הכינו תמיסת OTS של מיליליטר אחד בטולואן נטול מים. העבירו את הפלדה החרוטה בתמיסת OTS. אוטמים את הכוס ונותנים לה לנוח ארבע שעות בטמפרטורת החדר.

לאחר מכן הסר את הפלדה מהתמיסה ונקה אותה עם טולואן נטול מים. בעזרת מכונת ניקוי אולטרסאונד יש לנקות את הצלחת למשך 10 דקות. יבש אותו בגז חנקן.

כדי להתחיל, השתמש בטפטפת כדי להפקיד כ-10 מיליליטר שמן סיליקון על פלדת אל-חלד מצופה OTS חרוטה כימית. לאחר מכן השתמש בסטריאומיקרוסקופ אופטי כדי להתבונן בתהליך ההרטבה של הסיליקון על משטח הפלדה. הנח את לוחית הפלדה במצב אנכי למשך שעה כדי להסיר עודפי שמן.

לאחר מכן הניחו טיפת מים של ארבעה מיקרוליטר על משטח הסיליקון החלקלק. טען את הפלדה למיקרוסקופ אופטי והטה אותה לכשתי מעלות. בהגדלה נמוכה, התבונן בטיפת המים כדי לוודא שהיא יכולה לנוע בקלות על המשטח החלקלק.

בעזרת פינצטה מעבירים את הפלדה לפלטה חמה. הגדר את הטמפרטורה כדי לנתח את ההתנהגויות נגד הרטבה בטמפרטורות גבוהות שונות כמתואר בפרוטוקול הטקסט. קבע מצלמה מהירה לחצובה וכוון אותה לכיוון הפלדה.

לאחר התאמת המיקוד, השתמש במיקרו-מזרק כדי להפקיד 10 מיקרוליטר מים על המשטח החלקלק ולתעד את תנועת טיפת המים בקצב פריימים של 500 הרץ. הפסק להקליט כאשר הטיפה מחליקה ממשטח הפלדה החלקלק. לאחר מכן נתח את ההשפעות נגד הידבקות של המשטח החלקלק על רקמות רכות כמתואר בפרוטוקול הבדיקה.

במחקר זה, מכינים משטח חלקלק על ידי הוספת שמן סיליקון לפלדת אל-חלד חרוטה כימית מצופה OTS. לאחר השלמת עיבוד ההרטבה, ניתן להבחין בשכבת שמן גלויה מהמשטח היבש. לאחר מכן נחקר המאפיין החלקלק ומפקיד טיפת מים על המשטח המוכן כאשר הוא מכוון בזווית של שתי מעלות.

הקו המקווקו הצהוב מסמן את נקודת המגע וטיפה המים נראית צפה ומחליקה על פני השטח. לאחר מכן, ההתנהגויות נגד הרטבה נחקרות בטמפרטורות גבוהות שונות. בטמפרטורה של 200 מעלות צלזיוס, טיפת המים נראית בתחילה כמגע חזק עם פני השטח, אך מגע זה פוחת עם הזמן.

ב-6200 אלפיות השנייה, הטיפה מתחילה להחליק מעל פני השטח. ב-250 מעלות צלזיוס, אזור המגע הראשוני של הטיפה נראה קטן משמעותית. בטמפרטורה זו, הטיפה מתחילה להחליק מעל פני השטח לאחר 800 אלפיות השנייה בלבד.

עם זאת, בטמפרטורה של 300 מעלות צלזיוס הטיפה אינה יציבה מיד במגע ומחליקה מעל פני השטח במהירות לאחר 250 אלפיות השנייה בלבד. לאחר מכן מוערכת ההשפעה נגד הידבקות של המשטח החלקלק על רקמות רכות על ידי מדידת כוח ההדבקה. כוח ההדבקה נראה כ-0.80 פלוס או מינוס 0.18 ניוטון על הנירוסטה החלקה ו-0.04 פלוס מינוס 0.02 ניוטון על המשטח החלקלק.

לפיכך, היה הבדל בסדר גודל בכוח ההדבקה בין המשטח החלקלק למשטח הנירוסטה החלק. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך 12 שעות אם היא מבוצעת כראוי. שיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי תכנון וייצור מכשירים אלקטרוכירורגיים עם משטחים חלקלקים לאפקט הידבקות יעיל.

ניתן ליישם אותו גם על מערכות אחרות כגון שימון בקרות והדבקה של סוכנים. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להימנע מלגעת במשטח החימום כשהוא בטמפרטורות גבוהות. לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום ההנדסה הביו-רפואית לפתור בעיות הידבקות של רקמות רכות במכשירים אלקטרוכירורגיים.

לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לייצר משטח חלקלק עם עמידות בטמפרטורה גבוהה.