Name: חותמת מדרגי והדפסת פבריקציה נוספת של Hemiwicking משטחים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-12-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: למדו לייצר מבני hemiwicking באמצעות חותמת פיזית ויציקת PDMS. שיטה זו מאפשרת חקר דינמיקת זורמים מיקרו-סקלית ומבני ננו, ומספקת פתרון יעיל בזמן ובעלות לחוקרים בתחום.

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

playerTrialDesktop

חומר זה מבוסס על מחקר חלקית בחסות ארה ב Office של חיל הים המחקר תחת גרנט מס N00014-15-1-2481, הקרן הלאומית למדע תחת גרנט מס 1653396. מנופים ומסקנות הכלולים במסמך זה הם אלה של המחברים, אין לפרש כמייצג בהכרח את מדיניות רשמית או חסויות, גם בין מפורשת ובין משתמעת, המחקר של ארצות הברית Office של חיל הים, הקרן הלאומית למדע, או ממשלת ארצות הברית.

1. ליצור את מפת המתבנת
<ol><li>באמצעות עורך גרפיקה, ליצור את התבנית הרצויה עבור המבנים hemiwicking מיוצג תמונת bitmap. הערה: חלק מהפרמטרים עיצוב wicking (קרי, זווית מעבר הצבע, עומק צבע) יכול להיות עשוי להיות תלויים ערכי גווני האפור המוקצים לכל פיקסל. אלה ערכים של גווני אפור ואז נערכים במטרה לשנות את הפרמטר הרצוי.</li>
	<li>שמור מפת הסיביות גרפיקת רשת נייד (. png) ולהציב את הקובץ בתיקיה זמינים.</li>
</ol>2. הנחת את הפלסטיק להיות חותמת מורה
<ol><li>להתחיל לתרגם את הסיבית כבישה הרחק סביבת העבודה כדי למנוע כל קשר בטעות שעלולות לגרום שבירה עצה (+z עקירה, איור 1).</li>
	<li>הפלסטיק רקיעת עובש/וופל על צלחת גיבוי ביול עוקבות על ה- x, y תרגום הבמה (ראה איור 1). להבטיח את הצלחת מדגם/גיבוי על ה-x, y מוטורי הבמה כבישה (איור 1)</li>
	<li>ישר למרכז כייר פלסטיק/פרוסת סיליקון עם הציר הטבעה של הסיבית כבישה. זהו הישגים באמצעות ממוחשב ±x ו ±y displacements עם הבמה כבישה x, y מוטורי.</li>
	<li>לתרגם את הסיבית כבישה לכיוון כייר פלסטיק/פרוסת סיליקון (-z עקירה, איור 1) עד הסיבית כבישה היא כמעט במגע עם המשטח עובש/וופל.</li>
</ol>3. החתמת את המדגם פלסטיק עבור PDMS צורניים
<ol><li>באמצעות התוכנית בקרה ממוחשבת כבישה, לקבוע את המרחק בין הסיבית כבישה (tip) לבין השטח כייר פלסטיק/וופל.</li>
	<li>לתרגם את הסיבית כבישה במרווחים קטנים (-אלפאz עקירה, איור 1) לכיוון פני השטח של הדגימה עד גב הספר נמצא בקשר עם הפלסטיק. הערה: ה-bit צריך רק בקלילות פנה אל פני השטח.</li>
	<li>לאחר מגע, לתרגם את הסיבית כבישה מן המדגם למנוע כל קשר אפשרי בין סיבית מדגם במהלך התרגום הבאים (δz ≈ 100 μm).</li>
	<li>להקצות מרחק בפיקסלים (ב מיקרון), חלל מינימלי ומקסימלי עומק (מיקרון), זווית מינימלי ומקסימלי (במעלות), x ו- y פיקסלים ראשונית של דפוס, וכן סף פיקסל המתבנת מקושר בכל גווני אפור ביול נוהל.</li>
	<li>להעלות את המפה המתבנת (נוצר בשלב 1.1) ניתן לקרוא על-ידי התוכנית. מבוסס על המרחק פיקסל ועל המפה המתבנת, המיקומים של כל הבולים נשלחים של stepper מוטורס.</li>
	<li>ודא כי הלייזר חימום ממוקד על קצה הסיבית הטבעה ומפעיל רק בזמן הסיבית כבישה היא נעה לכיוון ולתוך כייר פלסטיק.</li>
	<li>ליצור החללים על ידי הקשה על הסיבית לתוך הפלסטיק בעת בעקבות המפה המתבנת כדי להשיג את התבנית הרצויה hemiwicking.</li>
	<li>הסר כייר פלסטיק מבויילת עבור משטח עוקבות להם פיניש וליטוש.</li>
	<li>פולנית השטח של כייר פלסטיק באמצעות 9000 חצץ, נייר זכוכית עדינה יותר רטוב/יבש. הערה: לחלופין, מיקרו-רשת שוחקים יכול לשמש כדי להבטיח הסרת פיקדונות השטח הזה כי cratering סביב התווך ב כייר PDMS.</li>
</ol>4. יצירת המכייר PDMS
<ol><li>שופכים 2 גר' elastomer הבסיס ו- g 0.2 של הסוכן ריפוי elastomer לתוך גביע ומערבבים יחד היטב למשך 3 דקות.</li>
	<li>למקם את התערובת לתוך תא פונו כדי לשחרר בועות אוויר נקלע התערובת; שלב זה, ייתכן שתצטרך לחזור מספר פעמים. הערה: לקבלת דוגמאות שונות דרישות האחסון, יש להתאים את כמות סוכן הבסיס, ריפוי לפי הצורך תוך שמירה על יחס של 10:1.</li>
	<li>הצב כייר פלסטיק מבויילת לתוך מכולה מוקפת חומה, אידיאלי לא הרבה יותר מאשר הקוטר החיצוני של, התבנית, לריפוי להתרחש.</li>
	<li>שופכים את התערובת PDMS חינם של כיסי אוויר הפלסטיק מבויילת ועל בתוך המיכל. יוצקים בספירלה, החל ממרכז אזור מבויילת, כדי לנסות להפיץ את התערובת PDMS באותה מידה ככל האפשר.</li>
	<li>חזור על צעד 4.2 בכל כיסי אוויר שאולי נוצר מן לשפוך את התערובת על תבנית מבויילת. מניחים את התערובת PDMS ואת חתיכת פלסטיק בדוגמת מבויילת על גבי צלחת חמה וחום מכלול ב 100 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות. ואז לחמם של 25 דקות נוספות-65 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>לאפשר את התערובת PDMS מגניב ולריפוי כעשרים דקות לפני הטיפול.</li>
	<li>לחתוך את הקצוות של הפלסטיק PDMS מן הקיר מיכל הפלסטיק PDMS ולהסיר התבנית. אחסן את הפלסטיק PDMS במיכל מכוסה כדי להימנע חלקיקי אבק מהצטברות על פני השטח.</li>
</ol>5. מפקיד את המתכת סרט דק על PDMS
<ol><li>מקם את הדגימה PDMS בתוך החדר התצהיר משאיר מספיק מקום התריס נפתח ונסגר בלא הפרעה.</li>
	<li>להפחית לחץ תא התצהיר כדי mTorr לפחות 10.</li>
	<li>לעסוק במערכת משאבת יבש ולהגדיר את קצב ספין 75 kRPM. לאפשר כדי להגיע לחץ גודל 10-8 טנדר של גוה. הערה: פעולה זו תסיר את מרבית המזהמים מן החדר; התהליך עשוי להימשך עד 12 שעות כדי להשלים.</li>
	<li>על השתייה כוח ועוצמה DC לספק ולהגדיר את הכוח 55 W.</li>
	<li>פתח את השסתום ארגון מעט, לחצים התא לסדר 10-3 טנדר של גוה. להגדיר את kRPM מערכת 50 משאבה יבשה והמתן עד מהירות ערכה זו מושגת.</li>
	<li>לצמצם את צריכת החשמל 35 W, ירד הלחץ התא כדי 13 mTorr. לפתוח את התריס פלזמה ביצות ולהתחיל את הטיימר. הערה: פלזמה ביצות אמור לתת את זוהר כחול, ליבון. יש להגדיר שעון עצר עבור עובי הרצוי של הסרט הפיקדון. נקבע כי עבור 35 W והלחץ של mTorr כ 13, בשיעור של 7 בתצהיר nm לדקה צפוי.</li>
	<li>ברגע עובי הסרט הרצוי השיגה, לסגור את התריס ולכבות אספקת החשמל.</li>
	<li>לסגור את כל השסתומים בתוך תא התצהיר, כבה את מנגנון משאבה יבשה. מאפשרים זמן המאוורר יבש-משאבת לבוא עצירה מוחלטת.</li>
	<li>לאט לדחוס את החדר עד שהוא מגיע הלחץ האטמוספרי מקומיות ולהסיר את הדגימה, אחסונו לניסויים עתידיים.</li>
</ol>

<ol><li>Plawsky, J. L., et al. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15567265.2013.878419">Nano- and Micro-structures for Thin Film Evaporation - A Review.</a> Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering. 18, 251-269 (2014).</li>
<li>Derjaguin, B. V., Churaev, N. V. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0021979778900565">On the question of determining the concept of disjoining pressure and its role in the equilibrium and flow of thin films.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 66, 389(1978).</li>
<li>Ma, H. B., Cheng, P., Borgmeyer, B., Wang, Y. X. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/10.1007%2Fs10404-007-0172-5?LI=true&?from=SL">Fluid flow and heat transfer in the evaporating thin film region.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 4 (3), 237-243 (2008).</li>
<li>Hohmann, C., Stephan, P. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089417770200122X">Microscale temperature measurement at an evaporating liquid meniscus.</a> Experimental Thermal and Fluid Science. 26 (2-4), 157-162 (2002).</li>
<li>Potask, M. Jr, Wayner, P. C. Jr <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0017931072900580">Evaporation from a two-dimensional extended meniscus.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 15 (10), 1851-1863 (1972).</li>
<li>Panchamgam, S. S., Plawsky, J. L., Wayner, P. C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177706000264">Microscale heat transfer in an evaporating moving extended meniscus.</a> Experimental Thermal and Fluid Science. 30 (8), 745-754 (2006).</li>
<li>Arends, A. A., Germain, T. M., Owens, J. F., Putnam, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+Reflectometry+and+Interferometry+for+Measuring+Thin-film+Thickness+and+Curvature%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Simultaneous Reflectometry and Interferometry for Measuring Thin-film Thickness and Curvature.</a> Review of Scientific Instruments. 89 (5), (2018).</li>
<li>Zhu, Y., Antao, D. S., Lu, Z., Somasundaram, S., Zhang, T., Wang, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+and+characterization+of+dry+out+heat+flux+in+micropillar+wick+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Prediction and characterization of dry out heat flux in micropillar wick structures.</a> Langmuir. 32 (7), 1920-1927 (2016).</li>
<li>Kim, J., Moon, M. W., Kim, H. Y. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/dynamics-of-hemiwicking/E42C2F820D7D4EE9BF9CCEA0A7162AAA">Dynamics of hemiwicking.</a> Journal of Fluid Mechanics. 800, 57-71 (2016).</li>
<li>Ding, C., Soni, G., Bozorgi, P., Meinhart, C. D., MacDonald, N. C. <a target="_blank" href="https://www.nsti.org/publications/Nanotech/2009/pdf/706.pdf">Wicking Study of Nanostructured Titania Surfaces for Flat Heat Pipes.</a> Nanotech Conference & Expo. , Houston, TX. (2009).</li>
<li>Chen, R., Lu, M. C., Srinivasan, V., Wang, Z., Cho, H. H., Majumdar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanowires+for+Enhanced+Boiling+Heat+Transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Nanowires for Enhanced Boiling Heat Transfer.</a> Nano Letters. 9 (2), 548-553 (2009).</li>
<li>Kim, B. S., Choi, G., Shim, D. II, Kim, K. M., Cho, H. H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931015306591">Surface roughening for hemi-wicking and its impact on convective boiling heat transfer.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 102, 1100-1107 (2016).</li>
<li>Mikkelsen, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/21/11/115008/meta">Controlled deposition of sol-gel sensor material using hemiwicking.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 21 (11), (2011).</li>
<li>Haatainen, T., Ahopelto, J. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1238/Physica.Regular.067a00357/meta">Pattern Transfer using Step&Stamp Imprint Lithography.</a> Physica Scripta. 67 (4), 357-360 (2003).</li>
<li>Chou, S. Y., Krauss, P. R., Renstrom, P. J. <a target="_blank" href="http://www.nanonex.com/nanoimprint.pdf">Nanoimprint lithography.</a> Journal of vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena. 14 (6), 4129(1996).</li>
<li>Pozzato, A., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167931706000268">Superhydrophobic surfaces fabricated by nanoprint lithography.</a> Microelectronic Engineering. 83 (4-9), 884-888 (2006).</li>
<li>Nair, R. P., Zou, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S025789720800652X">Surface-nano-texturing by aluminum-induced crystallization of amorphous silicon.</a> Surface and Coatings Technology. 203 (5-7), 675-679 (2008).</li>
<li>Ashby, P. D., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-sensitive+Imaging+and+Interfacial+Analysis+of+Patterned+Hydrophilic+SAM+Surfaces+Using+Energy+Dissipation+Chemical+Force+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Ultra-sensitive Imaging and Interfacial Analysis of Patterned Hydrophilic SAM Surfaces Using Energy Dissipation Chemical Force Microscopy.</a> Journal of the American Chemical Society. 127 (18), 6814-6818 (2005).</li>
</ol>

המחברים יש גילויים אין לדבר על הנייר הזה.

כבר הציג שיטה ליצירת עמוד בדוגמת מערכים של מבנים hemiwicking; זו מושגת על ידי החתמה חללים על רקיק פלסטיק עם מנגנון תחריט שבאה המתבנת בעקבות מפת שנוצרו על-ידי המשתמש. לאחר מכן, תערובת PDMS הוא שפך, לרפא, מצופה בשכבה דקיקה של אלומיניום באמצעות התצהיר. יכול להיות מותאם אישית עמוד מערך המאפיינים בהתאם לערך סולם אפור המוקצה של מפת הסיביות בעקבות פרוטוקול זה. זה היבט חיוני של המתבנת ניתן ליצור מגוון רחב של האפשר הפתילה מבנים כדי לבדוק שניתן להשתמש בהם ביישומים שונים, כולל סרט דק מחקר ישיר ביישומים במערכות תרמיות. תחום...

לאחרונה חלה עניין מוגבר שהוא מסוגל לשלוט באופן פעיל והן פסיבי של הרטבה, אידוי, ערבוב של נוזלים. משטחים hemiwicking עם מרקם ייחודי לספק פתרון הרומן לקירור טכניקות כי משטחים בעלי מרקם אלה לשמש משאבה נוזלים (ו/או חום) ללא חלקים נעים. זו תנועה נוזל הוא מונע על ידי מפל של נימיות באירועים המשויכים שכדור דינמי נוזלי סרט דק. באופן כללי, כאשר נוזל מרטיב משטח יציב, מעוקל נוזלי סרט דק (קרי, נוזלי מניסקוס) במהירות טפסים. עובי הנוזל ואת פרופיל עקמומיות להתפתח עד למינימום אנרגיה חופשית. לעיון, פרופיל הרטבה דינמי זה יכול במהירות להירקב על עשרות ננומטר בעובי בתוך הפורש (נוזל-הרטבה) אורך-מידה של היחידה עשרות מיקרומטר. לפיכך, האזור (נוזל-סרט) המעבר ניתן לעבור שינויים משמעותיים נוזלי-ממשק עקמומיות. האזור (סרט דק) המעבר הינו שם כמעט כל כימיה ופיזיקה דינמי מקורו. בפרט, האזור (סרט דק) המעבר הינו שבו נמצאים המחירים המרבי (1) אידוי, מעברי צבע לחץ (2) והחסרונות מצטרף ומילויים הדרגתיים הלחץ ההידרוסטטי (3)1,2. כתוצאה מכך, נוזל מעוקל-סרטים ממלאים תפקיד חיוני תחבורה תרמי, שלב ההפרדה, instabilities נוזלים ו מערבוב נוזלים מרובה רכיבים. למשל, לגבי העברת החום, נצפו פלקסים החום הגבוהה קיר זה אזור סרט דק מאוד מעוקל, מעבר3,4,5,6,7.
Hemiwicking מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי הגיאומטריה (למשל, גובה, קוטר, וכו ') ואת המיקום של עמודי לקבוע את פרופיל הקבלה הרטבה והמהירות של הנוזל רץ דרך מבנים8. כמו החזית נוזלים הולכת ונמוגה לבטל הקצה של המבנה האחרון במערך, החזית הנוזלים נשמר מרחק קבוע, עקמומיות, כמו הנוזל המתאיידים מוחלפות הנוזל המאוחסנים ב מבנים wicking9. מבנים Hemiwicking היו בשימוש גם חום צינורות ועל משטחים רותחים כדי לנתח ולשפר את מנגנוני העברת חום שונות. 10 , 11 , 12.
אחת השיטות בשימוש כיום כדי ליצור מבנים הפתילה היא החותם התרמי ליתוגרפיה13. שיטה זו מבוצעת על ידי החתמת את הפריסה הרצויה לשכבה להתנגד על מדגם תבנית סיליקון עם חותמת פולימר תרמופלסטי, ואז להסיר את חותמת לשמור את מזערים. הוסר, לאחר המדגם היא לשים דרך של יון תגובתי התחריט כדי להסיר את כל ה14,שכבה להתנגד עודף15. תהליך זה, אולם, יכולה להיות רגיש עד הטמפרטורה של הזיוף של המבנים wicking, כולל מספר שלבים לנצל ציפויים שונים על מנת להבטיח את הדיוק של ה-מבנים wicking16. זה גם במקרה זה טכניקות הדפס אבן אינן מעשיות עבור מאקרו סרגל תכנים; בעוד הם עדיין מספקים דרך ליצור דפוס של מזערים על משטח, התפוקה של הליך זה הוא הרבה פחות אידיאלי עבור רבייה בקנה מידה גדול. בהתחשב בקנה מידה גדול, לשחזור texturing, כגון ציפוי ספין או מטבל, יש חוסר הטבועה המתבנת לשליטה. שיטות אלה ליצור מערך אקראי של מזערים על פני המטרה אך וניתן לשנותם כדי לכסות אזורים גדולים בהרבה מאשר טכניקות הדפס אבן מסורתית17.
פרוטוקול המפורטים בדוח זה מנסה לשלב את נקודות החוזק של שיטות מסורתיות מרקמים תוך צמצום בו זמנית את החולשות הספציפי של כל אחד; הוא מגדיר דרך לפברק hemiwicking מותאם אישית מבנים שונים הייטס, צורות, כיוונים, ועוד חומרים בקנה מידה מאקרו, עם תפוקה גבוהה פוטנציאל. דפוסים שונים wicking ניתן ליצור במהירות לצורך אופטימיזציה של הפתילה מאפיינים, כגון בקרה כיוונית של נוזל מהירות, הפצת ערבוב של נוזלים שונים. השימוש של מבנים שונים הפתילה יכול גם לספק עובי הסרט דק בדרגות שונות של עקמומיות פרופילים, אשר ניתן ללמוד באופן שיטתי את צימוד בין חום העברה המונית עם עובי שונה ופרופילים עקמומיות של הנוזל מניסקוס.

<table><tbody><tr><td>NI-DAQ 9403</td><td>National Instruments</td><td>370466AE-01</td><td>ממשק התקשורת בין המצלמה למתג הבקרה של הלייזר.</td></tr><tr><td>מתג בקרה</td><td>Crouzet</td><td>GN84134750</td><td>בקר לשימוש עבור הלייזר המפעיל את הלייזר על סמך המתח שנשלח על ידי ה-DAQ.</td></tr><tr><td>מצלמת פרעושים</td><td>FLIR</td><td>FL3-U3-120S3C-C</td><td>מצלמת פרעושים המשמשת להדמיית המקדח על תבנית הפלסטיק.</td></tr><tr><td>מצלמת הדמיית פרעושים</td><td>פוינט אפור</td><td>FL3-U3-20E4M-C</td><td>מצלמת פרעושים המשמשת להשגת תמונות הצד של העמודים.</td></tr><tr><td>200 צעדים/סיבובים, מנוע צעד 12V-350mA (x2)</td><td>AdaFruit</td><td>324</td><td>מנועי הצעד משמשים לשליטה בעומק ובזווית של טחנת הקצה.&nbsp;</td></tr><tr><td>10x אינסוף מתוקן מטרת עבודה למרחקים ארוכים</td><td>מטרה&nbsp;</td><td>#46-144</td><td>המטרה ששימשה לקבלת התמונה של צד העמודים.</td></tr><tr><td>15x מצומד אינסופי, מצופה UV, ReflX אובייקטיבי</td><td>TechSpec</td><td>#58-417</td><td>המטרה המשמשת לקבלת התמונה של החלק העליון של העמודים.&nbsp;</td></tr><tr><td>72002 0.002D X 0.006 LOC קרביד SQ 2FL טחנת קצה מיניאטורית</td><td>Harvey Tools</td><td>72002</td><td>המקדח ששימש ליצירת חורים בתבנית הפלסטיק.&nbsp;</td></tr><tr>אספקת חשמל DC <td>באנרגיה מתקדמת</td> <td>של 1 קילוואט</td><td>MDX-1K</td><td>משמש להפעלת מפזר התצהיר.&nbsp;</td></tr><tr><td>משאבת טורבו-V 70LP Nacro Torr</td><td>Varian</td><td>9699336</td><td>משאבת טורבו המשמשת להפחתת לחץ בתוך תא התצהיר.</td></tr><tr><td>2000mw, 405nm לייזר מיקוד אור כחול בעוצמה גבוהה</td><td>WDLasers</td><td>KREE</td><td>מדגם חימום לייזר</td></tr><tr><td>5.875 אינץ' Dessicator עם חיבורי צינור 0.25 אינץ'</td><td>McMaster-Carr</td><td>2204K5</td><td>PDMS Dessicator</td></tr><tr><td>SYLGARD 184 אלסטומר סיליקון, ערכת 0.5 ק"ג</td><td>Dow-Corning</td><td>4019862</td><td>ערכת ה-PDMS המשמשת לייצור הבסיס.</td></tr><tr><td>מדחס אוויר דיאפרגמה / משאבת ואקום</td><td>Gast</td><td>DOL-701-AA</td><td>משאבת ואקום Dessicator</td></tr><tr><td>שלבים ליניאריים ממונעים (2x)</td> <td>Standa</td><td>8MT175</td><td>מנועי הצעד המשמשים לשליטה בלוחית הדגימה בכיוון x ו-y.&nbsp;</td></tr><tr><td>כפולות אכרומטיות פויסטיות לא רכובות בקוטר 2 אינץ', מצופה AR: 400-700 ננומטר</td><td>ThorLabs</td><td>AC508-150-A</td><td>נעשה שימוש באכרומט על מנת להשיג את התמונות של צד העמודים.</td></tr><tr><td>פרעוש 3 מונו&nbsp; מצלמה, 2448 x 2048 פיקסלים</td><td>אפור נקודה</td><td>FL3-GE-50S5M-C</td><td>מצלמת פרעושים המשמשת לחיקוי החלק העליון של העמודים.</td></tr><tr><td>מתמר ואקום דיגיטלי</td><td>Thyrcont Vacuum Instruments</td><td>4940-CF-212734</td><td>משמש לניטור לחץ בתוך תא התצהיר.</td></tr><tr><td>גז ארגון בלחץ Resovoir</td><td>Airgas</td><td>AR RP300</td><td>המשמש בתהליך התצהיר.</td></tr><tr><td>שלב תרגום חד-ממדי</td><td>ניופורט קורפוריישן</td><td>TSX-1D</td><td>שלב תרגום המשמש להזזת המצלמה כדי להתמקד בטחנת הקצה.&nbsp;</td></tr><tr><td>תושבת לייזר גלילית (x2)</td><td>Newport Corporation</td><td>ULM-TILT-M</td><td>תושבת הלייזר שימשה להזזת המצלמה כדי להתמקד בטחנת הקצה.</td></tr><tr><td>צ'ילר ספסל עם משאבה צנטריפוגלית, 120V, 60Hz</td><td>Polyscience</td><td>LS51MX1A110C</td><td>צ'ילר המשמש להרכבת התצהיר.</td></tr><tr><td>Alcatel Adixen 2010SD XP, מנוע חסין פיצוץ, משאבת ואקום שבשבת סיבובית,</td><td>מוצרי ואקום אידיאליים</td> חד פאזיים <td>210SDMLAM-XP</td><td>משאבת ואקום המשמשת למכלול התצהיר.</td></tr><tr><td>מאוורר, 105 CFM, 115 וולט (x2)</td><td>Comair Rotron</td><td>MU2A1</td><td>מאוורר המשמש לקירור היבטים מסוימים של מכלול התצהיר.</td></tr></tbody></table>

חותמת מדרגי והדפסת פבריקציה נוספת של hemiwicking משטחים

Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

Hemiwicking הוא תהליך שבו נוזל מרטיב משטח בדוגמת מעבר אורך נורמלי הרטבה עקב שילוב של נימיות imbibition. התופעה הרטבה חשוב בתחומים טכניים רבים, החל פיזיולוגיה הנדסת אווירונאוטיקה. כיום, קיימות מספר טכניקות שונות עבור בדיית hemiwicking מבנים. אלה שיטות קונבנציונליות, אולם, לעיתים זמן רב, קשה הסולם לשטחים גדולים או קשים להתאים ספציפית, nonhomogeneous המתבנת גיאומטריות. פרוטוקול הציג מספק חוקרים עם פשוטה, מדרגי, ובאיזו שיטה חסכונית בדיית hemiwicking בדוגמת מיקרו משטחים. השיטה fabricates הפתילה מבנים באמצעות הדפסת הבולים, polydimethylsiloxane (PDMS) צורניים ו ציפוי משטח דק. הפרוטוקול הוא הפגין עבור hemiwicking עם אתנול במערכים micropillar PDMS מצופה 70 nm אלומיניום בעובי דק-סרט.

איור 1 מספק תיאור סכמטי של איך המנגנון כבישה תיצור, התבנית המבנים wicking-תבנית פלסטיק. כדי לבדוק את האיכות של המנגנון כבישה בייצור סרטי הפתילה, נוצרו שני מערכים שונים עמוד כדי לנתח את איכות מעמודי התווך לניסויים עתידיים הפתילה. היבטים של המנגנון נחקר היו הדיוק של גובה העמודים (עם ובלי הדרגתי עומק), איכות התווך לאחר המכייר PDMS, איכות התווך לאחר הפייטה sputter לעבד, ואת היכולת של מבנים כדי ליצור הפתילה המי. כדי לעשות זאת, שני הפתילה דפוס גרסאות נוצרו, אחד מוצ...

פרוטוקול פשוט מסופק להרכבת מבנים hemiwicking של גדלים, צורות וחומרים שונים. הפרוטוקול משתמשת בשילוב של החתמת הפיזי, PDMS צורניים, שינויים משטח דק באמצעות חומרים התצהיר טכניקות נפוצות.

חותמת מדרגי והדפסת פבריקציה נוספת של Hemiwicking משטחים

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. ...

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הדינמיקה microfluid, כגון ההשפעות של nanostructures על משטח לפרופיל הסרט הדק ואת מהירות פתיל. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת שיטה לייצור מערכי עמודי פתיל שונים בצורה חסכונית בעלויות ובזמן. הדגמת ההליך תהיה תומאס ז'רמן, סטודנט לתואר שני מהמעבדה שלנו.כדי להתחיל, הכן את התקן ההטבעה עבור הפרוטוקול. הפרטים החיוניים של התקן הטבעה זה נמצאים בשרטוט זה. לוח גיבוי לתמיכה בתבנית מותקן על במת XY.כדי להחתים את הפלסטיק, שלב תטא-Z מזיז קצת בגודל מיקרו. לייזר מחמם את תבנית הפלסטיק בקצה. הנה לוחית הגיבוי והתמיכה במתכת ההחתמה על הבמות שלהם.מצלמת וידאו המצויד במטרה 10x מספקת תצוגה של ההטבעה מתצפית לצד הקטע. קבל את לוחית הגיבוי מהמכשיר, יחד עם תבנית הטבעה. התבנית היא דיסק אקריליק, קוטר של סנטימטר אחד ועובי של שמינית אינץ'.אבטחו את תבנית ההטבעה לצלחת הגיבוי לשימוש בהתקן. לאחר מכן, לתרגם באופן ידני את קצת הטבעה מהדרך כדי למנוע נזק זה. לאחר מכן אבטחו את לוחית הגיבוי עם התבנית לשלב ההחתמה ה-XY המונע.באמצעות פקדי המחשב, הזז את תבנית הפלסטיק כך שתתיישר ותתרכז בציר של מעט ההטבעה. עכשיו לתרגם באופן ידני את קצת הטבעה עד שהוא כמעט במגע עם עובש פלסטיק. השתמש בתוכנית בקרת ההטבעות הממו ממוחשבת ונטר את הסיביות.תרגם את מעט ההטבעה במרווחים קטנים עד שהטיפ יהיה ב

scalable-stamp-printing-and-fabrication-of-hemiwicking-surfaces

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

שיטה חדשנית המאפשרת ברזולוציה גבוהה ניתוח של אינטראקציות תאים סרטניים עם חומצה היאלורונית אקסוגניים (HA) מתואר. משטחים בדוגמת מיוצרים על ידי שילוב של כימיה carbodiimide והדפסה microcontact.

משטחים micropatterned לחקר אינטראקציות חומצה היאלורונית עם תאים סרטניים

עצמית התאספו monolayers (Sams) נוצר זמן alkane thiols על שרשרת זהב לספק מוגדרים היטב מצעים ליצירת דפוסי חלבון תא הכליאה. הדפסה Microcontact של hexadecanethiol באמצעות חותמת (PDMS) polydimethylsiloxane ואחריו למלא את משבצות עם גליקול, הסתיים alkane תיאול מונומר מייצר דפוס שבו חלבונים בתאים לספוג רק לאזור hexadecanethiol חותמת.

יצירת דו מימדי מצעים Patterned עבור החזקת חלבון ו-Cell

שיטה להרכבה של שיפועים ודבק מסיסים בתא מיקרוסקופי למחקרי נדידת תאי חיים מתוארת. הסביבה המהונדסת משלבת משטחי antifouling ופסי דבק עם שיפועי פתרון ולכן מאפשרת אחת כדי לקבוע את החשיבות היחסית של רמזי הדרכה.

יצירת Gradients הדבק והמסיס לנדידת תאי דימות באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי

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

למצעי תרבית תאים המתפקדים עם דפוסים בקנה מידה מיקרו של ליגנדים ביולוגיים יש תועלת עצומה בתחום הנדסת הרקמות. כאן, אנו מדגימים את הייצור הרב-תכליתי והאוטומטי של מצעי תרבית רקמות עם מברשות פולי (אתילן גליקול) מרובות ומיקרו-דפוסיות המציגות כימיה אורתוגונלית המאפשרת קיבוע מדויק מרחבית וספציפי לאתר של ליגנדים ביולוגיים.

בודה מצעים מורכבים תרבות באמצעות רובוטית microcontact הדפסה (R-μCP) והתמר נוקלאופילית סדרתית

מתוארת מתודולוגיה מבוססת הדפסת העברה בת קיימא להכנסת ננו-מבני מתכת פלזמוניים בתאים סולאריים.  באמצעות חותמות פולי ננו-עמודים (דימתילסילוקסן), מערך ננו-דיסק מסודר מבוסס Ag שולב עם תאים סולאריים מיקרו-קריסטליים מוקשים סטנדרטיים, מה שהוביל לשיפור ביצועי המכשיר עקב לכידת אור פלזמונית.

שילוב של אור ננו-מבני כסף השמנה בתאים סולריים המוקשה Microcrystalline הסיליקון ידי העברת הדפסה

פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיית הדפסה ביולוגית באמצעות מערכת הפקדה רובוטית אוטומטית המשלבת רמזי הנחיה טופוגרפיים חרוטים עם תצהיר מדויק של תא הנושא דיו הידרוג'ל. התאים המודפסים מועברים ישירות לתכונות החרוטות ומסוגלים לחוש ולהתמצא איתם.

טכניקת Dispensing רובוטיות אוטומטית להכוון משטחים Bioprinting של תאים

שיטות ייצור משטח בדוגמת הפקדת ננומטר מברשות עבה או מיקרון עבה, תפור סרטים של פולימר שיתוף בלוק azlactone מדווחים. שלבים קריטיים ניסיוני, התוצאות נציג, מגבלות של כל שיטת נידונות. שיטות אלה שימושיים ליצירת בממשקים פונקציונליים עם מאפיינים פיזיים המותאמים תגובתיות משטח tunable.

בדיית משטחים תגובתי עם מברשת, תפור סרטים של פולימרים שיתוף בלוק Azlactone-Functionalized

כאן אנו מציגים עבור הזיוף של מבנים מודפס הזרקת דיו חיישן רב שכבתי על מצעים additively מיוצרים ו לסכל פרוטוקול.

היברידית הדפסה על הזיוף של חיישנים חכמים

מתודולוגיה זו שואפת להמחיש את המנגנונים שבהם מדובר ברמזים של מטריקס כגון קשיות המצע, הרכב החלבון ומורפולוגיה התא ויסות התא Schwann (SC) פנוטיפים.

הכנת למימדי מיקרותאי מטריצה מטריצות להערכת Schwann מפרט Cell

למדו לייצר מבני hemiwicking באמצעות חותמת פיזית ויציקת PDMS. שיטה זו מאפשרת חקר דינמיקת זורמים מיקרו-סקלית ומבני ננו, ומספקת פתרון יעיל בזמן ובעלות לחוקרים בתחום.

חותמת מדרגי והדפסת פבריקציה נוספת של Hemiwicking משטחים

גלה סרטונים נוספים