ביצוע בדיקות חיתוך בצורת Y המותקנות במיקרוסקופ

חיתוך בצורת Y מודד אנרגיית כשל וסולם קישור קריטי ליצירת משטח במוצקים רכים. שילוב טכניקה זו במיקרוסקופ מאפשר לפענח את המנגנונים המיקרו-מבניים השולטים בכמויות אלה. בניגוד לסדק הנטוע הגדול האופייני להעמסת גלגל קדמי, פרוטוקול זה משתמש בלוקליזציה של מתיחה הנגרמת על ידי לוחות כדי להפחית את שדה הראייה הדרוש כדי לצלם את תהליך הכשל הפנימי.

הגישה עשויה לספק תובנה לגבי כישלון של חומרים סינתטיים רכים ורקמות רכות ביולוגיות. כדי להתחיל, החלף את מחזיק השקופיות המקורי המותקן על הבמה במחזיק דגימה מותאם אישית וחבר את המכלול למיקרוסקופ. הגדר את זווית הכוס על ידי שחרור הזווית, כוונון בורג האגודל ולאחר מכן הזזת השקופית הליניארית.

הגדר את הזווית לאחר מדידתה עם מד והידק את בורג האגודל של התאמת הזווית. ניתן לכוונן את הזווית בין הרגל לבין תטא המישור האמצעי לדוגמה מ-8 עד 45 מעלות. הגדר את שתי הגלגלות האנכיות מאחורי המנגנון.

הכינו דגימה מלבנית דקה של פולידימתילסילוקסן, או PDMS, על ידי חיתוכה מגיליון גדול יותר או באמצעות תבנית במידות הנכונות. הממדים עשויים להשתנות, אך מומלץ להתחיל ברוחב של 1 וחצי ס"מ או פחות עבור מדגם בעובי של שלושה מילימטרים או פחות. השתמש בסכין גילוח כדי לחתוך את הדגימה שלושה סנטימטרים לאורך קו האמצע כדי ליצור את הדגימה בצורת Y.

קישור זה עשוי להשתנות אך הרגליים צריכות להיות ארוכות מספיק כדי להכיל את הכרטיסיות, אך קצרות מספיק כדי להשאיר דגימה לא חתוכה למדידה. בעזרת סמן או דיו, הניחו שני סימנים ממורכזים ומופרדים בסנטימטר אחד בערך על כל אחת מהרגליים הדקות ועל גוף הדגימה כדי למדוד את המתיחה המיושמת בכל אחת משלוש רגלי הדגימה שנמצאות תחת עומס. השתמשו בדבק ציאנואקרילט דמוי דבק כדי לחבר לשונית מודפסת בתלת-ממד או חתוכה בלייזר לקצה כל רגל.

למדוד ולחתוך שני אורכים של חוט דיג דק. יש צורך בכ-30 סנטימטרים של קו לניתוב פנימי דרך המנגנון למערכת הגלגלות החיצונית. מחברים לוחיות שקילה של חמישה גרם לקצה הקווים העוברים דרך הגלגלות החיצוניות וקושרים את הקצה השני ללשונית בכל רגל.

הדקו את בסיס הדגימה באמצעות בורג האגודל של מחזיק הדגימה ונתבו את הקו לכל רגל דרך כל צד של מערכת הגלגלת. צלם תמונה של הדגימה מלמעלה כאשר הדגימה נמצאת תחת משקל זניח על ידי החזקת מצלמה כנגד החלק התחתון של מנגנון התאמת הזווית. ודא שהמצלמה מקבילה למישור הדגימה כדי למזער אפקטים מחוץ לזווית.

מוסיפים את משקל ההעמסה הרצוי של 75 גרם לשני קצוות קו הדיג ליד הגלגלות החיצוניות. הגדילו כמות זו ל-150 גרם או הפחיתו אותה ל-50 גרם כדי לשנות את תרומת הקריעה במידת הצורך לשילוב זה של חומר וגיאומטריית דגימה. יישרו את קו הדיג מהגלגלת הנמוכה ביותר עם מישור Z של רגלי הדגימה באמצעות רכיב Z של שלב התאמת המיקרו התלת-כיווני.

צלם תמונה שנייה של הדגימה לאחר הוספת המשקל. מקם בקירוב את קצה הלהב הצפוי קרוב לשדה הראייה של המטרה. הכנס את סכין הגילוח לתפס הלהב המתאים לו וחבר את הלהב למקומו באמצעות בורג מוגדר.

החלק סכין גילוח חתוך זה לתוך תושבת תפס הלהב המחוברת לתא הטעינה. בחר את מטרת המיקרוסקופ 2.5x או עד 20x, אם רוצים תמונות קרובות יותר, והשתמש בהגדרת האור המשודר, הגדלת האור מאחורי הדגימה במידת הצורך. כאשר הלהב במקומו, מקדו את המיקרוסקופ על פני השטח הקרובים ביותר של הלהב באמצעות מערכת הכוונון האנכית במידת הצורך כדי להביא את הקצה למרחק העבודה המתאים למטרה.

יישרו בזהירות את סכין הגילוח בתוך שדה הראייה של המיקרוסקופ באמצעות כיווני X ו-Y בלבד של שלב המיקרו-התאמה התלת-כיוונית. מקדו את המיקרוסקופ על הדגימה ויישרו את קצה הסדק עם סכין הגילוח על ידי תרגום שלב X/Y במיקרוסקופ. פעולה זו מבטיחה שמישור האמצע של הדגימה יתיישר עם מישור האמצע של מנגנון התאמת הזווית.

פתח את הקוד המשמש לטעינת נתוני תא והתחל להקליט את טעינת נתוני התא על-ידי לחיצה על התחל להקליט לחצן. תרגם את הדגימה לכיוון סכין הגילוח לסנטימטר אחד או יותר במהירות קבועה באמצעות בקרת שלב במיקרוסקופ. אספו תמונות בו זמנית באמצעות ממשק ההדמיה של המיקרוסקופ.

כאשר שלב המיקרוסקופ X/Y נעצר, לחץ על הלחצן הפסק הקלטה כדי להפסיק להקליט את הנתונים ולשמור אוטומטית קובץ טקסט של תגובת הטעינה והזמן. עקומת זמן הכוח עבור polydimethylsiloxane באמצעות להב חד במיוחד מוצגת כאן. אזורי ההעמסה האלסטית, ייזום החיתוך, חיתוך המצב היציב והפריקה של העקומה מסומנים בגרף.

נתונים אלה ממחישים כוח התחלתי גבוה, כפי שנדרש בדרך כלל להתחלת חיתוך, ואחריו כוח קבוע, המציין חיתוך במצב יציב. הכוח החותך הוא הערך המרבי של הכוח בתוך משטר יציב זה. העיגולים האדומים המוצגים כאן תואמים לתמונות ספציפיות המתקבלות במיקרוסקופ.

עיגול צהוב נוסף כדי להקל על התבוננות בתנועת תבנית הכתמים, ומספרים אלה מציינים חותמות זמן ושניות בתמונה. כוח החיתוך הנמדד במצב יציב בשילוב עם פרמטרי הבדיקה הניסיוניים של תטא זווית הרגל, עובי הדגימה T, עומס מוקדם f של pre ורדיוס הלהב מניבים את אנרגיית חיתוך המצב היציב בהתאם למשוואה המוצגת. כאן, אנו משכפלים בהצלחה את אנרגיית החיתוך שדווחה בעבר בספרות עבור תנאים אלה.

על ידי שילוב חיתוך בצורת Y במיקרוסקופ, אנו מאפשרים לכמת תרומות מיקרו-מבניות לכשל מוצק רך ורקמות רכות באמצעות בדיקות פלואורסצנטיות, אוטופלואורסצנטיות וטכניקות חוזק שדה מלא.