Name: החלת תבניות שבלונה קבועות וחזקות של חלקיקים עדינים על משטחים אלסטומריים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-08T14:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: למדו שיטה אמינה לסימון קבוע של משטחי סיליקון באמצעות שבלונות וחלקיקים עדינים. שיטה זו מאפשרת מעקב אופטי מדויק של עיוותים גדולים באלסטומרים במהלך ניסויים מכניים ומגנטיים.

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

זהירות: ציוד מגן אישי מתאים (PPE) מורכב ממשקפיים, מעיל מעבדה, מסכת N95, מגן אוזניים וכפפות שאינן לטקס. כפפות נון-לטקס (כלומר, ניטריל) נדרשות מכיוון שכפפות לטקס יעכבו את תהליך הריפוי של דגימות סיליקון פלטינה.
1. הכנה ראשונית
<ol>
	<li>הכנה ראשונית של התבניות<ol>
		<li>נקו את התבניות במים וסבון והניחו לתבניות להתייבש. נגב את התבניות באלכוהול איזופרופיל והניח לתבניות להתייבש באוויר.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>הכנה ראשונית של השבלונות<ol>
		<li>נקו את השבלונות במים וסבון והניחו לשבלונות להתייבש. נגב את השבלונות באלכוהול איזופרופיל ואפשר לשבלונות להתייבש באוויר.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>הכנה ראשונית של מברשת האוויר הערה: ייתכן שתידרש הגנה על האוזניים על סמך סוג מדחס האוויר בו נעשה שימוש. מכסה אדים נדרש בעת שימוש במברשת האוויר.<ol>
		<li>חבר את מדחס האוויר למברשת האוויר, חבר את מדחס האוויר לשקע חשמל מתאים והפעל את מדחס האוויר. בתוך מכסה אדים עם ה-PPE המתאים, מלאו את מברשת האוויר באלכוהול איזופרופיל ונקו את מברשת האוויר על ידי העברת אלכוהול איזופרופיל דרכה מספר פעמים. הערה: יש לנקות את מברשת האוויר לאחר כל שימוש. אם אתה משתמש בשבלונה, המשך לסעיף 2. אם אינך משתמש בשבלונה (כגון ליישום דפוס כתמים של DIC), המשך לסעיף 3.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. הכנת תבנית שבלונה
זהירות: מכסה אדים נדרש בעת הטיפול בדבק הריסוס או בשחרור התבנית.
<ol>
	<li>מרחו את דבק הריסוס על השבלונה.<ol>
		<li>בתוך מכסה אדים עם ה- PPE המתאים, הניחו את השבלונה על מגבת נייר ומרחו שכבה אחת של דבק הריסוס על השבלונה. בעת ריסוס הדבק על השבלונה, הרחיקו את פיית הריסוס כ-30 ס"מ מהשבלונה ורססו בתנועה רציפה חלקה. המתן 30 שניות עד 60 שניות עד שהשבלונה תהיה דביקה אך כבר לא רטובה לפני שתמשיך לשלב 2.2. הערה: יש צורך במעבר אחד בלבד; דבק רב מדי יסבך את הסרת השבלונה מהתבנית.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>הדביקו את השבלונה לתבנית.<ol>
		<li>בתוך מכסה אדים עם ה- PPE המתאים, הניחו את התבנית על מגבת נייר. הרם בזהירות את השבלונה בכפפות נקיות שאינן לטקס, הקפד לא להפריע לדבק, והניח את השבלונה על התבנית כשהצד הדביק של השבלונה יוצר קשר עם התבנית. משטחים את השבלונה על ידי העברת אצבע אחת בחוזקה על פני השבלונה כדי להבטיח מגע אחיד עם התבנית. הערה: מגע אחיד עם התבנית נחוץ כדי למנוע קצוות דפוס מפוזרים ולשמור על תכונות חדות.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>הניחו את סרט השבלונה על התבנית.<ol>
		<li>בעזרת סרט צייר מדביקים את שולי השבלונה לתבנית. המשך לשלב 4. הערה: שלב זה מבטיח שהשבלונה מאובטחת לתבנית כדי למנוע הפרדה של קצוות השבלונה מהתבנית.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. הכנת תבנית כתמים DIC
<ol>
	<li>החל את שחרור התבנית על התבנית עבור DIC Speckle.<ol>
		<li>בתוך מכסה אדים עם ה- PPE המתאים, הניחו את התבנית על מגבת נייר כשמשטח חלל התבנית פונה כלפי מעלה. מרחו שחרור עובש על התבנית על ידי ריסוס התבנית בשכבה אחת של שחרור עובש. בעת ריסוס שחרור התבנית על התבנית, הרחיקו את פיית הריסוס כ-12 סנטימטרים מהתבנית ורססו בתנועה רציפה חלקה. הערה: יש צורך במעבר אחד בלבד; עם זאת, שחרור עובש רב מדי אינו בעייתי.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. הכנת מברשת אוויר
הערה: מכסה אדים ומסכת N95 נדרשים בעת טיפול באבקה דקה.
<ol>
	<li>הכנה ראשונית של תרחיף האבקה העדינה<ol>
		<li>בתוך קולט אדים עם PPE מתאים, הכינו תרחיף של 45 מ"ל של אלכוהול איזופרופיל ואבקה דקה (גרפיט או פיגמנט צבעוני) (איור 2). לשם כך, באמצעות משפך או כף קטנה כפי שמוצג באיור 2A, הניחו כ-10 מ"ל אבקה דקה במבחנה והוסיפו אלכוהול איזופרופיל כדי למלא את הנפח הנותר של המבחנה לנפח כולל של 45 מ"ל. אטום את המבחנה ונער במרץ (ראה איור 2C לדוגמא של ההשעיה המתקבלת). הערה: אל תמלא את מברשת האוויר בשלב זה כדי למנוע סתימה של פיית מברשת האוויר.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>מילוי מברשת האוויר לפני הריסוס (איור 2D). הערה: יש לבצע שלב זה מיד לפני השימוש במברשת האוויר. מברשת האוויר לא צריכה לשבת במצב סרק עם מתלה האבקה במיכל מברשת האוויר מכיוון שמברשת האוויר תסתם.<ol>
		<li>נער מחדש את המתלה המעורבב מראש משלב 4.1. יוצקים את המתלה למיכל מברשת האוויר עד למילוי 75% מנפח מיכל מברשת האוויר. הערה: אל תמלא לחלוטין את מיכל מברשת האוויר מכיוון שזווית מברשת האוויר תוביל לשפיכה. אם אתה משתמש בשבלונה, המשך לסעיף 5. אם אינך משתמש בשבלונה, המשך לסעיף 6.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig2.jpg"> 
איור 2: הכנת מברשת האוויר עם תמיסת גרפיט. (A) הנחת אבקת גרפיט במבחנה; (ב) 10 מ"ל של אבקת גרפיט; (ג) תמיסה של אלכוהול איזופרופיל ואבקת גרפיט. (ד) מלא את מברשת האוויר מיד לפני השימוש. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
5. מרססים את התבנית עם השבלונה (איור 3)
<ol>
	<li>ריסוס תרחיף החלקיקים העדינים<ol>
		<li>הפעל את מדחס האוויר. ודא שלחץ האוויר של המדחס הוא 1.38 עד 1.72 בר (20-25 psi).</li>
		<li>במכסה האדים, כוון את התבנית עם השבלונה המודבקת בזווית מעט אנכית כך שהתרסיס יוחל בזווית של 90°. כוון את מברשת האוויר מעט מהצד של התבנית כדי להבטיח שהתרסיס יתחיל לפני או לפני התבנית.</li>
		<li>משוך את הדק מברשת האוויר לאחור בעדינות. לאחר שמברשת האוויר מתחילה להתיז, יש למרוח בצורה חלקה את השכבה הראשונה של המתלה. בעת ריסוס המתלה על השבלונה והתבנית, הרחיקו את פיית הריסוס כ-30 ס"מ מהמשטח ורססו בתנועה רציפה חלקה כפי שמוצג באיור 3C.</li>
		<li>שחרר את הדק מברשת האוויר ובדוק אם מתלה החלקיקים העדינים מוחל באופן אחיד על פני השטח. במידת הצורך, מרחו שכבות נוספות של המתלה על פני השבלונה והתבנית.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>הוצאת השבלונה מהתבנית (איור 4)<ol>
		<li>המתן עד שהחלקיקים העדינים יתייבשו באופן ניכר לפני הסרת השבלונה (לפחות 180 עד 300 שניות) או שהמתלה עלול להימרח. החלל השלילי של השבלונה ייראה כאילו הוא מלא באבקת החלקיקים העדינים כאשר האלכוהול האיזופרופיל התאדה.</li>
		<li>הסר את סרט הצייר מהחלק העליון (הקצה הקצר יותר) של התבנית ומשוך את סרט הצייר כלפי מעלה לאט וחלק. השבלונה תתנתק יחד עם סרט הצייר כפי שמוצג באיור 4A.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig3.jpg"> 
איור 3: יישום מברשת אוויר של תמיסת גרפיט. (A) תבניות מוכנות מסעיף פרוטוקול 2. (B) שבלונה עם מערך מרובע של חורים עגולים לפני הריסוס. (ג) ריסוס התבנית המוכנה בתמיסה. (D) שבלונה רשת לאחר הריסוס. פסי קנה מידה = 2 מ"מ (B,D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig4.jpg"> 
איור 4: הסרת השבלונה ובדיקת משטח התבנית המעוצב. (A) הסרת השבלונה מהתבנית. (B) דוגמה לתבניות אחרי שאפשרו לאלכוהול להתאדות. (ג) תצוגה מוגדלת של הרשת על תבנית לפני הזרקה. סרגל קנה המידה = 1 מ"מ (C). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
6. מרססים את התבנית ללא שבלונה
<ol>
	<li>ריסוס דפוס כתמי DIC על התבנית (איור 5)<ol>
		<li>הפעל את מדחס האוויר. ודא שלחץ האוויר של המדחס הוא 0.34 עד 0.69 בר (5-10 psi).</li>
		<li>במכסה האדים, כוון את התבנית ללא שבלונה בזווית מעט אנכית כך שהתרסיס יוחל בזווית של 90°.</li>
		<li>בדוק את מברשת האוויר על ידי לחיצה קצרה על ההדק תוך כדי כיוון לעבר דף נייר רזרבי כדי לוודא שדפוס הכתמים מתאים (פיזור אקראי מרחבי, חלוקת גודל נכונה של כתמים להגדלת מערך ההדמיה הניסיוני).</li>
		<li>הלחץ על ההדק מעל התבנית כדי ליצור את דפוס הכתמים על התבנית כפי שמוצג באיור 5C. המתן עד שהחלקיקים העדינים יתייבשו באופן ניכר (לפחות 180 עד 300 שניות) או שהמתלה עלול להימרח. הערה: ניתן לכוונן את גודל הכתם על ידי שינוי לחץ האוויר.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig5.jpg"> 
איור 5: ריסוס דפוס אקראי על עובש. (A) הדק מברשת אוויר ליצירת דוגמת כתמים. (B) דפוס כתמים על עובש. (C) דפוס כתמים על עובש. (D) דפוס כתמים מוגדל. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
7. הרכיבו את התבנית (איור 6)
<ol>
	<li>הרכיבו את התבנית.<ol>
		<li>הרכיבו בעדינות את התבניות כדי להתכונן לתהליך ההזרקה. הערה: הניסוי יכול להשהות לפחות מספר ימים לפני ביצוע תהליך ההזרקה שלו. יש להפחית את קצב ההזרקה כדי למנוע מריחה של החלקיקים העדינים.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig6.jpg"> 
איור 6: הרכבת תבניות. (א) תבניות צלחת ודיסק מורכבות במלואן, (ב) הרכבת תבנית דיסק, (ג) הרכבת תבנית צלחת. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</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>

אפיון חומר דפורמציה גדול בתרחישי העמסה מתקדמים נוטה ליצור זן לא הומוגני 1,2,3,4,5. כדי למדל במדויק את הזן הלא הומוגני הזה, על הניסוי ללכוד את הקינמטיקה של פני השטח או הנפח. הטכניקות הנפוצות ביותר המשמשות לרכישת קינמטיקה של פני השטח או הנפח מכונות טכניקות מעקב אופטיות. מתאם תמונה דיגיטלית (DIC) ומעקב רשת הן שתי טכניקות המעקב האופטיות הנפוצות ביותר בספרות עבור קינמטיקה של פני השטח, ושתיהן דורשות דפוסים גלויים על פני הדגימה 6,7.
שקול אלסטומר מגנטורולוגי (MRE), המורכב מסיליקון בתפזורת עם חלקיקי ברזל עדינים התלויים במטריצה בתפזורת. הדגימה יכולה להתעוות בו זמנית הן מעומסים מכניים קלאסיים בגבולות והן משדה מגנטי מופעל המסווג ככוח ללא מגע. בתרחישי טעינה אנלוגיים אלה ואחרים, הכרחי שהניסוי יתפוס את הקינמטיקה של פני השטח מכיוון שהנחת המתח ההומוגנית במצבי טעינה נפוצים אינה תקפה עוד. קיימות טכניקות מרובות לסימון פני השטח של דגימות דמויות גומי, כגון פשוט שימוש בטוש או צבע בעל ניגודיות גבוהה 2,6. ניסויים יישמו גם בסיס קוסמטי על דגימות רקמה ביולוגיות לפני סימון הדגימה 3,5. בכל מקרה, המטרה היא להצמיד לדגימה סימונים קבועים ובעלי נאמנות גבוהה. קביעות נחוצה כדי למנוע דהייה או התקלפות של סימונים משטח הדגימה במהלך הטיפול ובדיקות מכניות מחזוריות. רזולוציית קו גבוהה או "נאמנות" חיונית לניתוח תמונה מדויק ומעקב אחר העיוות.
כאן, אנו מציגים שיטה להחלת סימונים קבועים ברזולוציה גבוהה על דגימות סיליקון על ידי הדבקת חלקיקים עדינים על פני הדגימה במהלך הייצור בניגוד לאחר יצירת הדגימה. הדפוס הרצוי, בין אם תכן רב-צבעוני מורכב או דפוס כתמים אקראי המשמש ב-DIC, מוחל על החלק הפנימי של חלל התבנית לפני תהליך ההזרקה (איור 1). החלקיקים העדינים מושעים באלכוהול ולאחר מכן מוחלים באמצעות מברשת אוויר או כלי דומה. התבנית מוחלת על התבנית. לאחר שהאלכוהול התאדה, התבנית נסגרת, והחומר האלסטומרי התרמוסטי הלא נרפא מוזרק לתבנית. לאחר הריפוי, הדגימה המוצקה מוסרת כשהתבנית מוטבעת לצמיתות במשטח.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig1.jpg"> 
איור 1: פרוטוקול תרשים זרימה עבור הדבקת תבניות נאמנות גבוהה למשטחי סיליקון. תרשים הזרימה או עץ ההחלטות עבור התהליך שלנו. מספור ותיוג אלה של כל שלב בתרשים הזרימה תואמים לתיאור הפרוטוקול. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

<table><tbody><tr><td>מדחס אוויר</td><td>אומן</td><td>CMEC6150</td><td>נייד: 6 גל מדחס פנקייק https://www.craftsman.com/collections/air-compressors/products/cmec6150</td></tr><tr><td>צבע לגמישות אקולוגית</td><td>החלקה</td><td>תסמונת קדם-וסתית 2757C</td><td>פיגמנטים צבעוניים מסיליקון Silc Pig. פיגמנטים של Silc Pig מרוכזים, כך שמעט עושה דרך ארוכה בעת צביעת מוצרי סיליקון Smooth-On. צבעים מותאמים אישית אפשריים על ידי מיזוג צבעי Silc Pig שונים. Silc Pig 9 Pack Sampler כולל שחור, דם, כחול, חום, ירוק, בשר בהיר, אדום, לבן, צהוב. https://www.smooth-on.com/products/silc-pig/</td></tr><tr><td>איזופרופיל אלכוהול</td><td>ברבור</td><td>70% אלכוהול איזופרופיל - בקבוק 16 אונקיות S-15966 - Uline</td><td>70% אלכוהול איזופרופיל - בקבוק 16 אונקיות www.uline.com</td></tr><tr><td>כוסות ערבוב</td><td>סולו</td><td>מספר דגם: S-19462R</td><td>כוסות מסיבת פלסטיק www.uline.com</td></tr><tr><td>שחרור עובש לשבלונה</td><td></td><td>שחרור קל 200 & 205</td><td>דגם וחומר שחרור דפוס להכנת תבניות סיליקון אפוקסי, אורטן ו-RTV. https://www.reynoldsam.com/</td></tr><tr><td>גיליון מיילר 3 מיל</td><td>שבלונות אונליין LLC</td><td>נה</td><td>יריעות מיילר | חומר סטנסיל www.stencilsonline.com</td></tr><tr><td>ציירים מסקינטייפ</td><td>Uline</td><td>S-26006</td><td>סרט מיסוך של Uline Painters www.uline.com</td></tr><tr><td>מגבות נייר</td><td>Uline</td><td>S-7711 Uline</td><td>S-7711 Uline - מגבת סופגת במחיר חסכוני. 2 שכבות < > www.uline.com</td></tr><tr><td>מקלות ארטיק</td><td>אנונימי</td><td>מספר דגם פריט: D-0139#, UPC 652695701399</td><td>https://www.amazon.com/Darice-Popsicle-Sticks-Crafts-Natural/dp/B0CPKHS44K/?th=1</td></tr><tr><td>אבקה</td><td>פיגמנטים של אדמה</td><td>טיטניום דו חמצני PW6</td><td>טיטניום פיגמנטים לבנים של כדור הארץ https://www.earthpigments.com/</td></tr><tr><td>סיליקון (ecoflex)</td><td>החלקה</td><td>אקופלקס 00-20</td><td>סיליקונים מזרזים פלטינה https://www.smooth-on.com/</td></tr><tr><td>דבק ריסוס</td><td>Stencil Ease</td><td>מקט צג:&nbsp; ASA0005</td><td>דבק ריסוס למיקום מחדש של Stencil Ease https://www.stencilease.com/</td></tr><tr><td>אקדח ריסוס / מברשת אוויר</td><td>גירית</td><td>פטריוט 105</td><td>גירית פטריוט 105 Airbrush https://www.badgerairbrush.com/Patriot_105.asp</td></tr><tr><td>מבחנות</td><td>גלובל סיינטיפיק</td><td>פריט 83576, חלק יצרן #: 6254</td><td>צינורות צנטריפוגה לשימוש כללי מפוליסטירן 50 מ"ל עם כובעים - סטרילי www.usplastic.com</td></tr><tr><td>צינורות ויניל</td><td>סו צ'יף&nbsp;</td><td>מספר דגם: 900-01163C00501 Menards&nbsp; מק"ט: 6840523</td><td>צינורות ויניל שקופים של סו צ'יף www.menards.com</td></tr></tbody></table>

החלת תבניות שבלונה קבועות וחזקות של חלקיקים עדינים על משטחים אלסטומריים

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

עבור הניסוי העוסק במודל המייצג את התכונות המכניות של חומר מסוים, יש צורך להריץ מספר ניסויים שונים עם קבוצה של דגימות בעלות מגוון גיאומטריות. דוגמאות לדגימות שנוצרו בטכניקה זו מוצגות באיור 7. איור 7A ממחיש לוח סיליקון Ecoflex עם עיצוב רשת שחורה על דגימה לבנה. בצד המוצג יש רשת שחורה, ובצד האחורי יש כתמי DIC שחורים. איור 7B מציג צלחת סיליקון Ecoflex עם עיצוב רשת לבנה על דגימה שחורה. בדיוק כמו הדגימה המוצגת באיור 7A, לדגימה באיור 7B יש את דפוס הכתמים DIC בצד האחורי, יצוק מהתבנית המוכנה המוצגת באיור 6A. דפוס זה של יצירת עיצוב שחור על לבן ועיצוב לבן על שחור עם דפוס כתמי רשת ו-DIC מוצג גם על הגליל ודגימות הקובייה המוצגות בפאנלים C, D, F ו-G באיור 7. איור 7E מספק דוגמה ללוח עם רשת כחולה על לבן.
איור 8 מייצג מדגם בעל דפוס גרוע עקב קצב זרימת ההזרקה גבוה מדי. דפוס הכתמים של DIC נמרח כך שהחלקיקים מתפשטים לפסים. דגימה זו יוצרה בכוונה עם דפוס כתמי DIC דליל כדי להמחיש בבירור את המריחות. שיטה זו מאפשרת לניסוי להציב דפוס כתמים צפוף יותר במידת הצורך לתוצאות DIC טובות יותר 7,8,9, במיוחד עבור ניסויי מתח קטנים. דפוסי כתמים בצפיפות משתנה מוצגים באיור 9B,C. איור 10 מציג תמונות של לוחות סיליקון המיוצרים בשיטה זו עם שכבת מפת צבע של שדה מתח DIC כדי להמחיש מעקב אופטי מוצלח.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig7.jpg"> 
איור 7: דוגמאות לדגימות ששימשו בניסויים. (A) לוח לבן עם נקודות רשת שחורות במתח חד-צירי. (B) לוח שחור עם נקודות רשת לבנות (תבנית שבלונה) במתח חד-צירי. (C) גליל שחור עם נקודות רשת לבנות. (D) גליל שחור עם דפוס כתמי DIC. (E) נקודות רשת כחולות (F) קובייה לבנה עם נקודות רשת לבנות ותבנית כתמי DIC. (G) קובייה שחורה עם נקודות רשת לבנות. פסי קנה מידה = 1 מ"מ (E), 1 ס"מ (A-D, F, G). קיצור: DIC = מתאם תמונה דיגיטלית. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig8.jpg"> 
איור 8: דוגמאות לדגימות שבהן קצב ההזרקה היה מהיר מדי והתבנית המנומרת נמרחה. כיוון זרימת ההזרקה מסומן באמצעות חץ אופקי בתחתית התמונה. חיצים מלוכסנים מציינים את מיקומם של כמה מהפסים של הדגם המרוח. סרגל קנה מידה = 2 מ"מ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig9.jpg"> 
איור 9: עיצובי תמונה לדוגמה המשמשים בעקיבה אופטית. (A) דוגמה לתבנית רשת למעקב אופטי, (B) דוגמה לתבנית כתמי DIC דלילה למעקב אופטי, (C) דוגמה לדפוס כתמי DIC צפוף למעקב אופטי. פסי קנה מידה = 1 ס"מ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68576/68576fig10.jpg"> 
איור 10: דוגמה לשדה מתח מתאם תמונה דיגיטלית המונח על גבי תמונות ניסיוניות של מתח חד-צירי. המתח מופעל בכיוון y, והמתח ההנדסי הגלובלי מופיע מתחת לכל תמונה. התזוזה האנכית המקומית של מיקומים שונים של המדגם מוצגת עם מפת הצבעים כפי שמצוין בסולם מימין לאיור. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68576/68576fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

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

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

הדפסה Microcontact נעשה שימוש נרחב על חלבונים ומולקולות אחרות דפוס על משטחי חומר. אנו מדגימים את השלבים הבסיסיים של תהליך זה, ביול דפוסים של פיברונקטין על זכוכית.

Microcontact הדפסה של חלבונים עבור ביולוגיה של התא

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

כאן אנו מתארים שיטה פשוטה functionalization תחמוצת ללא סיליקון גרמניום עם monolayers אורגני תגובתי ולהדגים דפוסים של מצעים עם הדפס של מולקולות חלבונים קטנים. הגישה לחלוטין מגן משטחים מפני התחמצנות כימית, מספק שליטה מדויקת מורפולוגיה תכונה, ומספקת גישה מוכן דפוסי מופלים כימית.

Functionalization לליתוגרפיות רך אוקסיד ללא דפוסים סיליקון גרמניום

שיטה להשיג nanofibers וננו המורכב מחלבונים מטריצת חוץ תאיים בודדים או מרובים מתוארת. שיטה זו משתמשת באינטראקציות חלבון פני השטח כדי ליצור חומרים המבוססים על חלבונים חופשיים עומדים עם הרכב מתכונן וארכיטקטורה לשימוש במגוון רחב של יישומי הנדסה וביוטכנולוגיה רקמות.

Nanofibers חלבון ECM ועצרת ביוזמת פני שטח באמצעות ננו תכנון הנדסי

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

כתב יד זה מציג את תהליך הייצור של מפעילים רכים אלסטומרים דיאלקטריים המבוססים על ממברנות סיליקון. שלושת שלבי המפתח של הייצור מוצגים בפירוט: יציקת להב של ממברנות סיליקון דקות; הדפסת כרית של אלקטרודות תואמות; והרכבה של כל הרכיבים.

תהליך ייצור של מפעילי אלסטומר דיאלקטרי מבוסס סיליקון

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

הציג היא שיטה קלה ליצור ננו-micro מבני multiscale, תפקודי משטחים, על-ידי צבירה nanofibers מפוברק באמצעות מסנן אנודי אלומיניום אוקסיד.

מבנים multiscale המצטברים על-ידי Nanofibers המוטבע על תפקודי משטחים

אנו מתארים שיפורים בשיטה סטנדרטית למדידת כוחות המתיחה התאית, המבוססת על הדפסה מיקרו-קונטרקטית עם שלב דפוס תת-קרקעי יחיד של מערכי נקודות של חלבוני מטריצה חוץ-תאית על הידרוג'לים רכים. שיטה זו מאפשרת ייצור פשוט ועקבי יותר של דפוסי איים, החיוניים לשליטה בצורת צביר התאים.

יצירת תבניות למיקרוסקופיית מתיחה מיקרופטרן

אנו מציגים פלטפורמת בדיקת קשיחות דינמית והפיכה המיוצרת באמצעות אלסטומר סיליקון רך במיוחד (פולידימתילסילוקסן, PDMS) עם חלקיקי ברזל משובצים. בדיקה חדשנית זו מתאימה לחקר שינויים פיזיים תלויי זמן בפנוטיפים של תאים, כולל הנחיית מגע. כאן, אנו מודדים יישור קרדיומיוציטים של חולדות יילודים עם התקשות מטריצה באמצעות מגנטיות.

אלסטומרים מגנטו-ריאולוגיים מיקרו-דפוסיים להנעת שינויים ביישור קרדיומיוציטים

פרוטוקול זה מציג שיטה המושרה על ידי אור לייצור מבנים תלת מימדיים חלקלקים באמצעות דפוס דיגיטלי עוקב והשתלה על משטחים ננו-נקבוביים מצופים סילאן. גישה זו מאפשרת היווצרות מבוקרת מרחבית של אזורים חלקלקים, המאפשרת דחיית נוזלים דפוסית וניתוח כמותי של החלקה בין-פנים, עם יישומים במניפולציה של נוזלים והנדסת פני השטח.

דפוס והשתלה מושרי אור למשטחים חלקלקים המבוססים על מבנים ננו-נקבוביים מצופים סילאן

למדו שיטה אמינה לסימון קבוע של משטחי סיליקון באמצעות שבלונות וחלקיקים עדינים. שיטה זו מאפשרת מעקב אופטי מדויק של עיוותים גדולים באלסטומרים במהלך ניסויים מכניים ומגנטיים.

החלת תבניות שבלונה קבועות וחזקות של חלקיקים עדינים על משטחים אלסטומריים

גלה סרטונים נוספים