Summary
Biz 3D kağıt mikroakışkan cihazlar oluşturmak için desenli aerosol yapıştırıcıların kullanımını göstermektedir. yapıştırıcı başvuru formlarının Bu yöntem tek kullanımlık cihazları sağlayan katmanlar arasında yarı kalıcı bağlar, olmayan yıkıcı kullanımdan sonra ve katlanır karmaşık düzlemsel olmayan yapılar kolaylaştırmak için demonte olması.
Introduction
Son yıllarda, kağıt Mikroakiskan (POC) tanı cihazları bakım düşük maliyetli noktası sağlamak için potansiyeli için önemli bir popülerlik kazandı. 1-3 POC cihazlar sonuçları olmasını sağlayan bir biçimde laboratuvar bazlı testlerin benzer işlevler sunan nispeten hızlı bir şekilde elde edildi. kağıttan yapılmış POC cihazlar kaynak sınırlı ortamlarda kullanım için ideal hale düşük maliyetli, hafif ve pahalı mikroakışkan cips ve minyatürize laboratuvarlar kolay kullanımlı alternatiflerdir. En yaygın kağıt mikroakışkan cihazlar tek boyutlu yanal akış cihazlar vardır, ama mikroakışkan cihazlar tutun düzlemsel üç boyutlu (3D) kağıt 2B cihazının 5 tarafından gerekli olandan çok daha küçük bir ayak izi almak multiplekslenmiş teşhis cihazları 4 sağlamak için söz veriyorum ve buna küçük bir örnek hacmi kullanın.
Başlangıçta, düzlemsel 3D kağıt mikroakışkan cihazlar tek tek monte edilmiş tabaka-by-katman wiinci lazer kesim çift taraflı bant ile dönüşümlü kağıt tabakaları desenli. Bant katman kesilmiş dikkatle hizalanmış delikler Ara tabaka sıvı geçişini sağlamak için selüloz tozu ile doldurulmuştur. Alternatif yöntem 4 bir sayı, daha sonra, cihazlar 6-9, her iyileştirilmesi farklı yönlerini geliştirilmiştir. Özel olarak, yapıştırıcı kaçınarak, cihazlar harici kelepçe ile bir arada tutulan katmanlar Origami teknikleri ile katlanabilir. 8 Bu potansiyel olarak daha küçük örnek sağlayan bir teşhis testinde olası yapışkan müdahaleyi ortadan kaldıran ve cihazın kullanım sonrası katlanmamış olmasını sağlar içten sonuçları görüntüleyerek hacimleri. Seçenek olarak ise, her kağıt tabakası arasına uygulanan bir sprey yapıştırıcı kullanılarak, cihaz yaprak zaman alıcı desenlendirilmesi bandın hizalama olmaksızın eş zamanlı olarak monte edilebilir. 9
Bununla birlikte, bir şablonun içinden bir aerosol yapışkan uygulanarak, yararı elde etmek mümkündürBu tekniklerin her ikisi de. bir şablonun içinden yapışkanın püskürtülmesi ile, yapıştırıcı madde sadece küçük bir kısmı ara tabaka, sıvı aktarımı ile herhangi bir potansiyel etkisi en aza indirgenir, cihaz uygulanır. Buna ek olarak, dikkatli bir şablona seçimi ile, bir yapışkan deseni de sıvı tabakaları arasında fitil izin vermek için yeterli bir tabaka temas sağlarken cihazları sağlayan yarı kalıcı bir yapışıklık sağlanmış olur, kullanımdan sonra katlanmamış olması için bu uygulanabilir.
Son olarak, bir şablonun içinden aerosol yapışkanların uygulanması sık katlama ve inşaat sırasında açılımı gerektirebilir bitişik yüzlerine uygulanan yapışkan miktarının en aza düşürülmesi ile düzlemsel olmayan 3D kağıt mikroakışkan cihazlar yapımı, kolaylaştırır. 10 ek olarak, desenli bir yapıştırıcı kullanımı da cihazın daha uygun depolama için kullanıldıktan sonra gelişeceğini. Düzlemsel olmayan 3D kağıt mikroakışkan cihazları, aksi takdirde bir düzlemsel 3D deva imkansız olurdu görevler için kullanılacak bekleniyore. Şekil 1 düzlemsel ve düzlemsel olmayan 3D cihazları hem inşa etmek için kullanılan genel süreç akışını göstermektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Düzlemsel 4 katmanlı Cihazı (yığılmış Katmanlar) İnşaat
- Bir katı mürekkep yazıcı kullanarak filtre kağıdının her parça üzerine cihazın 9 her katmanın baskı dizileri. 11,12 Place 2 dakika süreyle 170 ° C'de bir ocak, her filtre kağıdı. Bu mum bazlı mürekkep eritmek ve tamamen hidrofobik engelleri oluşturan, kağıt kalınlığını nüfuz sağlayacak.
NOT: Kullanılan kesin tasarımlar ek dosyalar olarak mevcuttur. - ocak filtre kağıdı çıkarın ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın.
- Depozito 4 ul 5 mM boya (kırmızı: Allura Kırmızı, sarı: tartrazin; mavi: erioglaucine disodyum tuzu, yeşil: 10: Tartrazinin 1 karışımı: erioglaucine disodyum tuzu) katmanın 3 her dalında (Şube başına tek renk) (üçüncü tamamlanmış cihazın üst katman), mikropipet kullanılarak.
- En alttaki tabaka ile başlayın. Bağlayıcı klibi kullanarak, şablon ve bu plaka cam parçası gibi sert destek arasındaki filtre kağıdını Kelepçes veya benzer başka bir geçici bir yöntem. şablon kağıda karşı düz olduğundan emin olun. Bu kağıda şablon tarafından döküm herhangi sprey gölgeleri en aza indirecektir.
- Bu süre zarfında. Yaklaşık 1.33 sn (180 bpm dört sayısı) yaklaşık 24 cm sprey ile 9,10 yapıştırıcıyı (malzeme ve ekipman listesine bakınız) uygulayın orta tempoda şablonun karşısında yapıştırıcı kutu taşıyın. şablonun genelinde seyahat Çok yavaş bunu tıkanma şablona kendisi üzerinde birikmesine yapıştırıcı neden olur. seyahat çok hızlı kağıt üzerinde yeterli yapıştırıcı yatırmak için başarısız olur. Bu süre içinde dört geçer (yukarı-aşağı-yukarı-aşağı) sprey gölgeler önlemede yeterlidir.
- şablonu kaldırın ve cihazın bir sonraki katmanı yerleştirin kağıdın kenarlarına hizalayarak, taze püskürtülür katmanın üstünde (numaralı katmanlar ek dosyalar olarak mevcuttur). Sıkıca birlikte iki kat basın.
- şablon yerine ve cihazın her bir katman için püskürtme işlemini tekrarlayın. sta kaldıralt tabaka üzerinde ambalaj bandı cihazları ve yer ck. Bu cihazdan herhangi bir sıvı sızmasını önler. sacdan kesilmiş bireysel cihazların basılı bölgenin kenarında izleyen, makas kullanılarak.
2. Düzlemsel 4 katmanlı Cihazı (Origami Katlanmış Katmanlar) İnşaat
- Bir katı mürekkep yazıcı kullanarak filtre kağıdı üzerine cihazın tüm katmanları içeren baskı levhalar. 2 dakika boyunca 170 ° C'de bir sıcak plaka üzerinde filtre kağıdı yerleştirin. ocak filtre kağıdı çıkarın ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın.
NOT: Kullanılan kesin tasarımlar ek dosyalar olarak mevcuttur. - Depozito 4 ul 5 mM boya (kırmızı: Allura Kırmızı, sarı: tartrazin; mavi: erioglaucine disodyum tuzu, yeşil: 10: Tartrazinin 1 karışımı: erioglaucine disodyum tuzu) katmanın 3 her dalında (Şube başına tek renk) (üçüncü mikropipet yoluyla tamamlanan cihazın üst) için katmanı.
- Bu tür plaka cam parçası olarak şablonun ve sert bir destek arasındaki cihazların sayfasını Kelepçe, Binderclips veya benzer başka bir geçici bir yöntem kullanılmıştır. şablon kağıda karşı düz olduğundan emin olun.
- yaklaşık 1.33 sn (180 bpm dört sayısı) yaklaşık 24 cm sprey ile yapıştırıcı (malzeme ve ekipman listesine bakınız) uygulayın. Bu süre içinde dört geçer (yukarı-aşağı-yukarı-aşağı) sprey gölgeler önlemede yeterlidir.
- şablonu kaldırın ve levha ters çevirin. şablonu değiştirin ve kağıt tarafı geri püskürtülür. Basılı bölgenin kenarında izleyen, cihazların sayfasını çıkarın ve Şekil 1'de gösterildiği gibi, bir akordeon pli katlanır başlar. Makas kullanılarak tabakadan her bir aygıtı kesin. alt tabaka üzerinde ambalaj bandı yerleştirin.
3. düzlemsel olmayan (Origami) Cihaz İnşaat
- Bir katı mürekkep yazıcı ve 2 dakika süreyle 170 ° C'de sıcak bir plaka üzerinde filtre kağıdı yerleştirin kullanarak filtre kağıdı üzerine baskı cihazı (Şekil 2A). ocak cihazı çıkarın ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın.
NOT:kullanılan tam tasarımlar ek dosyalar olarak mevcuttur. - Baskı kırışık bir katı mürekkep yazıcı kullanarak yazıcı kağıt üzerine desen (Şekil 2C) ve filtre kağıdının boyutuna kesilir. Desen kağıdın her iki tarafına gelen görünür olmasını neden balmumu eritmek için, 2 dakika süreyle 170 ° C'de bir ocak kırışık desen yerleştirin. ocak gelen kırışık desen çıkarın ve oda sıcaklığına kadar soğumasını bekleyin.
- Kanal desenleri içeren kağıdın kenarlarına kırışıklık desen kenarlarını hizalayın ve bağlayıcı klipleri, ya da benzer başka bir geçici yöntemi kullanarak kağıt iki parça takın.
- işaretleri cihaz kağıda yazdırılmasını yeterli kuvvet uygulayarak, künt kalemle kırışık desen Trace, ama çok zor kırışık desen kağıt akıntılar olduğunu. Böyle bir durumda, cihaz zarar görmesini riski. Precreasing kağıt çok daha kolay katlanması için neden olur ve katlama daha fazla doğruluk ve hassasiyet için izin verir.
- dağ ve vadi cihazı katlanır başlayınkırışık desenine göre katlanır. Yapışkan uygulandıktan sonra, tüm cihazın yapışkan uygulama çok yararlıdır önce bu kadar mümkün olduğu kadar aygıtı, katlama çok hızlı bir şekilde monte edilmelidir.
- düzenek katlandıktan sonra, yapıştırıcı gerektiren cihaz bölümlerini açığa çıkarmak için cihaz açın. Nerede cihaz yapışkan sınırlamak kesip maskeleri (Şekil 2B) bir jilet kullanarak, tatbik edilebilir.
- Bu tür plaka cam parçası olarak şablonun ve maske ve sert bir destek arasındaki cihazı kelepçe. şablon cihaza karşı düz olduğundan emin olun. yaklaşık 1.33 sn (180 bpm dört sayısı) yaklaşık 24 cm sprey ile yapıştırıcı (liste malzeme ve ekipman bakınız) uygulayın. Bu süre içinde dört geçer (yukarı-aşağı-yukarı-aşağı) sprey gölgeler önlemede yeterlidir. şablonu kaldırın ve levha ters çevirin. şablonu değiştirin ve maske ve kağıdın arka tarafını sprey.
- Hemen şablon aygıtı çıkarın ve katlanır başlamakcihazı. Cihaz tamamen katlanır sonra, yapışkan kuruyana kadar kısmını içeren yapışkan basınç uygulanır.
NOT: yapıştırıcının kuruma süresi, ortam neme karşı çok hassas, bu yüzden bir nem kontrollü odasında katlama düşük nemli ortamlarda, cihazı katlamak için daha fazla zaman sağlar.
4. Nüfuz Testi 4 katmanlı Cihazlar için
- Rastgele önce yukarıda protokollere göre monte 20 cihazları seçin. bir yere koyun cihazlar buharlaşmasını en aza indirmek için herhangi bir rüzgar ya da esintiler korumalı. Her cihazın girişinde su ul Depozito 40. onun çıkışları hepsi tamamen boya ile doldurulmuş olması her bir cihaz için gereken süreyi kaydedin.
5. Origami Nüfuz Karşılaştırma
- İki Origami tavus kuşu Construct - bir kişi, yukarıdaki protokol (bölüm 3) ve yapışkan uygulama esnasında şablonun kullanılmadan diğerine göre yöntem.
- Küçük bir p bir ucunuHer tavus vücuda aper kurşun (5 cm uzunluğunda tarafından geniş yaklaşık 5 mm).
- buharlaşmasını en aza indirmek için, yüksek bir bağıl nem oranı (>% 90) tutulan bir odada iki tavus yerleştirin. 5 mM boya (: Allura Kırmızı, sarı: Tartrazinin, mavi: erioglaucine disodyum tuzu kırmızı) ile dolu bir kap içine her tavus kuşu her bacak ve kurşun yerleştirin. Bir dijital kamera ile süreci esneklik Tutanak.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
4-katman cihazın testleri sınırlı biriken sıvı hacminin aşın buharlaşmasını neden olabilecek herhangi bir rüzgar ya da esintiler onları koruyucu, kapalı bir oda içinde gerçekleştirilmiştir. buharlaşmaya bağlı hız emme farklılıklar az olması beklenen bu yüzden 4 kat cihazlarda fitilleme çoğunluğu, cihazın orta tabaka bulunmaktadır. Buna ek olarak, çok az yan fitilleme emme süreleri arasında farklılık, dikey, ara kat, sıvı aktarımı için muhtemel olduğunu düşündürmektedir giriş ve tek bir çıkış arasında sadece 13 mm vardır. Uygulanan yapıştırıcı farklı miktarları ile imal 4 kat cihazlar için fitillenme zamanı ve başarı oranı ortalaması Tablo 1 'de gösterilmiştir.
yığılmış cihazlarda, üniforma yapıştırıcı kapsama biz yapıştırıcı miktarı arttıkça azaldığı nispeten yüksek başarı oranları ile sonuçlanmıştır. Desenli yapışkan CoveraGE yapıştırıcı yalnızca tek bir tarafına uygulandığında çok düşük bir başarı oranları ile sonuçlandı ancak desenli yapışkan her iki tarafına tatbik edilmiştir daha yüksek başarı oranları ve daha hızlı emme kez vardı. Tipik başarılar Şekil 3A'da gösterilmiştir. Bu gözlenen davranış çeşitli açıklamaları vardır, herhangi bir kombinasyonu uygulanabilir. uygulanan yapışkan kısmen ya da tamamen, fiziksel bloke olabilir, kağıt tabakaları arasında daha küçük bir etkili temas alanına elde kağıt yüzeyinde gözenekler. Ayrıca, yapışkan kendisinin akışkan uzun süreleri emici yol boyunca fitil gereken daha kalın bir yapışkan tabakada, diğer bir gözenekli alt-tabaka bir yapıştırıcı sonucu kadar ağır kaplamalar hareket edebilir. yapışkan yapı model, diğer yandan, sadece kısmen daha fazla sıvı kez emme azalır doğrudan kağıt tabakası, kağıt tabakasından fitil sağlayan, temas alanları tıkamaktadır yapıştırıcı 'nokta' oluşturur. Bununla birlikte, bu çok jisiYapışkan kapsama işlemi de ayrıca liflerin şişmesi ve açığa çıkmasını kırışıklıklar tabakalar artık temas halinde olduğu kadar ayrılması için neden olduğunda azalmış başarı oranları elde kağıt tabakaları arasında yapıştırıcı bağının mukavemetini azaltır. kanalların etrafında sınır boyutunu iki katına çıkararak (% 30 ~ tarafından genel cihaz alanını arttırarak), tek ve çift taraflı yapışkan uygulamalar için başarı oranları arttı. İki boyutları arasında bir karşılaştırma Şekil 4'te gösterilmiştir. Tipik yığılmış cihaz arızası tamamen boya ile doldurmak için başarısız, ya da doldurmak için daha uzun 5 dakika sürdü çıkışları ile karakterize edildi. Bu durum Şekil 3B'de gösterilmiştir.
origami katlanmış cihazlarda, üniforma yapıştırıcı kapsama yığılmış, üniforma, tek taraflı yapışkan cihazlarda mevcut yapıştırıcı eşdeğer miktarda uygulanırken ortaya çıkan tam bir başarısızlık ile düşük başarı oranları ile sonuçlanmıştır. Desenli yapışkan kapakyaş çok daha düşük başarı oranları ile sonuçlanmıştır; Ancak, bu azalma 3 mm sınırları vardı biraz daha büyük cihazlar kullanılarak dengelenmiştir. Tipik origami cihaz arızası boya herhangi bir miktar ile doldurmak için başarısız çıkışları ile karakterize edildi. Bu çıkışlar sadece kırışıklıklar bulunan cihazın iki tarafın birlikte yerleşmişti. Bu durum, Şekil 3C'de tasvir edilmiştir.
Farklı sprey yöntemleri altında tatbik edilen yapıştırıcı kitleleri Tablo 2'de gösterilmiştir. 1.33 saniye yukarıda tarif edilen püskürtme süresinin yapıştırıcı yataklarının 0.26 mg / cm2 (kuru kütle) (dört sayısı 180 bpm) tabaka boyunca eşit olarak püskürtülür cihazlar,% 23, açık bir şablonun içinden püskürtüldüğü zaman, sadece 0.02 mg / cm2 (kuru kütle) biriktirilmesi sırasında.
düzlemsel olmayan 3D yapılarda, üniforma yapıştırıcı kapsama komşu yüzler olarak, daha zor katlama sonuçlandı erken araya sıkışmış. yapının içinde katmanlar yapıştırıcı kurutulmuş kez gelişeceğini ve parçalanmış kağıt böylece sonuçlandı yapmak için çalışır edilememiştir. herhangi bir kaza sonucu yapışma kolayca geri olduğu gibi Desenli yapışkan kapsama, çok daha kolay katlanır yaptı. Yapışkan kurutuldu sonra, tabakalar herhangi bir kağıt programı ya da yırtılma olmadan birbirinden ayrılabildi. Yapışkan uygulama iki yöntem başarıyla kanalları ve karıştırma olmadan uzunluk sıvı yönlendirilmiş olduğu cihazlarda sonuçlandı; Ancak, eşit uygulanan yapıştırıcı ile cihaz belirgin yavaş oldu. Bu iletim bir zaman atlamalı şekilde gösterilmiştir 5. Fitilleme bağıl nem azaldıkça buharlaştırma arttıkça, buharlaşmasını en aza indirmek için>% 90 nispi nemde tutulan bir nem kontrol odası yapıldı. Bu nedenle tasarımda mevcut uzun kanallara, en fazla 165 mm uzunluğunda, buharlaşma önemli ölçüde hatta sonsuz bir sıvı haznesine sahip, esneklik süreyi artırabilir.
içerik "fo: keep-together.within-page =" 1 ">
Şekil 1. Cihaz Fabrikasyon Süreç Akış. (A) cihaz imalat Yığılmış. (B) Origami cihaz imalatı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2. Peacock Desenleri. Siyah hidrofobik bölgeleri gösterir (A) Kanal desen. (B) Oklar her boya tarafından alınan yolu gösterir. Daireler katmanları ve noktalı çizgiler arasındaki temas noktası dikey fitilleme yolları göstermektedir göstermektedir. kuyruk kenarına kendi ilgili girişten her kanalın uzunluğu milimetre endikedir. Kanal genişliği 2 arasında ortalamaKuyruk bölgede 3 mm. (13 değiştirilmiş) (C) Kırışıklık Desen. Kırmızı çizgileri son yapıda dağ kıvrımlarının karşılık; Siyah çizgiler vadi kıvrımlar karşılık; Mavi gibi nihai yapı katlanmamış kırışıklıklar tekabül etmektedir, ancak ön katlama adımları yardımcı. Origami cihazı ve beyaz kısımları çıkarılır yapışkan uygulama sırasında metal şablon arasına yerleştirilen (D) maskeler. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3. Tipik Başarılar ve başarısızlıklar (A) Tipik Başarı -. Tüm çıkışları tamamen boya ile doldurulmuş. (B) Tipik yığılmış arızası - çıkışları başarısız hiçbir belirgin Patt vardıdağılımlarında ern. (C) Tipik origami arızası -, en soldaki veya en sağdaki sütun boyunca kırışıklıklar en yakın bulunduğu doldurmak için başarısız tüm çıkışları. Tüm ölçek çubukları 5 mm. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 4. Cihaz Boyutu Karşılaştırılması. (A) küçük cihaz (1.6 mm sınırı). (B) Büyük cihaz (3 mm sınır). Tüm ölçek çubukları 5 mm. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 5,. . Origami Peacock Sol Time Lapse: üniforma yapıştırıcı kapsama. Sağ:. Desenli yapışkan kapsama bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
| cihaz Stili | Yapıştırıcı Tip (Süre / Sınır / Yüzler) | Ortalama ± SD (sn) | Başarı oranı |
| Origami | Üniforma (1.33 sn / 1.6 mm / Double) | 44 ± 14 | % 45 |
| Üniforma (0.67 sn / 1.6 mm / Double) | 0 ° ± 0 | 0% | |
| Desenli (1.33 sn / 1.6 mm / Çift) | 41 ± 13 | % 15 | |
| Desenli (1.33 sn / 3 mm / Double) | 64 ± 50 | % 40 | |
| Yığılmış | Üniforma (1.33 sn / 1.6 mm / Single) | 152 ± 66 | % 80 |
| Üniforma (1.33 sn / 1.6 mm / Double) | 119 ± 68 | % 60 | |
| Desenli (1.33 sn / 1.6 mm / Single) | 164 ± 75 | % 25 | |
| Desenli (1.33 sn / 1.6 mm / Çift) | 81 ± 25 | % 80 | |
| Desenli (1.33 sn / 3 mm / Single) | 116 ± 63 | % 85 | |
| Desenli (1.33 sn / 3 mm / Double) | 80 ± 55 | % 100 |
Farklı yapıştırıcı uygulama koşulları için zaman ve başarı oranlarını emme Tablo 1. Dört Katlı Aygıt Performans. Ortalama. N 20 =.
| yapıştırıcı Kapsamı | Süresi (sn) Sprey | ± SD Ortalama Kütle (mg / cm²) |
| üniforma | 1.33 | 0.26 ± 0.05 |
| üniforma | 0.67 | 0.14 ± 0.03 |
| desenli | 1.33 | 0.02 ± 0.01 |
| Hiçbiri | 0 | -0.01 ± 0 |
Tablo 2. Uygulamalı Yapıştırıcı tutarlar. Ortalama yapıştırıcı kalınlığı (kuru kütle) farklı sprey koşullarında 9x9 cm'lik kare üzerine uygulanan. N = 10.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Yukarıdaki protokoller düzlemsel ve düzlemsel olmayan 3D kağıt mikroakışkan cihazlar oluşturmak için aerosol yapıştırıcı uygulamak için şablonlar olarak delikli metal levhalar kullanmak. Düzlemsel cihazlarda bu yapışkan cihazı bozmadan kuruduktan sonra cihazların tamamen açılmış olmasını sağlayan bir avantaja sahiptir. Bazı tasarımlar çıkarılabilir yapıştırıcı ile birlikte düzenlenen iki yarısı unpeeling kısmi yıkıcı sökme izin rağmen diğer yapışkan bazlı inşaat teknikleri, bu, neredeyse imkansızdır. 14 Adhesiveless inşaat cihazları kullanımdan sonra gelişeceğini izin, ancak özel kelepçeler veya gövdeleri gerektirir yok her cihaz için. 8
öncelikle yanal fitilleme ile cihazlarda, yapıştırıcılar önemli ölçüde yavaş emici yapabilirsiniz. yapışkan desenlendirme olarak, emici bölgelerine tatbik edilen yapıştırıcı maddenin miktarı önemli ölçüde potansiyel fitillenme girişim sınırlayıcı azaltılabilir. ağırlıklı olarak dikey fitilleme olan cihazlarAyrıca her ne kadar çok daha az ölçüde, yapıştırıcı nedeniyle benzer yavaş fitilleme sergilerler. tamamen bloke bütün sadece, herhangi bir potansiyel fitilleme müdahaleleri ortadan kaldırabilir hidrofobik bölgelere yapıştırıcı uygulama sınırlayan, bölgeler esneklik, aynı zamanda inşaat sürecine önemli ölçüde uyum süresini uzatabilir bir şablon tasarımı.
Düzlemsel olmayan cihazlarda, desenli yapışkan önemli ölçüde homojen olarak uygulanmış yapıştırıcı tabaka ile önemli ölçüde daha kolay katlanabilir hale azaltılır kağıda uygulanan yapıştırıcı miktar olarak, katlama kolaylaştırır. tamamen yapıştırıcı kaplı kağıt kağıt farklı alanları arasında herhangi bir tesadüfi temas devam etmeden önce geri alınmalıdır yapışma neden olduğunda katlamak çok daha zordur.
hidrofobik alana büyük bir fitilleme alanı göreli sahip düzlemsel 3D katmanlı cihazlar için origami bir aerosol yapıştırıcı ile eşleştirilmiş katlama değil optimum inşaat teknoloji muhtemeldirnedeniyle açılmak kırışıklıklar eğilimini üstesinden ederken birlikte ıslak kağıt katmanları tutmak için yapıştırıcının yetersizlik nique. Yeterli hidrofobik sınırları içeren tasarımları ile Aygıtlar origami katlanmış cihazların başarı oranını artıracaktır. daha güçlü bir bağ kuvveti yapıştırıcı kullanarak da, bu sorunu çözmek kağıt yapışkan bağı zayıflatan su önlenmesine yardımcı olabilir.
onlar cihazı açılmak eğiliminde kırışıklıklar, eksikliği gibi yığılmış tabaka cihazları genel olarak, daha iyi bir performans. Bundan başka, yapıştırıcı uygulama sırasında bir şablon kullanılması önemli ölçüde katmanlar arasında fitil akışkan için gereken zaman süresi kısaltılmış, tatbik edilen yapıştırıcı maddenin toplam miktarını azaltır.
düzlemsel olmayan 3D kağıt microfluidic cihazlar tasarlarken dikkate alınması gereken konularda bir dizi vardır. Su imbibi üzerine açık kırışıklık zorlar bir kırışıklık boyunca kanalları yerleştirmek gibi, kanalların düzeni katlanmış cihazın kırışık desen karşılaştırmak için önemlidirselüloz elyaflarının şişmesi nedeniyle tion. belirli bir cihaza olsa da, bu ya da arzu olmayabilir davranış tasarımına bağlı olarak. Normal koşullar altında Cihaz depolama zayıflaması tabakalar arasındaki yapıştırıcı bağlantının önlemek için tavsiye edilir Böylece cihaz canlılığı, 10 kuru hava altında uzun süreli depolama için elverişli değildir.
Daha önce Lewis tarafından belirtildiği gibi ve diğ., Sprey yapıştırıcıları 9 kullanımı hızlı bir 3D kağıt mikroakışkan cihazların büyük miktarlarda üretilmesi için etkin bir araç sağlamaktadır. Bu tür yapıştırıcılar desenlendirme ile, yeni cihazlar kullanımdan sonra gelişeceğini edememek yararlanmak geliştirilmiştir daha hızlı olabilir.
Dahası, desenlendirme düzlemsel olmayan 3D kağıt mikroakışkan cihazların inşaat ve geliştirme sağlar. Bu tip cihazlar önce, entegre kumandası ve algılama gibi düzlemsel kağıt Mikroakiskan, bulunmayan işlevsellik sağlamak mümkün olması beklenmektedir. Örneğin, harekete olabilirSu reaktif polimer film 15 ile, modelli bir kağıt alt-tabaka arasında bir çift-katlı oluşturarak elde. Böyle bir çift-katlı yapılmış olan bir cihazda, çalıştırma cihazı en kanallar boyunca zaman su fitil verilirdi ve film ile etkileşime girer. Film kurur sonra cihaz tekrar kullanılmak üzere hazır bırakarak, başlangıç yapılandırmasına dönecekti.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Acknowledgments
Bu çalışma Riverside, Kaliforniya Üniversitesi Mühendislik Bourns College bir fon tarafından desteklenmektedir. BK Mekanik Tasarım Akciğer-Wen Tsai Memorial Ödülü burs aldı.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Camera | Nikon | D5100 | |
| Solid-ink printer | Xerox | ColorQube 8880 | |
| Hotplate | Torrey Pines | HS60 | |
| Humidity chamber | Electro-Tech Systems | 5503-E | |
| Spray adhesive | 3M | 62497749309 | Super 77 (16.75 oz can) |
| Filter paper | Whatman | Grade 4 | |
| Perforated steel sheet | MetalsDepot | PS16116 | |
| Tartrazine | Sigma-Aldritch | T0388 | |
| Allura Red | Sigma-Aldritch | 458848 | |
| Erioglaucine disodium salt | Sigma-Aldritch | 861146 |
References
- Li, X., Ballerini, D. R., Shen, W. A perspective on paper-based microfluidics: Current status and future trends. Biomicrofluidics. 6, 11301-11313 (2012).
- Yetisen, A. K., Akram, M. S., Lowe, C. R. Paper-based microfluidic point-of-care diagnostic devices. Lab Chip. 13, 2210-2251 (2013).
- Cate, D. M., Adkins, J. A., Mettakoonpitak, J., Henry, C. S. Recent developments in paper-based microfluidic devices. Anal Chem. 87, 19-41 (2015).
- Martinez, A. W., Phillips, S. T., Whitesides, G. M. Three-dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape. Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 19606-19611 (2008).
- Fu, E., Ramsey, S. A., Kauffman, P., Lutz, B., Yager, P.
- Govindarajan, A. V., Ramachandran, S., Vigil, G. D., Yager, P., Bohringer, K. F. A low cost point-of-care viscous sample preparation device for molecular diagnosis in the developing world; an example of microfluidic origami. Lab Chip. 12, 174-181 (2012).
- Schilling, K. M., Jauregui, D., Martinez, A. W. Paper and toner three-dimensional fluidic devices: programming fluid flow to improve point-of-care diagnostics. Lab Chip. 13, 628-631 (2013).
- Liu, H., Crooks, R. M. Three-dimensional paper microfluidic devices assembled using the principles of origami. J Am Chem Soc. 133, 17564-17566 (2011).
- Lewis, G. G., DiTucci, M. J., Baker, M. S., Phillips, S. T. High throughput method for prototyping three-dimensional, paper-based microfluidic devices. Lab Chip. 12, 2630-2633 (2012).
- Kalish, B., Tsutsui, H. Patterned adhesive enables construction of nonplanar three-dimensional paper microfluidic circuits. Lab Chip. 14, 4354-4361 (2014).
- Carrilho, E., Martinez, A. W., Whitesides, G. M. Understanding wax printing: a simple micropatterning process for paper-based microfluidics. Anal Chem. 81, 7091-7095 (2009).
- Lu, Y., Shi, W., Jiang, L., Qin, J., Lin, B. Rapid prototyping of paper-based microfluidics with wax for low-cost, portable bioassay. Electrophoresis. 30, 1497-1500 (2009).
- Maekawa, J. Genuine Japanese origami. , Dover Publications, Inc.. Dover edition (2012).
- Schonhorn, J. E., et al. A device architecture for three-dimensional, patterned paper immunoassays. Lab Chip. 14, 4653-4658 (2014).
- Guan, J. J., He, H. Y., Hansford, D. J., Lee, L. J.
