Name: Fabbricazione e visualizzazione di ponti capillari in geometria dei pori a fessura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-01-09T13:45:00.000+00:00
Duration: 11 min 20 s
Description: Scopri come formare e visualizzare ponti capillari in geometria dei pori a fessura utilizzando substrati di pilastri PDMS. Questo metodo consente di studiare la dinamica dei fluidi in geometrie confinate con precisione.

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Gli autori sono grati per il sostegno della National Science Foundation ai sensi del Grant No. CMMI-00748094 e ONR N000141110629.

Il testo del protocollo è suddiviso in tre sezioni principali: 1) la fabbricazione dei pilastri PDMS (polidimetilossano), 2) la funzionalizzazione delle cime dei pilastri e 3) la formazione e caratterizzazione dei ponti capillari.
1. Fabbricazione dei pilastri PDMS
Questa sezione descrive in dettaglio la fabbricazione dei pilastri PDMS utilizzando la pressofusione con uno stampo in silicio/ SU-8.
<ol><li>
Fabbricazione di stampi in silicio/SU-8
	<ol>
<li>Mettere un 4 pulito in wafer di silicio in una piastra pyrex petri.</li>
		<li>Preparare una soluzione di acido solforico 4:1 (in volume) a perossido di idrogeno (piranha) in un becher separato. Nota: È necessaria estrema cautela nella preparazione e nell'uso della soluzione di piranha. La reazione è altamente esotermica e i guanti isolati saranno necessari per maneggiare i becher. Piranha reagisce violentemente con l'organico. Lasciare raffreddare la soluzione di piranha a temperatura ambiente prima di smaltire. Preparare solo una soluzione sufficiente necessaria per immergere il wafer nel piatto.</li>
		<li>Versare lentamente la soluzione di piranha sul wafer di silicio fino a quando non è completamente sommerso. Lasciare riposare per 15 minuti.</li>
		<li>Togliere il wafer dalla piastra di Petri e risciacquare sotto un flusso di: acqua deionizzata (DI) per 2 min, etanolo per 30 sec, acetone per 30 sec, quindi asciugare con azoto. Nota: Se i residui di acetone sono un problema, si consiglia un risciacquo aggiuntivo con IPA</li>
		<li>Asciugare il wafer su una piastra calda a 150 °C per 15 minuti.</li>
		<li>Rimuovere dalla piastra calda e lasciare raffreddare a temperatura ambiente.</li>
		<li>Spin coat SU-8 2002 sulla superficie del wafer per 40 secondi a 500 giri/min.</li>
		<li>Cappotto di spin SU-8 2050 sul wafer con un programma di spin coater in due gradini. Passo 1: 40 sec a 500 giri/min. Passo 2: 1 min a 1.500 giri/min.</li>
		<li>Rimuovere il wafer dal mandrino di spin e posizionarsi su una piastra calda preriscaldata (65 °C) per 10 minuti.</li>
		<li>Lasciare raffreddare a temperatura ambiente, quindi posizionare la maschera sul wafer.</li>
		<li>Posizionare sotto la lampada ultravioletta ed esporre per 30 secondi a 200 watt.</li>
		<li>Rimuovere la maschera e posizionare il wafer su una piastra calda preriscaldata (95 °C) per 10 minuti.</li>
		<li>Posizionare nella soluzione sviluppatore SU-8 e agitare leggermente fino a quando tutti i SU-8 non esposti non sono stati rimossi. Quindi risciacquare in un flusso di alcol isopropile per 30 secondi, asciugare con azoto.</li>
		<li>Posizionare su una piastra calda preriscaldata (95 °C) per 30 minuti per un hardbake finale.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Pressofusione di pilastri PDMS
	<ol>
<li>Mescolare vigorosamente un rapporto di massa 10:1 di base di Sylgard-184 PDMS con agente polimerizzante nel becher.</li>
		<li>Degas PDMS in una camera a vuoto fino a quando tutte le bolle sono sparite.</li>
		<li>Posizionare lo stampo fabbricato nella sezione 1.1 in un grande piatto da 4 in plastica e versare il PDMS.</li>
		<li>Riposizionare il piatto con PDMS e lo stampo nella camera a vuoto. Degas di nuovo fino a quando tutte le bolle sono sparite.</li>
		<li>Mettere l'intero piatto in forno (preriscaldato a 75 °C) per almeno 2 ore. Quindi lasciare raffreddare a temperatura ambiente.</li>
		<li>Tagliare il piatto dal PDMS e il PDMS dal wafer di silicio con una lama di rasoio dritta.</li>
		<li>Ritaglia la regione PDMS con i pilastri dalla massa e conservalo in una piastra di Petri pulita.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Funzionalizzazione delle cime dei pilastri
Questo processo in tre fasi prevede prima l'evaporazione di un film d'oro su un wafer di silicio, seguito dalla litografiadi trasferimento dell'impronta 16 del film d'oro sui pilastri PDMS (fabbricati nella sezione 1), e infine la funzionalizzazione del film d'oro con un monostrato auto-assemblato per renderlo idrofilo.
<ol><li>Fabbricazione di oro su wafer di silicio per litografia a trasferimento di impronte 
	<ol>
<li>Usa una taglierina di vetro per tagliare a dadini un wafer di silicio circolare da 4 pezzi di dimensioni uguali. Nota: i wafer possono essere puliti utilizzando i passaggi 1.1.2-1.1.4 e riutilizzati.</li>
		<li>Evaporare 20 nm di oro direttamente sul wafer di silicio.</li>
		<li>Lasciare il wafer in camera di evaporazione (o in un essiccatore) fino al completamento del punto 3. Questo manterrà il wafer il più pulito possibile.</li>
		<li>Preparare una soluzione di 8 μl:20 ml,(3-mercaptopropil)-trimetossisilano (MPTS): soluzione di toluene in una fiala di vetro pulita.</li>
		<li>Preparare 200 ml di acido cloridrico (HCl) da 16 mM in un bicchiere pulito.</li>
		<li>Metti il wafer con pellicola d'oro nel reattore al plasma.</li>
		<li>Pulire il wafer utilizzando plasma di ossigeno a una pressione di 300 mTorr, potenza di 50 W per 10 min. Nota: Per questa procedura è stato utilizzato un reattore al plasma costruito in casa.</li>
		<li>Mettere il wafer in una piastra pyrex petri piena di 200 etanolo a prova per almeno 10 minuti. Nota: Questo passaggio viene fatto per rimuovere eventuali ossidi instabili che si formano sull'oro a causa del plasma di ossigeno.</li>
		<li>Risciacquare il wafer con etanolo, quindi asciugare con azoto.</li>
		<li>Spin rivestire la soluzione MPTS sul wafer a 500 giri/min per 30 secondi seguita da 2.750 giri/min per 1 min. Nota: MPTS viene utilizzato come strato di adesione tra il PDMS e lo strato d'oro16.</li>
		<li>Togliere il wafer dal filatore e risciacquare sotto un flusso di etanolo. Quindi, sciacquare con acqua DI e asciugare con azoto. Nota: Risciacquare delicatamente per evitare il peeling dello strato d'oro dal wafer di silicio.</li>
		<li>Posizionare il wafer in una piastra pyrex petri che contiene una soluzione HCl da 16 mM sufficiente per immergere completamente il wafer. Lasciare in HCl per almeno 5 minuti. Nota: Mettere delicatamente nella soluzione per evitare che l'oro si stagni. Nota: questo viene fatto per migliorare l'adesione tra il PDMS e lo strato d'oro16.</li>
		<li>Rimuovere il wafer dalla soluzione HCl e asciugare con azoto. Nota: i wafer devono essere utilizzati non più di 15-20 minuti dopo il completamento di questo passaggio.</li>
	</ol></li>
	<li>Litografia di trasferimento dell'impronta dell'oro dal wafer ai pilastri PDMS
	<ol>
<li>Preparare uno scivolo di vetro da 25 mm x 75 mm per ogni campione PDMS risciacquarlo con etanolo, acqua DI e asciugare con azoto.</li>
		<li>Posizionare i pilastri PDMS nella camera al plasma ed eseguire plasma di ossigeno a una pressione di 300 mTorr e una potenza di 50 W per 30 secondi. Nota: la sovraesposizione del PDMS al plasma di ossigeno causerà crepe. Regolare le condizioni plasmatiche di conseguenza.</li>
		<li>Legare la parte posteriore dei substrati PDMS ai vetri puliti applicando loro una leggera pressione. Lo scivolo in vetro facilita le manipolazioni dei pilastri PDMS e il montaggio sul dispositivo descritto al passaggio 3.</li>
		<li>Capovolgere i substrati PDMS con supporto in vetro e premere i pilastri verso il basso sulle pellicole in oro funzionalizzate MPTS (passo 2.1). Applicare inizialmente una pressione moderata, quindi mettere un peso (circa 100 g) sul vetrino per garantire un contatto conforme.</li>
		<li>Lasciare il substrato a contatto con il wafer di silicio per almeno 12 ore.</li>
		<li>Separare il substrato PDMS dal wafer. Se il substrato PDMS è bloccato, utilizzare una lama di rasoio dritta per far infilare con cura un bordo del PDMS fuori dal wafer.</li>
		<li>A questo punto dovrebbe essere presente un film d'oro uniforme sulla parte superiore dei pilastri PDMS. Utilizzare un microscopio ottico per verificare che la pellicola d'oro non sia incrinato o che non manchino parti lungo il pilastro.</li>
	</ol></li>
	<li>Funzionalizzazione dell'oro sulla parte superiore dei pilastri PDMS
	<ol>
<li>Preparare abbastanza acido mercaptoesadecanoico da 1 mM (MHA) in solfossido di dimetile (DMSO) per immergere completamente l'oro sopra i pilastri PDMS. Nota: DMSO viene utilizzato per il suo basso fattore di gonfiore PDMS17.</li>
		<li>Posizionare i substrati PDMS nella soluzione MHA e conservarli lì per almeno 24 ore.</li>
		<li>Rimuovere il substrato dalla soluzione MHA e risciacquare con acqua DI, quindi asciugare con azoto.</li>
		<li>Mettere in camera a vuoto (pressione < 100 mTorr a 25 °C) per almeno 12 ore.</li>
	</ol></li>
</ol>Nota: per verificare che il processo di funzionalizzazione abbia avuto esito positivo, il passaggio 2 può essere eseguito su un pezzo sfuso di PDMS (senza pilastri) e l'angolo di bagnatura può essere testato in un goniometro. Le pellicole in oro MHA dovrebbero avere angoli di contatto dell'acqua in avanzamento e in recupero rispettivamente di <15° e ~0°. 18 di cui: la commissione per i
3. Formazione e caratterizzazione dei ponti capillari
Questa sezione descrive in dettaglio come un ponte liquido può essere introdotto tra due substrati seguito dalla sua caratterizzazione tramite imaging a diverse altezze e volumi di fluidi.
<ol><li>Utilizzando due substrati a pilastri (realizzati nei passaggi 1-2), posizionare uno nella parte superiore e uno nei supporti inferiori. Fissare i substrati utilizzando viti di tensione laterale. Nota: vedere la figura 1 e i risultati rappresentativi per i dettagli del dispositivo.</li>
	<li>Assemblare il dispositivo collegando lo stadio superiore del substrato alla tavola del pane in modo che il substrato superiore sia approssimativamente sopra il substrato inferiore. Diminuire l'altezza tra i due pilastri rivolti a circa 1 mm.</li>
	<li>Allineamento approssimativo: utilizzando le manopole x, y e rotazione sullo stadio inferiore del substrato allineare (a occhio) le strisce dore per i due substrati in modo che siano parallele (guardando dall'alto verso il basso attraverso il substrato superiore).</li>
	<li>Allineamento preciso: posizionare la fotocamera per guardare in basso la lunghezza del pilastro PDMS. Utilizzando il feed della fotocamera dal vivo sullo schermo del computer, regolare ulteriormente la posizione del substrato inferiore in modo che i pilastri siano paralleli.</li>
	<li>Spostare la fotocamera sul lato opposto del dispositivo e ripetere il passaggio 3.4.</li>
	<li>Diminuire la separazione tra i due pilastri fino a quando il pilastro superiore non prende contatto con il pilastro inferiore (utilizzando il feed della fotocamera dal vivo). Azzerare il micro stage digitale. Questo sarà definito come un'altezza dei pori pari a zero.</li>
	<li>Aumentare l'altezza dei pori a circa 200 μm.</li>
	<li>Preparare una siringa con 1-5 μl di un 80% di glicerolo, soluzione di acqua al 20%. Attaccare un ago da 30 G all'estremità della siringa, assicurandosi che nessuna bolla d'aria sia intrappolata all'interno dell'ago. Nota: la miscela acqua/glicerolo viene utilizzata per ridurre l'evaporazione durante l'esperimento. L'acqua può anche essere utilizzata.</li>
	<li>Montare la siringa nella fase di traslazione xyz della siringa con un morsetto meccanico.</li>
	<li>Regolare i micrometri sullo stadio di posizionamento della siringa in modo che l'ago si inserisca nel poro a fessura (parallelo alla lunghezza dei pilastri).</li>
	<li>Diminuire l'altezza del poro fessurato in modo che le superfici superiore e inferiore contattino delicatamente l'ago. Ciò farà in modo che il liquido tocchi entrambe le superfici e formi spontaneamente un ponte capillare.</li>
	<li>Erogare lentamente il liquido dalla siringa nel poro fessurato.</li>
	<li>Utilizzare i micrometri sullo stadio di posizionamento della siringa per rimuovere l'ago dal poro a fessura. Nota: A questo punto, l'altezza del poro a fessura può essere variata e il ponte liquido è stato immaginato. Nota: le immagini possono essere analizzate con il pacchetto software open source ImageJ.</li>
</ol>

<ol><li>Broesch, D. J., Frechette, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Concave+to+Convex%3A+Capillary+Bridges+in+Slit+Pore+Geometry%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">From Concave to Convex: Capillary Bridges in Slit Pore Geometry.</a> Langmuir. 28, 15548-15554 (2012).</li>
<li>Orr, F. M., Scriven, L. E., Rivas, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pendular+rings+between+solids+-+meniscus+properties+and+capillary+force%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">Pendular rings between solids - meniscus properties and capillary force.</a> J. Fluid Mech. 67, 723-742 (1975).</li>
<li>Rose, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumes+and+surface+areas+of+pendular+rings%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Volumes and surface areas of pendular rings.</a> J. Appl. Phys. 29, 687-691 (1958).</li>
<li>Erle, M. A., Dyson, D. C., Morrow, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+bridges+between+cylinders%2C+in+a+torus%2C+and+between+spheres%5BTitle%5D)+AND+%22Aiche+J%22%5BJournal%5D)">Liquid bridges between cylinders, in a torus, and between spheres.</a> Aiche J. 17, 115-121 (1971).</li>
<li>Lambert, P., Chau, A., Delchambre, A., Regnier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+between+two+capillary+forces+models%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Comparison between two capillary forces models.</a> Langmuir. 24, 3157-3163 (2008).</li>
<li>Mason, G., Clark, W. C. Liquid Bridges Between Spheres. Chem. Eng. Sci. 20, 859-866 (1965).</li>
<li>De Souza, E. J., Brinkmann, M., Mohrdieck, C., Arzt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+capillary+forces+by+multiple+liquid+bridges%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Enhancement of capillary forces by multiple liquid bridges.</a> Langmuir. 24, 8813-8820 (2008).</li>
<li>Hornbaker, D. J., Albert, R., Albert, I., Barabasi, A. L., Schiffer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+keeps+sandcastles+standing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">What keeps sandcastles standing.</a> Nature. 387, 765-765 (1997).</li>
<li>Scheel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+clues+to+wet+granular+pile+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Morphological clues to wet granular pile stability.</a> Nat. Mater. 7, 189-193 (2008).</li>
<li>Mastrangeli, M., Ruythooren, W., Celis, J. -P., Van Hoof, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+for+Capillary+Self-Assembly+of+Microsystems%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+T.+Compon.+Pack%22%5BJournal%5D)">Challenges for Capillary Self-Assembly of Microsystems.</a> IEEE T. Compon. Pack. 1, 133-149 (2011).</li>
<li>Josell, D., Wallace, W. E., Warren, J. A., Wheeler, D., Powell, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Misaligned+flip-chip+solder+joints%3A+Prediction+and+experimental+determination+of+force-displacement+curves%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electron.+Pack%22%5BJournal%5D)">Misaligned flip-chip solder joints: Prediction and experimental determination of force-displacement curves.</a> J. Electron. Pack. 124, 227-233 (2002).</li>
<li>Lin, W., Patra, S. K., Lee, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+Solder+Joints+for+Self-Aligned+Optoelectronic+Assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+T.+Compon.+Pack.+B%22%5BJournal%5D)">Design of Solder Joints for Self-Aligned Optoelectronic Assemblies.</a> IEEE T. Compon. Pack. B. 18, 543-551 (1995).</li>
<li>Berthier, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capillary+self-alignment+of+polygonal+chips%3A+a+generalization+for+the+shift-restoring+force%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluid.+Nanofluid%22%5BJournal%5D)">Capillary self-alignment of polygonal chips: a generalization for the shift-restoring force.</a> Microfluid. Nanofluid. 14, 845-858 (2013).</li>
<li>Lambert, P., Mastrangeli, M., Valsamis, J. B., Degrez, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+analysis+and+experimental+study+of+lateral+capillary+dynamics+for+flip-chip+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluid.+Nanofluid%22%5BJournal%5D)">Spectral analysis and experimental study of lateral capillary dynamics for flip-chip applications.</a> Microfluid. Nanofluid. 9, 797-807 (2010).</li>
<li>Mastrangeli, M., Valsamis, J. B., Van Hoof, C., Celis, J. P., Lambert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+capillary+forces+of+cylindrical+fluid+menisci%3A+a+comprehensive+quasi-static+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Lateral capillary forces of cylindrical fluid menisci: a comprehensive quasi-static study.</a> J. Micromech. Microeng. 20, 10-1088 (2010).</li>
<li>Childs, W. R., Nuzzo, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-area+patterning+of+coinage-metal+thin+films+using+decal+transfer+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Large-area patterning of coinage-metal thin films using decal transfer lithography.</a> Langmuir. 21, 195-202 (2005).</li>
<li>Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solvent+compatibility+of+poly%28dimethylsiloxane%29-based+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Solvent compatibility of poly(dimethylsiloxane)-based microfluidic devices.</a> Anal. Chem. 75, 6544-6554 (2003).</li>
<li>Olivier, G. K., Shin, D., Gilbert, J. B., Monzon, L. A. A., Frechette, J. Supramolecular Ion-Pair Interactions To Control Monolayer Assembly. Langmuir. 25, 2159-2165 (2009).</li>
<li>Ferraro, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+Transitions+of+Droplets+Wetting+Rectangular+Domains%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Morphological Transitions of Droplets Wetting Rectangular Domains.</a> Langmuir. 28, 13919-13923 (1021).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il metodo qui presentato fornisce un modo per creare ponti capillari in geometria dei pori a fessura, e anche un metodo per l'imaging di questi ponti in modo che la loro morfologia possa essere analizzata e confrontata con la simulazione e la teoria.
Questo metodo incorpora sollievo fisico e modelli chimici selettivi per creare proprietà di bagnatura asimmetriche. Se è presente solo un'eterogeneità chimica, una goccia di liquido rimarrà appuntata sull'eterogeneità fino a quando l'angolo di con...

Lo studio della forma e delle forze risultanti causate da ponti capillari è stato oggetto di approfonditistudi 2-7. Inizialmente la maggior parte degli sforzi si concentravano, grazie alla loro semplicità, sui ponti capillari assimmetrici. Spesso i ponti capillari presenti nei sistemi naturali, come quelli presenti nei mezzi granulari e porosi8,9 e i ponti impiegati nelle applicazioni tecnologiche, come per l'auto-assemblaggio capillare nelle tecnologie flip chip10-15 sono asimmetrici con proprietà di bagnatura nonuniformi sulle superfici interagenti. La combinazione di tecniche litografiche migliorate insieme all'accessibilità di semplici strumenti numerici per modellare interfacce fluide consente la creazione e la modellazione di ponti capillari con crescente complessità.
I ponti capillari in geometria a fessura offrono un interessante compromesso: le proprietà di bagnatura direzionale portano a ponti nonaxisimmetrici che mantengono alcuni piani di simmetria (il che semplifica l'analisi). Sono stati studiati teoricamente e numericamente come caso di studio per i mezzi porosi. Gli studi sperimentali sistematici sui ponti capillari nella geometria dei pori a fessura sono stati tuttavia limitati. Qui presentiamo un metodo per creare e caratterizzare ponti capillari in geometria a poro a fessura. In breve, il metodo consiste in 1) la fabbricazione di pilastri per creare un'eterogeneità chimica e fisica, 2) la progettazione di un microstaggio per allineare e manipolare i ponti, e 3) l'imaging dei ponti capillari sia dalla parte anteriore che da quella dei lati per caratterizzarne la morfologia. La caratterizzazione della morfologia del ponte, insieme ai confronti con le simulazioni di evolutore di superficie, sono fornite in una pubblicazione separata1.

<table><tbody><tr><td>99,999% Filo d'oro</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EVMAU40040</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Pharmco-AAPER</td><td>C1107283</td><td></td></tr><tr><td>Dimetilsolfossido</td><td>Fisher</td><td>D128-500</td><td></td></tr><tr><td>Etanolo (200 proof)</td><td>Pharmco-AAPER</td><td>111000200</td><td></td></tr><tr><td>Acido cloridrico</td><td>EMD</td><td>HX0603-4</td><td></td></tr><tr><td>Perossido di idrogeno (30%)</td><td>EMD</td><td>HX0635-3</td><td></td></tr><tr><td>Alcool isopropilico</td><td>Fisher</td><td>L-13597</td><td></td></tr><tr><td>Acido mercapto esadecanoico (90%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>448303-1G</td><td></td></tr><tr><td>Mercapto-propil-trimetossi-silano (MPTS)</td><td>Gelest</td><td>Sim6476-O-100GM</td><td></td></tr><tr><td>Milli-Q DI acqua</td><td>Millipore</td><td>Milli-Q</td><td></td></tr><tr><td>Azoto (gas)</td><td>Airgas</td><td>UN1066</td><td></td></tr><tr><td>Ossigeno (gas)</td><td>Airgas</td><td>UN1072</td><td></td></tr><tr><td>Wafer di silicio (4 pollici)</td><td>WRS Materiali</td><td>CC8506</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2002 (fotoresist negativo)</td><td>MicroChem</td><td>SU82002</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2050 (fotoresist negativo)</td><td>MicroChem</td><td>SU82050</td> SU-8 Soluzione di sviluppo MicroChem Y020100 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>4000L1PE</td><td></td></tr><tr><td>Acido solforico</td><td>J.T. Baker</td><td>9681-03</td><td></td></tr><tr><td>Poli-dimetismo solfossido (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard -184</td><td></td></tr><tr><td>Toluene</td><td>Omnisolv</td><td>TX0737-1</td><td> </td></tr></tbody></table>

fabbricazione e visualizzazione di ponti capillari in geometria dei pori a fessura

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

Viene presentata una procedura per la creazione e l'imaging di ponti capillari in geometria a fessura.po por. I pilastri idrofobi ad alto rapporto di aspetto sono fabbricati e funzionalizzati per rendere idrofile le loro superfici superiore. La combinazione di una caratteristica fisica (il pilastro) con un confine chimico (la pellicola idrofila sulla parte superiore del pilastro) fornisce un'eterogeneità fisica e chimica che inchioda la linea di contatto tripla, una caratteristica necessaria per creare ponti capillari lunghi ma stretti stabili. I substrati con i pilastri sono attaccati a vetrini e fissati in supporti personalizzati. I supporti vengono quindi montati su microstaggi a quattro assi e posizionati in modo che i pilastri siano paralleli e rivolti l'uno verso l'altro. I ponti capillari si formano introducendo un fluido nello spazio tra i due substrati una volta ridotta la separazione tra i pilastri rivolti a poche centinaia di micrometri. Il microstaggio personalizzato viene quindi utilizzato per variare l'altezza del ponte capillare. Una telecamera CCD è posizionata per l'immagine della lunghezza o della larghezza del ponte capillare per caratterizzare la morfologia dell'interfaccia del fluido. Pilastri con larghezze fino a 250 μm e lunghezze fino a 70 mm sono stati fabbricati con questo metodo, portando a ponti capillari con proporzioni (lunghezza/larghezza) di oltre 1001.

Descrizione del dispositivo sperimentale
Il dispositivo sperimentale può essere suddiviso in quattro parti principali: 1) lo stadio superiore del substrato, 2) lo stadio inferiore del substrato, 3) lo stadio di traduzione xyz della siringa / siringa e 4) la fotocamera / ottica e il supporto della fotocamera. I dettagli di ciascuno seguono:
<ol><li>
Stadio superiore del substrato. Uno stadio di traduzione digitale è collegato a un morsetto di montaggio della serie P tramite un...

Viene presentata una procedura per la creazione e l'imaging di ponti capillari in geometria a fessura.po por. La creazione di ponti capillari si basa sulla formazione di pilastri per fornire un'eterogeneità fisica e chimica direzionale per fissare il fluido. I ponti capillari sono formati e manipolati utilizzando microstaggi e visualizzati utilizzando una telecamera CCD.

Fabbricazione e visualizzazione di ponti capillari in geometria dei pori a fessura

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

L'obiettivo generale di questa procedura è formare e acquisire immagini di ponti capillari in una geometria a fessura sfavorevole. Questo risultato si ottiene innanzitutto realizzando substrati con pilastri rialzati in PDMS di lunghe dimensioni, utilizzando stampi standard basati sulla litografia fotolitografica. Il secondo passaggio consiste nel funzionalizzare la sommità dei pilastri per introdurre un contrasto di bagnabilità tra la sommità e i lati, impiegando una litografia di trasferimento per impronta e monocouche autoassemblate.Successivamente, i due pilastri vengono posizionati uno di fronte all'altro su un dispositivo microscopico a quattro assi. I gradi di libertà traslazionali e rotazionali permettono all'operatore di allineare correttamente i due pilastri affacciati e di controllare la distanza tra di essi durante l'esperimento. L'ultimo passaggio consiste nell'introdurre un liquido tra i due pilastri sollevati e acquisire un'immagine del ponte capillare risultante mediante una telecamera CCD.Poiché l'altezza del versamento attraverso la fessura è variata, l'effettivo cambiamento della morfologia del ponte liquido all'aumentare dell'altezza del versamento attraverso la

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La vaporizzazione di un processo Component sacrificale (Vasc) viene utilizzato per fabbricare strutture microvascolari. Questa procedura utilizza sacrificali poli (lattico) fibre di acido per formare microcanali cave con posizionamento geometrico 3D preciso fornito da piastre di guida microlavorati laser.

Processo di creazione di microstrutture tridimensionali mediante vaporizzazione di un componente sacrificale

Le camere di flusso utilizzate negli esperimenti di adesione sono tipicamente costituite da percorsi di flusso lineari e richiedono più esperimenti a diverse velocità di flusso per generare una mappa di adesione a taglio.  SynVivo-SMN consente la generazione di mappe di adesione al taglio utilizzando un singolo esperimento che utilizza volumi di microlitri, con conseguente notevole risparmio di tempo e materiali di consumo.

Generazione di Shear Adesione mappa usando SynVivo reti microvascolari sintetico

Vengono discussi i protocolli per lo studio della formazione di biofilm in un dispositivo microfluidico che imita i mezzi porosi. Il dispositivo microfluidico è costituito da una serie di micro-pilastri e viene studiata la formazione di biofilm da parte di Pseudomonas fluorescens in questo dispositivo.

Protocollo per il Biofilm Streamer formazione in un dispositivo a microfluidi con Micro-pilastri

Qui, dimostriamo un semplice metodo di produzione per microgoccioline di acqua in olio (W/O) controllabili in dimensioni controllabili utilizzando un dispositivo microfluidico centrifugo basato su capillari. Questo metodo richiede solo un piccolo volume di campione e consente una produzione ad alto rendimento. Ci aspettiamo che questo metodo sarà utile per analisi biochimiche e cellulari rapide.

Centrifuga dispositivo a microfluidi capillare a base per la Formazione Size-controllabile di Monodisperse microgocce

Questo manoscritto presenta un metodo di stampaggio ad iniezione di progettare microvasi che ricapitolano le proprietà fisiologiche di endotelio. Il processo di microfluidica-based crea reti vascolari brevetto 3D con condizioni tailorable, come il flusso, composizione cellulare, la geometria, e gradienti biochimici. Il processo di fabbricazione ed esempi di possibili applicazioni sono descritte.

Micropatterning e montaggio dei microvasi 3D

Questo protocollo delinea l'implementazione della degradazione dell'idrogel basata su laser guidata da immagini per fabbricare reti microfluidiche biomimetiche di derivazione vascolare incorporate in idrogel di poli(etilenglicole) diacrilato (PEGDA). Questi sistemi microfluidici biomimetici possono essere utili per applicazioni di ingegneria tissutale, generazione di modelli di malattie in vitro e fabbricazione di dispositivi avanzati "on-a-chip".

Immagine-guidate, Fabrication laser a base di reti microfluidici vascolare-derivati

Il protocollo descrive come progettare una rete vascolare perfusable in uno sferoide. Microambiente circostante di sferoide è inventato per indurre l'angiogenesi e collegare la sferoide a microcanali in un dispositivo microfluidico. Il metodo consente la perfusione della sferoide, che è una tecnica tanto atteso nelle culture tridimensionale.

Perfusable rete vascolare con un modello di tessuto in un dispositivo microfluidico

In questo protocollo, un test microfluido biomimetico, in grado di riprodurre un ambiente microvascolare fisiologicamente rilevante e riprodurre l'intera cascata di adesione/migrazione leucocitaria, viene impiegato per studiare le interazioni leucocitaria-cellula endoteliale nella malattia infiammatoria.

Un sistema microfisiologico per studiare l'interazione leucocitaria-cellula endoteliale durante l'infiammazione

Qui viene presentato un protocollo per la produzione di dispositivi microfluidici a base di vetro utilizzati per generare emulsioni altamente monodisperse con dimensioni di goccia controllate.

Dispositivi a base di vetro per generare gocce ed emulsioni

Questo protocollo descrive la fabbricazione, simulazione e caratterizzazione di THz assorbitori metamateriale. Tali assorbitori, quando accoppiato con un apposito sensore, avere applicazioni in imaging e spettroscopia THz.

Simulazione, fabbricazione e caratterizzazione di THz Assorbitori metamateriale

Scopri come formare e visualizzare ponti capillari in geometria dei pori a fessura utilizzando substrati di pilastri PDMS. Questo metodo consente di studiare la dinamica dei fluidi in geometrie confinate con precisione.

Fabbricazione e visualizzazione di ponti capillari in geometria dei pori a fessura

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