Tecnica di imaging frugale del flusso capillare attraverso polveri di stampa polimerica tridimensionale

La tecnica proposta è un approccio nuovo, efficiente, frugale e non invasivo per l'imaging del flusso fluidico attraverso un letto di polvere impacchettato che produce un'elevata risoluzione spaziale e temporale. Questa tecnica è vantaggiosa in quanto le celle a flusso sono economiche, riutilizzabili, piccole e facilmente maneggevoli, illustrando l'aspetto dominante della scienza frugale. Toccare le polveri e confermare la compattazione della polvere è la chiave per produrre uno strumento diagnostico riproducibile.

Per iniziare preparare la cella di flusso microfluidica coprendo l'uscita con perafoam per sigillare un'estremità del canale in modo che la cella di flusso vuota possa essere imballata con polvere polimerica. Fissare il righello di carta metrica direttamente sotto il canale di flusso. Agitare la cella di flusso microfluidica con il perafoam e il righello collegati.

La massa della cella di flusso è la massa della cella di flusso non imballata. Utilizzare una pipetta di plastica per trasferire la polvere. Durante l'introduzione della polvere nel canale, toccare la cella di flusso almeno cinque volte per compattare la polvere.

Continuare l'imballaggio fino a quando la polvere raggiunge l'inizio dell'apertura del canale di flusso. Rimuovere la polvere presente sulla superficie esterna della cella di flusso con una salvietta imbevuta di alcool. Una volta imballate le polveri, ispezionare visivamente la cella di flusso per la presenza di polvere confezionata liberamente.

Se la polvere all'interno della cella di flusso appare imballata liberamente, toccare la cella di flusso altre cinque volte. Se l'imballaggio della polvere appare coerente e compatto, pesare la cella di flusso per misurare la massa della polvere polimerica. Per evitare di inondare il rilevatore della fotocamera con troppa luce, coprire il tavolo luminoso con un materiale opaco come una copertura stampata in 3D in un filamento di acido polilattico nero.

Assicurarsi che il materiale abbia un'apertura delle dimensioni del microcanale per consentire alla luce di illuminare la polvere. Per garantire che la fotocamera del dispositivo mobile sia in grado di catturare il contrasto tra la polvere bagnata e quella asciutta, utilizzare il tavolo luminoso a un'intensità luminosa da bassa a media. Allineare la fotocamera sul dispositivo mobile direttamente sopra il tavolo luminoso.

Verificare che la fotocamera sia perpendicolare alla parte superiore del tavolo luminoso. Dopo aver messo a fuoco la fotocamera sul dispositivo mobile, selezionare il pulsante di registrazione. Aggiungere 125 microlitri di fluido all'ingresso aperto del microcanale utilizzando una pipetta.

Registrare il flusso per due minuti o fino a quando tutta la polvere è bagnata visibilmente. Trasferire il file video dal dispositivo mobile al computer per un facile accesso. Una volta installato il software, apri il software tracker.

Dal menu file selezionare Apri file per caricare il file video trasferito sul desktop del computer. Per definire il fotogramma iniziale e la dimensione del passo, fate clic sull'icona delle impostazioni della clip. Quindi fare clic sullo strumento di calibrazione seguito da nuovo e selezionare bastone di calibrazione.

Per ingrandire il righello nel video, fai clic con il pulsante destro del mouse sull'area da ingrandire e seleziona zoom avanti dall'elenco. Una volta opportunamente ingrandito, definire l'inizio e la fine di un millimetro sul righello fissato al microcanale e digitare 1 mm per definire la distanza. Fare clic sullo strumento di accesso alle coordinate.

Impostate l'origine per gli assi x e y utilizzando il fotogramma iniziale durante l'esecuzione del passo. Per creare una massa puntiforme, fare clic su crea. Quindi selezionare punta il mouse.

Utilizzare Maiusc più controllo per modificare le dimensioni del rettangolo. Il punto iniziale è dove l'ingresso e il canale si connettono. Fare clic su Cerca un paio di volte per verificare che il software stia analizzando l'area corretta.

Se il software funziona correttamente, fare clic su Cerca e attendere che il software finisca di analizzare il video. I cerchi rossi aperti sulla trama rappresentano l'ora esatta e la distanza delle informazioni compilate. Nell'intervallo da uno a due secondi, la distanza percorsa dal fluido è raddoppiata.

Durante l'intervallo da due a cinque secondi, anche la distanza percorsa dal fluido è raddoppiata. Da cinque a 10 secondi, il fluido si muove ancora rapidamente. Tuttavia, dopo 15 secondi la portata rallenta a una velocità di circa due millimetri ogni cinque secondi.

La cosa più importante da ricordare quando si partecipa a questa procedura è compattare le polveri. La procedura può essere eseguita per polveri ceramiche e metalliche e ha un alto potenziale per studi geologici sul campo per tracciare il flusso nei sistemi di pattern pack. Questa tecnica ha spianato la strada ai ricercatori per esplorare superfici chimicamente modificate e fluidi carichi di nanoparticelle per osservare l'attaccamento delle particelle.