방법 논문

증발 속도 검출을위한 고성능 임피던스 기반 플랫폼

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DOI:

10.3791/54575

2016년 10월 17일

이 논문에서

요약

이 논문은 솔루션의 증발 속도 검출을위한 임피던스 기반 장치를 제공합니다. 이것은 종래의 체중 감소 방법을 통해 명확한 이점을 제공한다 : 고속 응답, 고감도 검출 작은 샘플 요구 여러 시료를 측정하고, 클리닝 및 재사용을 위해 쉽게 해체.

초록

이 논문은 증착 속도를 검출하기위한 신규 임피던스 기반 플랫폼의 방법을 설명한다. 모델 화합물 히알루 산은 데모 목적으로 여기에 사용 하였다. 용액의 다양한 농도의 습윤제로서 모델 화합물의 여러 증착 시험 비교를 위해 실시 하였다. 종래의 체중 감량 방법은 증착 속도 검출을위한 가장 단순하지만, 시간이 소요되는 측정 기술로 알려져있다. 그러나, 명확한 단점은 샘플의 대용량이 요구되는 여러 샘플 테스트가 동시에 수행 될 수 없다는 것이다. 문헌에서 처음으로 전기 임피던스 센서 칩을 성공적으로 시분할 연속 자동 방식으로 실시간 증발 조사에 적용된다. 또한, 적은 시료 ml의 0.5이 임피던스 기반 장치에 요구하고, 큰 임피던스 변화는 다양한 희석 soluti 중에서 설명된다기능. 제안 고감도 및 고속 응답 임피던스 감지 시스템은 증착 속도 검출의 관점에서 종래의 체중 감소 방법을 능가하는 것으로된다.

서론

증발 액체 증발의 유형 및 물의 집합체의 기체 - 액체 계면을 따라 발생한다. 표면 근방 물 분자 의한 물 분자의 충돌에 액체로부터 탈출시킬된다. 증착 속도는 증착 과정에서 중요한 핵심 요소이다. 일반적으로, 밸런스 체적 튜브 1-3 용액의 증발을 검출하기 위해 널리 사용된다. 그러나 인해 밸런스 체적 튜브의 정밀도 제한에 증발 속도를 측정하는 데 긴 시간이 걸린다. 이 때문에, 응답 성 및 고감도 장비는 증착 프로세스의 세부 사항을 조사하기 위해 개발되어야한다.

전기 화학 임피던스 분광법 (EIS)는 고속 응답, 전기 시스템 특성화 4 시츄 임피던스 검출면에서 민감하고 효과적인 실험 방법이다. 따라서, EIS 다양한 저런 적용될 수있다LDS, 이러한 최근의 휴대 행동 5에 대한 연구, 생체 시료 감지 6-7, 전기 8, 전도성 고분자 (9), 및 전기 화학적 추출 10. EIS 시스템은 성공적 분야의 다양한 적용되었다하더라도, 증착에의 응용 연구에 출판물의 극히 소수 존재한다.

히알루 론산 강한 수분 전위와 고분....

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프로토콜

1. 실험 칩 모듈

  1. 인듐 주석 산화물 (ITO), 포토 리소그래피, 화학적 습식 에칭 공정에 의해 전극 칩을 제조
    1. 상업적 2,600 Å ITO 층을 가진 ITO 기판 (370mm × 480 mm X 0.5 mm (L x 폭 x 높이))를 얻습니다 (자료 목록을 참조하십시오). 4 인치 얼 라이너의 ITO 전극 패터닝 공정 용 유리 커터와 X 90mm X 0.5 mm 90mm의 크기에 ITO 기판을 슬라이스.
    2. 15 분마다, 탈 이온수로 아세톤과 ITO 유리를 청소, 초음파 세정기를 사용. 깨끗하고 건조 공기로 ITO 유리를 닦아냅니다.
    3. 이토 유리의 표면 상에 포지티브 형 포토 레지스트 용액 5 ㎖를 분배.
    4. 균일 한 포토 레지스트 층을 생성하기 위해 30 초 동안 500 XG에 스핀 코터를 사용한다. 5 분 레지스트 과잉 용매를 구동하기 위해 90 ℃의 핫 플레이트에서 굽는다.
    5. 3.1 초 t에 대한 436 nm의 자외선의 14 mW의에 ITO 유리를 노출설계된 패턴 필름 포토 마스크 hrough (자료 목록을 참조하십시오).
    6. 패터닝 된 루트를 개발하는 30 초 동안 23 ° C에서 60 ml의 개발 용액 샘플을 담근다. 10 분의 포토 레지....

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결과

증착 프로세스 동안, 시험 용액의 도전성 이온이 감소 용액 부피 농축되고,이 용액의 임피던스는 감소 하였다. 체중 감소와 각 시험 용액에 대한 증착 진행 임피던스의 감소의 비율을 측정 하였다. 비교를 위해, 체중 감소 및 임피던스 감소의 속도의 데이터 물로 정규화 하였다하고도 5에 함께 나타내.도 5에 도시 된 바와 같이, 중량 손실은 임피던스와 동일한 경향을 보여 주며 보여준다 상대 증발율 수분 증발에 히알루 론산 농도가 감소한다. 그러나, 변형 다량 증발 시험을위한 종래의 계량 방법보다 제안 된 임피던스 기반 방식에서 발견된다. 정규화 된 데이터는 잠시 계량 방법에 낙하 0.06 내지 1 % 0 %의 히알루 론산 농도 개입했다0.84의 엄청난 강하는 임피던스 기반 장치에서 발견되었다. 단순한 선형 방정식은 중량 손실 및 임피던스 감소 정규화 속도를 연관하는데 사용된다.

Y = 0.0852X + 0.9166, R .......

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토론

이 임피던스 기반 검출 증발 측정을위한 중요한 단계는 시험 용액을 제조한다. 탈 이온수 거대한 임피던스로 인해 사용될 수 없다. 대신 도전성 이온을 함유하는 수돗물 실험 히알루 론산 용액을 제조 하였다. 그러나, 수돗물의 전기적 특성 사용에 대해 일정하지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 물에 대한 상대 증발율과 같은 정상화, 증발 대체 지표로서 채용했다. 이 기술의 한계를 테스트 솔루션은 전기 화학적 특성에 대한 도전 이온이 있어야한다는 것입니다.

최근에, 그라 펜 기반 임피던스 칩이 기술 (20)의 변형을 위해 제안되었다. 뛰어난 전자 및 광전자 곳의 호텔을 가지고 있으며, 그래 핀은 다양한 전극 또는 도체 APPL에 대한 ITO의 대안으로 주목을 달성했다ications. 그라 펜 기반 핑거 형 전극 칩 성공적 전기 화학 임피던스 분광법으로 유화 제품의 안정성을 조사에서 입증되었다.

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공개 사항

저자는 공개 아무것도 없어.

감사의 글

이 작품은 허가 번호 MOST 104-2221-E-241-001-MY3에서, 과학 기술, 대만 교육부가 후원하고 가장 105-2627-B-005-002했다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
95% 에탄올Echo Chemical Co., Ltd., Miaoli, Taiwan484000001103C-00EC
AcetoneAvantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, USAJTB-9005-68
개발 솔루션Kemitek Industrial Crop., Hsinchu, Taiwan12F01031KTD-1
에칭 솔루션eSolv Technology Co., Taipei, TaiwanEG-462
히알루론산Shandong Freda Biopharm Co., Ltd., Jinan, China1010212분자량 980k, 화장품 등급
감광액 용액AZ Electronic Materials Taiwan Co., Ltd., Hsinchu, Taiwan65101M19AZ6112
8-well silicone arrayGreiner bio-one Inc., Frickenhausen, Baden-Wü rttemberg, 독일FlexiPERM
ITO 유리GemTech Optoelectronics Co., Taoyuan, Taiwan
VialSigma-Aldrich Co. LLC., St. Louis, MO, USA854190
필름 포토마스크Taiwan Mesh Co., Ltd, Taoyuan, Taiwan
Lock-in amplifierStanford Research Systems, Inc., Palo Alto, CA, USASR830
스위치 릴레이기기 기술 연구 센터, 국립 응용 연구소, Hsinchu, 대만
전자 균형 기계Radwag Inc., Radom, 폴란드AS 60/220/C/2

참고문헌

  1. Francis, G. W., Bui, Y. T. H. Changes in the composition of aromatherapeutic Citrus oils during evaporation. Evid.-based Complement Altern. Med. 2015 (421695), 1-6 (2015).
  2. Ochiai, N., et al.

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재인쇄 및 허가

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