Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Immunology and Infection
Click here for the English version

Immunology and Infection

שיטת שיפור של יעילות משטח אקוסטית גל-atomizer ב תצוגה חוש הריח

Published: November 14, 2018 doi: 10.3791/58409
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 1
1Tokyo Institute of Technology, 2University of Electronic Science and Technology of China

Summary

אנו להקים כאן שיטה ציפוי המשטח של התקן צליל אקוסטי משטח (ראה) עם סרט טפלון אמורפי כדי לשפר את היעילות atomization הנדרשים ליישום לתצוגה חוש הריח.

Abstract

מאז חוש הריח הוא חוש חשוב בממשקי אדם, פיתחנו של התצוגה חוש הריח באמצעות atomizer על פני השטח גל אקוסטי (ראה) ו- micro-מיכלי. זו תצוגה חוש הריח, היעילות של atomization חשובה על מנת למנוע בעיות התמדה הריח המוכרים של ממשקים חוש הריח האנושי. לפיכך, המכשיר המסור מצופה אמורפי סרט טפלון כדי לשנות את הטבע המצע הידרופילית הידרופובי. יש גם צורך silanize פני מצע פיזואלקטריים לפני ציפוי טפלון כדי לשפר את הידבקות של הסרט. שיטת ציפוי מטבל אומצה כדי להשיג ציפוי אחיד על המצע. ברז חשמלי במהירות גבוהה שימשה כמו מיקרו-מפיק מגבונים לחים זרבובית טיפונת נוזל על פני המכשיר ראה מאז הפארמצבטית ודיוק שלה היו גבוהות. . אז, atomization הפך קל על המצע הידרופובי. במחקר זה, ציפוי טפלון אמורפי בשביל למזער את הנוזל הנותר על המצע לאחר atomization נחקר. המטרה של הפרוטוקול המתואר כאן כדי להראות את פעולות השירות עבור ציפוי משטח המכשיר מסור עם סרט טפלון אמורפי, יצירת הריח באמצעות atomizer את המסור של מיקרו-מפיק מגבונים לחים, ואחריו מבחן החושים.

Introduction

למרות מכשירי גירוי החושים חזותיים ושמיעתיים פופולרי, אנחנו לא יכול להציג את כל התחושות כך אנו תופסים; אנחנו בדרך כלל יכול להציג סנסציה באמצעות רק אלה בשני מובנים. התצוגה חוש הריח הוא גאדג'ט זה יכול להציג ריח, הוא משמש במציאות וירטואלית כך המשתמש הניתן ניחוחות1,2,3,4,5,6, 7. מאז חוש הריח תורמת רבות רגשות, גירוי חוש הריח הוא חיוני לשיפור המציאות. למדנו בעבר סרטים, אנימציות ומשחקים עם ניחוחות8,9.

מספר חוקרים חקרו מציג חוש הריח; לדוגמה, Yanagida למד מקרן הריח המספק ניחוח לאדם מסוים גם כאשר אף אחד בסביבה אותו או אותה מפיק אותה1. יאמאדה ואח למדו על לוקליזציה מקור הריח בחלל וירטואלי באמצעות מודל פשוט Gaussian הפצה של ריח ריכוז2. קים ואח הציעו את הרעיון של מערכים דו מימדי של התקנים משחרר ריח 3. יתר על כן, פשוט מציג חוש הריח לביש את מערך מופע קולי עבור שליטה על הכיוון של הניחוחות האלה היו המוצע4,5,6.

אחת הבעיות בתצוגת חוש הריח הוא הריח התמדה. משתמש עשוי לזהות את הריח גם לאחר הכוונה היא לשנות את האוויר או ריח אחר. מאז עדיף לעבור בין ניחוחות במהירות האפשרית במציאות וירטואלית, הבעיה התמדה הריח צריך להילמד.

חקרנו את התצוגה חוש הריח עם פונקציה של מיזוג מרכיבים רבים. קודם לכן פיתחנו מערכת זו באמצעות ברזים עם מיתוג מהיר10. למרות stably זה מתמזג מרכיבים רבים, אנו יכול לא עדיין לפתור את בעיית הריח התמדה. לפיכך, מאז פיתחנו את התצוגה חוש הריח באמצעות מיקרו-מתקני החלוקה של המסור atomizer ב11. למרות טכניקות דומות שימשו כדי לתפעל טיפות נוזל12,13,14, אנחנו הוחלו ריח הדור. המכשיר המסור מתאים תרסיסים למייבשי טיפות נוזל מאז זה יכול להפריד לאטומים טיפות נוזל באופן מיידי15,16; עם זאת, מצאנו כי טיפות נוזל קטנות להישאר על מצע פיזואלקטריים לאחר atomization. אלה טיפות נוזל קטנות לגרום התמדה הריח, גם אם רוב הנוזל הוא אטומיזציה.

בדרך כלל, בושם התפרקה לתוך הממס כגון אתנול להפחתת צמיגות. עם זאת, בושם מדולל מתפשט על פני מצע פיזואלקטריים עקב טבעה הידרופיליות, היעילות atomization מתדרדר כשהוא מתפשט סרט דק. לפיכך, חלק השרידים נוזלי גם לאחר atomization, אשר לא ניתן להסיר גם אם הכוח RF גדל. מאז הממס מתאדה מהר אחרי, רק את הבושם נשאר על כמחוקה ומודבקת המצע.

במחקר זה, אנחנו מעיל על פני מצע פיזואלקטריים עם סרט טפלון אמורפי דק והוא הופך להיות הידרופובי בטבע. מאז אנחנו יכולים לשמור droplet דמוי הספרה על פני הידרופובי, האנרגיה הדרושה עבור ניתוק נוזל מעל פני השטח המצע פוחתת. הוא צפוי כי חל שיפור יעילות atomization כאשר השטח של התקן ראה הופך הידרופובי. המטרה הכוללת של שיטה זו היא לשפר את יעילות atomization כך ריח מוצג באופן מיידי ולא יכול להיעלם במהירות לאחר הצגתה, בסופו של דבר עבור יישום על חוש הריח להציג. בנייר זה, אנו מראים איך מכשיר המסור מצופה סרט טפלון אמורפי, להפגין השיפור של יעילות atomization ואת תוצאותיו ניסויית תוארו את הפניה17.

Protocol

השיטות המתוארות כאן אושרו על-ידי האדם מחקר אתיקה הוועדה של טוקיו במכון הטכנולוגי.

1. ראה מכשיר הכנה ובדיקת עכבה

  1. הכנת התקן המסור 10 מגה-הרץ על מצע3 LiNbO [128o-מסובב. חיתוך-Y, X הפצה, עם האצבע 21, זוגות IDT (מתמר הבין-digitated)], ביחד עם מחזירי אור עשוי 32 זוגות האצבע בצד אחד IDT, כפי שמוצג באיור 1a.
    הערה: איור 1b מציג עקרון atomization. המסור מומר אורכי גל ה-droplet נוזלי. ערפל נוצר עקב זרימה אקוסטית אם האנרגיה המסור הוא גדול מספיק.
    הערה: המכשיר מסור היה מפוברק על ידי היצרן באמצעות פוטוליתוגרפיה טיפוסי על פי התבנית אלקטרודה שתכנן המחברים. המצע פיזואלקטריים שהוזכרו לעיל נבחר בשל מקדם גבוה צימוד אלקטרו-מכאניים.
  2. לטעון את המכשיר המסור באמצעות נייר אלומיניום והדבק מוליך על מעגל מודפס עשוי אלומיניום (שתוכנן עבור התקן זה מסור) שבו המחבר SMA מצורפת (איור 2).
    הערה: לוח מעגלים מודפסים עשוי אלומיניום יעילה עבור חום וקרינה.
  3. למדוד את התדירות האופיינית של עכבה באמצעות מנתח רשת. המכשיר המסור מחובר במנתח באמצעות חיבור כבל קואקסיאלי מהלוח מעגלים מודפסים. מאפיינים תדירות צריך להראות. תדרים איפה חלקים דמיוניים של הכניסה המכשיר לאפס, אשר ראה מכשיר התדרים תהודה.
    הערה: כאשר אובדן אקוסטית במכשיר גדול, atomization אינו מתרחש. אובדן אקוסטית ניתן לבדוק על ידי מדידת המאפיין תדר של התנגדות. כאשר המכשיר המסור מצופה טפלון הסרט, ההבדל בין המאפיינים תדירות לפני ואחרי ציפוי צריך להיות במעקב כדי לבדוק אם הסרט הוא עבה מדי.

2. Silanization

  1. הכינו את silane אמינו מבוססי צימוד הסוכן (3-ahhminopropyltriethoxy silane). התאם את הריכוז שלו ל- 0.5% (v/v) במים באמצעות פיפטה.
    הערה: Silanization היא חובה כדי לשפר את הידבקות של ציפוי טפלון אמורפי. ציפוי טפלון מוסר במהלך atomization אם silanization לא מתבצע.
  2. לנקות את השטח של המכשיר המסור באמצעות מקלון צמר גפן ספוג עם אצטון.
  3. להגדיר את המכשיר coater מח ש (איור 3).
    הערה: לוח מעגל מודפס שם המכשיר המסור קבוע באמצעות תיקון הקלטת מחובר coater מח ש, מאז העובי של המכשיר המסור (0.5 מ"מ) הוא רזה יצורף coater מטבל ישירות.
  4. משוך את המכשיר כך האזור atomization יכול להיות שקוע הפתרון במהירות של 0.2 מ מ/ס לשמור על המכשיר בתמיסה למשך 5 דקות.
  5. . תעלה את המכשיר במהירות של 1.7 מ"מ/s. לשמור את המכשיר באוויר במשך 5 דקות.
  6. יש לשטוף את המכשיר במים טהורים עבור 1 דקות.
  7. לשמור את המכשיר באוויר למשך 30 דקות.

3. ציפוי טפלון אמורפי

  1. היכונו דילול הממס והחומרים טפלון אמורפי. התאם את הריכוז של הפתרון טפלון אמורפי 3% (v/v) באמצעות הממיס.
  2. להגדיר את המכשיר coater מח ש (איור 3).
    הערה: מח ש ציפוי אומצה כאן, מאז ציפוי אחיד היא הכרחית. ציפוי קשה, כמו גם ציפוי עבה מדי עלולה לגרום החמרה של יעילות atomization עקב המסור הנחתה.
  3. משוך את המכשיר כך atomization אזור הוא שקוע הפתרון במהירות של 0.2 מ מ/ס לשמור על המכשיר ב פתרון עבור 15 s.
  4. . תעלה את המכשיר במהירות של 1.7 מ"מ/s. לשמור את המכשיר באוויר במשך 5 דקות.
  5. משוך את המכשיר כך atomization אזור הוא שקוע הפתרון במהירות של 0.2 מ מ/ס לשמור על המכשיר ב פתרון עבור 15 s.
  6. . תעלה את המכשיר במהירות של 1.7 מ"מ/s. לשמור את המכשיר באוויר למשך 30 דקות.
  7. אופים את המכשיר ב 180 מעלות צלזיוס במשך 60 דקות באמצעות צלחת חמה.
    הערה: עובי הציפוי היה כ 400 nm בהתאם מידה microbalance (QCM) גביש הקוורץ.

4. ניסיוני מה השטויות Atomization

  1. טעינת המכשיר ראיתי על לוח מעגלים מודפסים.
    הערה: מאחר העובי של המכשיר המסור 0.5 מ מ, ניתן לשבור בקלות. לכן, זה הכרחי לתמוך בה באופן מכני.
  2. למדוד את התדירות האופיינית של עכבה התקן המסור באמצעות מנתח רשת. המכשיר המסור מחובר במנתח באמצעות חיבור כבל קואקסיאלי של המעגלים המודפסים. מאפיינים תדירות צריך להראות. תדרים איפה חלקים דמיוניים של הכניסה המכשיר לאפס, אשר ראה מכשיר התדרים תהודה
    הערה: בדוק את הנחתה RF-המכשיר המסור. האובדן של המכשיר המסור עולה. כאשר זה באופן בלתי הולם מצופה. עלייה זו לאובדן מתרחשת בדרך כלל עקב ציפוי inhomogeneity או מופרז עובי ציפוי; לכן, צריך להשוות את מאפייני עכבה לפני ואחרי ציפוי. אין אפשרות לבצע את atomization אם הנחתה ראתה זה יותר מדי.
  3. מחבר את המכשיר המסור מחולל אותות דרך מגבר כוח RF.
  4. להגדיר על צורת גל של האות פרץ RF מחולל אותות (איור 4a). האות פרץ המכשיר המסור צריך להיות גל סינוס, מחזור חיים שלה אמור להיות 10%. עליך גם להגדיר את תדירות גל על תדירות תהודה התקן ראה המתקבל על מדידות עכבה אופיינית.
  5. להתחבר גנרטור גל מרובע פרץ שסתום סולנואיד [כלומר., מיקרו-מפיק מגבונים לחים במעגל נהיגה (איור 5)] כך אות דופק 24 V יכולות להיות מסופקות מנפק, אשר מוזכר גם הדיון18, 19.
    טיפ: עבור נהיגה ברזים, מערך טרנזיסטור הוא נוח. עד שמונה סולנואיד שסתומים יכול להיות מונע באמצעות המערך טרנזיסטור במחקר זה.
  6. הגדר את משאבת המיקרו שתלחצי לזרום הנוזל המיקרו-מפיק מגבונים לחים (איור 5). המיקרו-המשאבה תומך את יכולת עצמית priming מתוך20מיקרו-מפיק מגבונים לחים.
  7. השתמש עם מד חום אינפרא אדום כדי למדוד את הטמפרטורה של המכשיר המסור, במידת הצורך.
    הערה:, הטמפרטורה של המכשיר ראה פני השטח בדרך כלל מגיע בסביבות 45 מעלות צלזיוס, כאשר הגג פרץ אות (סמנכ ל 85-p ו- 10% מחזור) מוחל במשך 5 דקות.

5. atomization

  1. לשים את הנוזל (כלומר., ניחוח או כימי מדולל עם אתנול) לתוך מבחנה.
  2. הגדר על צורת גל של האות הדופק חלה על מתקן מיקרו (איור 4b). האות הדופק ברצף הדופק גל מרובע בעל מחזור 10%, הנוצרת באמצעות גנרטור פונקציה.
  3. להחיל את האות הדופק המיקרו-מנפק כדי סילון נוזלי droplet התקן ראה לכביש18. מאז droplet יחיד של המיקרו-מנפק הוא רק כמה nanoliters, רצף הדופק יש צורך ליצור droplet גדול יותר עבור atomization.
  4. להחיל את האות פרץ RF המסור להתקן להפריד לאטומים טיפות נוזל17. האות פרץ מוחל החל גנרטור פונקציה באמצעות מגבר לאחר היווצרות טיפות נוזל. צריך להיות מיושם את האות עבור כל עוד אדי מופק עדיין תהליך atomization.
    הערה: האות RF פרץ משמש להתאמת החשמל הממוצעת RF. המכשיר המסור ייתכן סדק אם הכוח RF הוא הרבה יותר גדול מאשר 2 W.
  5. לבחון את פני השטח של המסור התקן כדי לבחון את ה-droplet נוזלי הנותרים.
  6. בצע את ההליך כפי שנעשה צעדים 4.1-4.7 וראיתי 5.1-5.5 עבור מבוהן התקן. לאחר מכן, השווה את כמות נותרת droplet נוזלי על המצע מצופה עם זה אחד חשוף.

6. זיהוי ריחות

  1. מכניסים את הנוזל לתוך בקבוקון כפי שנעשה צעד 5.1.
  2. להתאים את גובה atomizer ב המסור באמצעות שקע כך את גובהו נותר שווה ל האף של המשתתף.
  3. לוותר על הנוזל לתוך ההתקן המסור.
  4. תדליק את המאוורר.
  5. לאפשר את המשתתף לזהות את הריח.
    שים לב: המחברים עשה את תחושתי הבדיקה במקום מנתח VOC בשימוש בעבודה הקודמת מאז עוצמת נתפס במקום ריכוז אדי צריך להעריך.

Representative Results

Microliter אחד של אתנול הונח על חשוף והן מצופה LiNbO3 מצעים (אתנול בדרך כלל שימש הממס בושם). בשכבה דקיקה של אתנול פתרון הוקמה אחרי זה התפשט אל המצע (איור 6a); מצד שני, צורת כדור, כמו שמר על המצע מצופה (איור 6b). זווית הקשר microliter אחד של מים עלה מ-50 ל 110 מעלות לאחר ציפוי טפלון אמורפי (איור 6 c ו- 6 d). התברר כי ציפוי טפלון אמורפי משופרת הטבע הידרופובי. צורת כדור, כמו ה-droplet שמר על המצע מצופה, ואילו הנוזל התפשט לתוך דקה בסרט על המצע חשופות.

בשלב הבא, הניסוי עם atomization של 200 nL של לבנדר היה לבצע (איור 7). תמונות עוקבות של atomization ללא ועם ציפוי מוצגים באיור 7 א 7 ב, בהתאמה. ציר הזמן בתמונות היה המתקבלים מספר המסגרות שהוקלט על ידי מצלמה דיגיטלית. לבנדר היה מדולל עם אתנול (יחס דילול: 50:1 וי/v). על המצע חשופות, הנוזל התפשט מיד לאחר זה היה בגליל. 33 ms, חזקה atomization התרחשה במרכז של נוזל, ואילו רק מוגבל ערפל נוצרה בקצה נוזלי בתוך המעגל כפי שמוצג באיור 7 א. ב-100 מילישניות, atomization עצר; אז, למרות atomization התרחשה בפעם הראשונה, זה פסק זמן קצר לאחר מכן לאחר מכן, נותר חלק הנוזל. בעוד הממס התאדו במהירות, חלקי ממס נשאר על פני המצע; לפיכך, ממס הנותרים גרם התמדתו ריח רציני. מצד שני, הצורה כמו כדור עם שלה זווית מגע של יותר מ-90 מעלות נשמר על המצע מצופה אחרי זה היה בגליל (איור 7 ב). ערפל מרוכז נוצר במהלך atomization. לאחר atomization, הרבה פחות נוזלים לאזור קטן נשאר באזור קטן יותר בהשוואה המצע חשופות. מאז הנוזל הנותר לא היה משטח שלם וחלקה אבל במקום זאת יצרו תרסיס אחד, שקשה לחשב במדויק את הכיסוי של טיפות על ציפוי טפלון. בערך, הנוזל הנותר על פני הידרופובי היה לכל היותר 10% זה על פני השטח הידרופילית.

Figure 1
איור 1: המסור atomizer ב. (א) קביעת התצורה של התקן ראה ו- (ב) עקרון atomizer ב המסור. אלקטרודה שלה מורכב כרום וזהב. איור 1a מודפס עם הרשאה20. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: ראיתי את המכשיר על לוח מעגלים מודפסים.

Figure 3
איור 3: לטבול coater השתמשו במחקר זה.

Figure 4
איור 4: זמן רצפים. (א) waveform של האות פרץ RF. הערכים הטיפוסי של Vpp ו- Tr V 85p-p הינם 1 s, בהתאמה. חובה טיפוסי מחזור כמו TH/Tr הוא 10%. (ב) חלה על מתקן מיקרו-גל. טיפוסי Tw, T ו- N הם 1 ms, 10 ms ו- 70 פולסים, בהתאמה.

Figure 5
איור 5: הגדרת הניסוי עבור תרסיסים למייבשי droplet נוזלי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 6
איור 6: השוואה של droplet נוזלי הצורה בין חשופות ומצופות subtrates. מוצגות מבט מלמעלה (א) של הסרט דק על פני niobate ליתיום חשופות ונוף (ב) צד של ה-droplet נוזלי על האחד מצופה. Microliter אחד של אתנול היה בשימוש בשני (א) ו- (b). כאן, (ג) ו- (ד) הצג נופים צדדיים של microliter אחד של מים על מצעים חשופות ומצופות, בהתאמה. איור זה שוחזר עם הרשאה17. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 7
איור 7: Atomization של ה-droplet נוזלי. המוצגים הם (א) הידרופילי (ליתיום חשופות niobate) הידרופובי (ב) משטח (המצע מצופה טפלון אמורפי). המדגם הוא 200 nL של לבנדר. איור זה שוחזר עם הרשאה17. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 8
איור 8: מיקרו-מפיק מגבונים לחים בהתבסס על שסתום סולנואיד. מוצגות העיקרון של מתקן-המיקרו (א) ו- (ב) מעגל מנהל ההתקן עבור ערוץ אחד. איור זה מודפס עם הרשאה20. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 9
איור 9: יישום של atomizer ב המסור מצופה עם סרט טפלון אמורפי. הפגנה המחקר של ממשקי משתמש חכם (IUI) יום עיון 2018 בטוקיו, יפן.

Discussion

אחד המרכיבים העיקריים במחקר זה הוא המיקרו-מנפק עשוי18,שסתום סולנואיד במהירות גבוהה19. איור 8a מציג עקרון זה המיקרו-מפיק מגבונים לחים. הבוכנה היה מונע על ידי סליל אלקטרומגנטית. אאוטלט שלה סגור לחלוטין על ידי הבוכנה במהלך שלב OFF. הבוכנה במהירות מהלכים כדי לצייר נוזלי בחזית בזמן קצר על שלב, ואז זה עובר בחזרה למיקום המקורי, מטוסי droplet נוזלי קטן מ דיזה של ברז, המונעת על ידי המעגל שמוצג באיור 8 ב'. הסכום של אחד droplet נוזלי הוא מספר nanoliters. התדירות של השסתום הוא בין 1 ו 1000 הרץ, ורוחבו המינימלי הדופק 0.5 ms, זה עובד הרבה יותר מהר מאשר שסתום סולנואיד טיפוסי. המרחק הטיפוסי בין כגדולים של ברז חשמלי המצע היה 15 מ מ. מחקר זה הראה כי כמות הנוזל הוא מדויק לשחזור; יתר על כן, זה עמיד נגד בועות.

התמדה הריח יכול להיות מופחת באופן דרסטי בשל coatingwhen טפלון אמורפי התצוגה חוש הריח בהתבסס על atomizer ב ראה משמש21. ניתן עוד לשפר כאשר ערוץ ייעודי לספק ממיסים פני המצע ניקוי משמש.

השלב הקריטי של התקנון היא התאמה ידנית תדירות עירור atomizer ב כאשר הוא סוטה מן האחד אופטימלית. זה באופן אוטומטי לבצע בעתיד. שינוי פרוטוקול הראשונית הייתה לכלול את תהליך silanization מאז טפלון ציפוי עצמה, מבלי silanization היה אטומיזציה.

ישנן שתי בעיות הנותרות המגבילות טכניקה זו, אחד להיות הבעיה גל עומד. גל עומד נוצר כאשר ההשתקפות בקצה של המצע. מאז antinode וצומת מופיע מעת לעת, atomization הופך להיות חלש על הצומת. למרות נשתמש ג'ל סיליקון כדי לדכא את גל עומד, זה לא מספיק. חומר טוב יותר לקלוט את האנרגיה אקוסטית היא הכרחית.

המגבלה השנייה היא העמידות של ציפוי טפלון. ציפוי טפלון הוא הוסר חלקית לאחר atomizing נוזל פעמים רבות. מאז המצב הנוכחי לציפוי לא נחקרה בהרחבה, המחברים באפשרותך למטב זה כדי להרחיב את העמידות של ציפוי טפלון.

בכל זאת, המשמעות של הפרוטוקול ביחס שיטות קיימות היא הפחתת הנוזל הנותר לאחר atomization על משטח עם ציפוי בהשוואה ללא ציפוי. לפיכך, התמדתו הריח מצטמצם באופן דרסטי כפי שתואר במקומות אחרים17. שימוש במכשיר זה המסור, הפגנה של התצוגה חוש הריח בוצעה. 8-רכיב התצוגה חוש הריח להפגין קסיס, תפוז, וויסקי, תערובת שלהם הוצגו משתמש עם ראש הר להציג (איור 9)19. במצב זה, התקן ראה עם הציפוי המוצע עובד היטב כדי לדכא את הריח התמדה, אשר אחרת יכול להתדרדר במידה ניכרת את איכות המצגת הריח.

בטכניקה המתוארת כאן חשוב עבור התצוגה חוש הריח. יתר על כן, atomizer ב המסור ישימה לתת לה משאף לשימוש רפואי, יינון ספקטרומטריית electrospray עבור ספקטרומטר מסה. היעילות atomization נדרש גם ביישומים אלה.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

מחקר זה מומן בחלקו על ידי תוכנית מיראי JST, גרנט מספר JPMJMI17DD.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
SAW device Lightom Custom-made
Network analyzer SDR-kits DG84AQ VNWA 3E
Dip coater Aiden DC4300
Silane coupling agent Shin-etsu Chemical KBE 903
Cytop amorphous teflon coating Asahi glass CT107MK
Solvent for diluting cytop coating Asahi glass CT-SOLV100K
Solenoid valve Lee INKA2438510H
Transistor array Texas Instrument ULN2803A
RF power amplifier Mini-Circuits ZHL-5W-1
Digital camera  Panasonic Corp DMC-FZ300
Head Mount Display Occulus Occulus Rift Headset
Hot plate As One HHP-170A

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Yanagida, Y. A survey of olfactory displays: Making and delivering scents. IEEE Sensors. , 1-4 (2012).
  2. Yamada, T., Yokoyama, S., Tanikawa, T., Hirota, K., Hirose, M. Wearable Olfactory Display: Using Odor in Outdoor Environment. IEEE Virtual Reality. , 199-206 (2006).
  3. Kim, H., et al. An X-Y addressablematrix odor-releasing system using an on-off switchable device. Angewandte Chemie. 123 (30), 6903-6907 (2011).
  4. Amores, J., Maes, P. Essence: olfactory interfaces for unconscious influence of mood and cognitive performance. CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 28-34 (2017).
  5. Dobbelstein, D., Herrdum, S., Rukzio, E. inScent: A Wearable Olfactory Display as an Amplification for Mobile Notifications. International Symposium on Wearable Computers. , 28-34 (2017).
  6. Hasegawa, K., Qiu, L., Shinoda, H. Midair Ultrasound Fragrance Rendering. IEEE Transaction ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS. 24 (4), 1477-1485 (2018).
  7. Essentials of machine olfaction and taste. Nakamoto, T. , Wiley. 247-314 (2016).
  8. Nakamoto, T., Yoshikawa, K. Movie with scents generated by olfactory display using solenoid valves. Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. E89-A (11), 3327-3332 (2006).
  9. Nakamoto, T., Otaguro, S., Kinoshita, M., Nagahama, M., Ohnishi, K., Ishida, T. Cooking up an interactive olfactory game display. IEEE Computer Graphics and Application. 28 (1), 75-78 (2008).
  10. Nakamoto, T., Minh, P. H. D. Improvement of olfactory display using solenoid valves. Proceedings of IEEE Virtual Reality Annual International Symposium. , 171-178 (2007).
  11. Hashimoto, K., Nakamoto, T. Tiny Olfactory Display Using Surface Acoustic Wave Device and Micropumps for Wearable Applications. IEEE Sensors Journal. 16 (12), 4974-4980 (2016).
  12. Beyssen, D., Brizoual, L. L., Elmazria, O., Alnot, P. Microfluidic device based on surface acoustic wave. Sensors and Actuators B: Chemical. 118 (1-2), 380-385 (2006).
  13. Wixforth, A., Strobl, C., Gauer, C., Toegl, A., Scriba, J., Guttenberg, Z. V. Acoustic manipulation of small droplets. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 379 (7-8), 982-991 (2004).
  14. Heron, S. R., Wilson, R., Shaffer, S. A., Goodlett, D. R., Cooper, J. M. Surface Acoustic Wave Nebulization of Peptides as a Microfluidic Interface for Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 82 (10), 3985-3989 (2010).
  15. Kurosawa, M., Watanabe, T., Higuchi, T. Surface acoustic wave atomizer with pumping effect. IEEE Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). , 25-30 (1999).
  16. Shiokawa, S., Matsui, Y., Ueda, T. Liquid streaming and droplet formation caused by leaky Rayleigh waves. Ultrasonics Symposium:Proceedings of the IEEE. 1, 643-646 (1989).
  17. Li, H., Qi, G., Kato, S., Nakamoto, T. Investigation and Improvement of Atomization Efficiency based on SAW Device Coated with Amorphous Fluoropolymer Film for Olfactory Display. Sensors and Actuators B: Chemical. 263 (15), 266-273 (2018).
  18. Kato, S., Nakamoto, T. Control system of micro droplet using micro-dispenser based on solenoid valve and its application for highly efficient SAW atomizer. IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines. 138 (6), 220-225 (2018).
  19. Itou, S., Iseki, M., Kato, S., Nakamoto, T. Olfactory and visual presentation using olfactory display using SAW atomizer and solenoid valves. Proceedings of the 2018 Conference on Intelligent User Interface. , (2018).
  20. Nakamoto, T., Ito, S., Kato, S., Qi, G. Multicomponent olfactory display using solenoid valves and SAW atomizer and its blending-capability evaluation. IEEE Sensors Journal. , (2018).
  21. Kato, S., Nakamoto, T. Olfactory Display Based on Sniffing Action. IEEE Conference on Virtual Reality. , (2018).

Tags

אימונולוגיה זיהום גיליון 141 ראה atomizer ב התצוגה חוש הריח ציפוי טפלון אמורפי הריח התמדה מיקרו-מפיק מגבונים לחים silanization לטבול ציפוי
שיטת שיפור של יעילות משטח אקוסטית גל-atomizer ב תצוגה חוש הריח
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Nakamoto, T., Ollila, S., Kato, S.,… More

Nakamoto, T., Ollila, S., Kato, S., Li, H., Qi, G. Enhancement Method of Surface Acoustic Wave-Atomizer Efficiency for Olfactory Display. J. Vis. Exp. (141), e58409, doi:10.3791/58409 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter