스테인레스 스틸에 미 끄 러운 표면의 준비 및 과열 방지 접착 동작

이 실험의 전반적인 목표는 고온 저항을 가진 미끄러운 표면을 제작하는 방법을 설명하고 고온에서 준비된 표면의 접착 방지 효과를 조사하는 것입니다. 이 방법은 생물 의학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 전기 수술 기구의 연조직 접착 문제.

이 기술의 주요 장점은 준비된 슬립 표면이 고온에서 우수한 접착력을 얻을 수 있다는 것입니다. 이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 Liu Guang입니다. 이 절차를 시작하려면 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 포토마스크를 설계하고 제작합니다.

그런 다음 스테인리스 강판을 알칼리성 용액으로 실온에서 15분 동안 세척합니다. 초음파 세척기를 사용하여 500와트의 초음파 출력에서 40킬로헤르츠의 작동 주파수로 플레이트를 철저히 청소하십시오. 그런 다음 탈이온수와 헥산, 아세톤, 에탄올로 각각 10분씩 순차적으로 헹굽니다.

세척된 플레이트를 섭씨 150도로 설정된 핫플레이트에 놓습니다. 스테인리스 스틸을 알루미늄 호일로 덮고 핫플레이트에 30분 동안 그대로 두어 건조시킵니다. 그런 다음 강철을 스핀 커터로 옮겨 중앙에 놓습니다.

스포이드를 사용하여 중앙에서 시작하여 전체 플레이트가 덮일 때까지 가장자리를 향해 이동하면서 플레이트에 약 1ml의 포지티브 포토레지스트를 주입합니다. 그런 다음 700rpm에서 6초 동안 회전하는 스핀 커터를 시작한 다음 15초 동안 1500rpm으로 증가하여 포토레지스트를 고르게 펴십시오. 그런 다음 진공 밸브를 해제합니다.

핀셋을 사용하여 스핀 커터에서 코팅된 강철을 제거합니다. 스틸을 섭씨 120도의 핫플레이트에 2분 동안 유지하여 포토레지스트를 굽습니다. 그런 다음 스테인리스 스틸을 사진 인쇄 기계의 진공 밸브로 옮깁니다.

노출 시간을 25초로 설정하고 사진 인쇄기를 켭니다. 그런 다음 강철을 제거하십시오. 현상액에 1분 동안 담가두면 자외선에 노출되지 않고 포토레지스트를 제거할

그런 다음 현상액에서 플레이트를 제거하고 탈이온수로 세척합니다. 세척된 플레이트를 질소 가스로 건조시킵니다. 다음으로 건조된 강철을 핫플레이트에 놓습니다.

섭씨 120도에서 2분간 굽는다. 100배 배율의 정립 현미경을 사용하여 스테인리스강에서 얻어진 감광액 질감을 검사합니다. 시작하려면 500ml 비커에 200ml의 화학 에칭 용액을 준비합니다.

그런 다음 스테인레스 스틸을 추가하십시오. 접시를 용액에 10분 동안 그대로 두십시오. 핀셋을 사용하여 화학적으로 에칭된 강철을 제거합니다.

탈이온수로 1분 동안 씻으십시오. 질소 가스를 사용하여 건조합니다. 초음파 세척 기계를 사용하여 아세톤으로 강철을 5 분 동안 청소하여 포토 레지스트 질감을 제거하십시오.

다음으로 에칭 된 플레이트를 질소 가스로 건조시킵니다. 탈이온수를 꾸준히 사용하여 화학적으로 에칭된 스테인리스강을 청소하십시오. 질소 가스로 건조시킵니다.

핫플레이트를 사용하여 강철을 섭씨 100도까지 30분 동안 가열하여 표면을 완전히 건조시킵니다. 다음으로 강철을 RF 플라즈마 기계로 옮깁니다. 100와트의 RF 출력, 100mbar의 시스템 압력 및 20SSCM의 유속을 사용하여 10분 동안 O2 플라즈마 처리로 강철을 수산화합니다.

그 후 무수 톨루엔에 1 밀리리터 OTS 용액을 준비합니다. OTS 용액에서 에칭된 강철을 이송합니다. 비커를 밀봉하고 실온에서 4시간 동안 그대로 두십시오.

그런 다음 용액에서 강철을 제거하고 무수 톨루엔으로 청소하십시오. 초음파 세척기를 사용하여 10분 동안 접시를 청소합니다. 질소 가스로 말리십시오.

먼저 스포이드를 사용하여 OTS 코팅된 화학적으로 에칭된 스테인리스강에 약 10ml의 실리콘 오일을 첨가합니다. 다음으로 광학 실체 현미경을 사용하여 강철 표면에서 실리콘의 습윤 과정을 관찰합니다. 강판을 1시간 동안 수직 위치에 놓아 여분의 기름을 제거합니다.

그런 다음 미끄러운 실리콘 표면에 4마이크로리터의 물방울을 떨어뜨립니다. 강철을 광학 현미경에 넣고 약 2도로 기울입니다. 낮은 배율에서 물방울을 관찰하여 미끄러운 표면에서 쉽게 이동할 수 있는지 확인하십시오.

핀셋을 사용하여 강철을 핫플레이트로 옮깁니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 다양한 고온에서 습윤 방지 거동을 분석하기 위해 온도를 설정합니다. 고속 카메라를 삼각대에 고정하고 강철 쪽으로 향하게 합니다.

초점을 조정한 후 마이크로 주사기를 사용하여 미끄러운 표면에 10마이크로리터의 물을 넣고 500Hz의 프레임 속도로 물방울의 움직임을 기록합니다. 물방울이 강철의 미끄러운 표면에서 미끄러지면 기록을 중지합니다. 그런 다음 테스트 프로토콜에 설명된 대로 미끄러운 표면이 연조직에 미치는 접착 방지 효과를 분석합니다.

이 연구에서는 OTS 코팅된 화학적으로 에칭된 스테인리스강에 실리콘 오일을 첨가하여 미끄러운 표면을 준비합니다. 습윤 가공이 완료된 후 눈에 보이는 오일 층을 건조한 표면과 구별할 수 있습니다. 그런 다음 미끄러운 특성을 조사하여 2도 각도로 배향될 때 준비된 표면에 물방울을 퇴적시킵니다.

노란색 점선은 접촉 지점을 표시하고 물방울이 표면을 따라 떠다니고 미끄러지는 것으로 보입니다. 다음으로 다양한 고온에서 습윤 방지 거동을 조사합니다. 섭씨 200도에서 물방울은 처음에는 표면에 단단히 접촉하는 것으로 보이지만 시간이 지남에 따라 접촉이 감소합니다.

6200밀리초에서 액적이 표면에서 미끄러지기 시작합니다. 섭씨 250도에서는 비말의 초기 접촉 면적이 상당히 작은 것으로 보입니다. 이 온도에서 액적은 단 800밀리초 후에 표면에서 미끄러지기 시작합니다.

그러나 섭씨 300도에서는 입자가 접촉하는 즉시 불안정해지고 250밀리초 후에 표면에서 빠르게 미끄러집니다. 그런 다음 미끄러운 표면이 연조직에 미치는 접착 방지 효과를 평가하여 접착력을 측정합니다. 접착력은 매끄러운 스테인리스강에서 0.80 플러스 또는 마이너스 0.18뉴턴이고 미끄러운 표면에서 0.04 플러스 또는 마이너스 0.02뉴턴으로 보입니다.

따라서, 미끄러운 표면과 매끄러운 스테인리스강 표면 사이의 접착력에 자릿수의 차이가 있었습니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 12시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 방법은 효과적인 접착 효과를 위해 미끄러운 표면이 있는 전기 수술 기구를 설계하고 제작하는 데 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

또한 제어 장치의 윤활 및 에이전트의 접착과 같은 다른 시스템에도 적용할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 고온에서 핫플레이트를 만지지 않도록 하는 것이 중요합니다. 개발 후 이 기술은 생물 의학 공학 분야의 연구자들이 전기 수술 기구의 연조직 접착 문제를 해결할 수 있는 길을 열었습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 고온 저항이 있는 미끄러운 표면을 제작하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.