Name: 스테인레스 스틸에 미 끄 러운 표면의 준비 및 과열 방지 접착 동작 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: 학습하세요 고온 저항성 미끄러운 표면 제조 방법을 통해 전기수술 기구의 연조직 점착 문제를 해결하는 기술입니다. 이 프로토콜은 생물의학 분야에서 수술 효율성을 향상시키는 혁신적인 표면 공학 솔루션을 제공합니다.

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이 일과 국립 자연 과학 재단의 중국 (보조금 번호 51290292)에 의해 지원 되었다 박사 학위 학생 들을 위한 BUAA의 학문적 우수성 재단에 의해 또한 지원 되었다.

1입니다. 스테인레스 스틸 사진 평판
<ol><li>기계 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 포토 마스크를 디자인 하 고 디자인 포토 마스크 프린터4에 그것을 제출 하 여 조작.</li>
	<li>워시 스테인레스 스틸 (316 SS; 길이 x 폭: 4 cm x 4 cm, 두께: 1mm) 알카라인 솔루션 (50 g/L NaOH와 40 g/L Na2CO3) 기름 오염 물질을 제거 하는 15 분 동안 실내 온도에서 그것을 rinsing 하 여.</li>
	<li>철저 하 게 초음파 청소 초음파 청소 기계에 수행 하 여 스테인리스를 청소 (작동 주파수: 40 KHz 초음파 전력: 500 W). 순차적으로 이온된 수, n-헥 산, 아세톤, 그리고 10 분에 대 한 에탄올으로 씻어.</li>
	<li>에 배치 하 여 그것은 뜨거운 접시 30 분 보호에 대 한 150 ° C에서 스테인리스 알루미늄 (Al) 호 일의 시트와 함께 그것을 취재 하 여 스테인레스 스틸을 건조.</li>
	<li>스테인리스 스틸 스핀 coater의 중앙에 놓습니다. Dropper를 사용 하 여는 포토 레지스트를 완전히 스테인레스 스틸 커버까지 가장자리에 센터에서 스테인레스 스틸에 긍정적인 감광 제 (약 1 mL)을 입금. 포토 레지스트에 거품 형성을 하지 마십시오.<ol>
<li>스핀-코팅, 처음 6 700 rpm/min의 속도와 수행 s, 스핀 사이클을 시작 하 고 다음 15 1500 rpm/min의 속도 s는 포토 레지스트를 균등 하 게 확산.</li>
	</ol>
</li>
	<li>진공 밸브를 해제 하 고 스테인리스 핀셋의 쌍을 사용 하 여 검색 합니다. 구워는 포토 레지스트를 2 분 동안 120 ° C에서 핫 플레이트에 스테인리스 스틸을 놓습니다.</li>
	<li>장소는 포토 리소 그래피 시스템의 진공 밸브에 스테인리스. 사진 평판 컴퓨터의 노출 시간을 25로 설정 s. 참고: 여기, 사진 평판 기계는 254의 자외선 (UV) 빛 파장 연락처 aligner 및 13 mW/cm2의 광도.</li>
	<li>스테인레스 스틸 놓고 개발자 솔루션 UV 빛에 노출 하지 않고는 포토 레지스트를 제거 하는 1 분 동안에. 개발자 솔루션에서 스테인레스 스틸을 제거 하 고 이온을 제거 된 물으로 씻어 N2 가스에서 건조.</li>
	<li>2 분 동안 120 ° C에서 구워 뜨거운 플레이트에 스테인리스 스틸을 놓습니다.</li>
	<li>100 x의 확대와 함께 똑바로 현미경을 사용 하 여 얻은 감광 텍스처를 검사 하는 스테인리스의 표면 관찰.</li>
</ol>2. 스테인레스 스틸의 화학 에칭
<ol><li>화학 에칭 솔루션 500 mL 비 커에 200ml (400 g/L FeCl3, 인산 20 g/L, 및 100 g/L 염 산)의 볼륨을 준비 합니다.</li>
	<li>10 분 동안 화학 솔루션에 감광 텍스처와 스테인리스를 놓습니다. 스테인리스 스틸 조각 서로 연결할 수 없습니다. 한 번에 최대 4 개의 스테인리스 조각 놓습니다.</li>
	<li>핀셋을 사용 하 여 화학적으로 에칭된 스테인레스 스틸에서가지고 가십시오, 조각 1 분, 이온을 제거 된 물으로 세척 하 고 N2 가스와 함께 그들을 건조.</li>
	<li>5 분 동안 초음파 청소 아세톤에 스테인리스 물속 여 감광 텍스처를 제거 합니다. 그런 다음, N2 가스를 화학적으로 에칭된 스테인레스 스틸 건조.</li>
</ol>3. 화학적 에칭된 스테인레스 스틸에 자기 조립을 OTS
<ol><li>이온된 수의 꾸준한와 화학적 에칭된 스테인리스를 청소 하 고 N2 가스로 건조 완전히 표면 건조 30 분 100 ° C에서 뜨거운 접시에 놓습니다.</li>
	<li>RF 플라즈마 기계, 10 분, 100 mbar의 시스템 압력 및 유량 20 sccm의 100 W의 RF 전력에 O2 플라즈마 치료와 화학적 에칭된 스테인레스 스틸 hydroxylate</li>
	<li>비 커에 무수 톨루엔에 1mm OTS 솔루션을 준비 합니다. 솔루션 준비 하기 전에 철저 하 게 비 커를 건조.</li>
	<li>상 온에서 화학적으로 에칭된 스테인레스 스틸 4 h에 대 한 OTS 솔루션 린스. 봉인된 된 봉투에 비 커를 놓습니다. 스테인레스 스틸 조각을 서로 연결할 수 없습니다.</li>
	<li>스테인레스 스틸을 제거, 10 분, 초음파 청소를 수행 하 여 무수 톨루엔으로 그것을 청소 하 고 N2 가스 건조.</li>
</ol>4. 미 끄 러운 표면 준비
<ol><li>보증금 약 10 mL/cm2 실리콘 오일 (점도: 350 중부 표준시, 표면 장력: 21.1 mN/m)에 OTS 코팅, 화학적 에칭 스테인리스 dropper를 사용 하 여.</li>
	<li>(10 배 확대) 스테인리스 스틸 표면에 실리콘 오일의 일로 과정을 관찰 하는 광학 stereomicroscope를 사용 합니다.</li>
	<li>1 시간에 대 한 수직 위치에 스테인리스 스틸을 배치 하 여 초과 실리콘 기름을 제거 합니다.</li>
</ol>5. 물 미 끄 러운 표면에 행동을 슬라이딩의 조사
<ol><li>미 끄 러운 표면에 물방울 4 µ L를 입금. 광학 현미경 스테인리스 놓고 기판 ~ 2 ° 기울기.</li>
	<li>미 끄 러운 표면에는 쉬운 슬라이딩 속성이 확인 낮은 확대 (50 x)에 미 끄 러운 표면에 슬라이딩 하는 물방울을 시각화.</li>
</ol>6. 높은 온도에서 미 끄 러운 표면에 반대로 일로의 분석
<ol><li>미 끄 러운 표면 가진 스테인리스 핀셋을 사용 하 여 뜨거운 접시에 놓습니다. 다른 높은 온도 (즉, 200 ° C, 250 ° C, 및 300 ° C) 다른 온도에 안티 일로 동작 분석 하에 핫 플레이트를 설정 합니다. 참고:는 직접 손으로 높은 온도 스테인리스 만지지 마십시오.</li>
	<li>마이크로 주사기를 사용 하 여 미 끄 러운 표면에 10 µ L 물방울을 입금. 참고: 물 방울을 삭제 하기 전에 미 끄 러운 표면 온도 평형을 도달 한다.</li>
	<li>고속 카메라를 사용 하 여 500 Hz의 프레임 속도로 물 방울 움직임을 기록.<ol>
<li>삼각대에 카메라를 수정 하 고 스테인레스 스틸으로 카메라의 렌즈를 직접. 맑은 물 물방울 이미지를 카메라의 초점을 조정 합니다. 카메라의 시작 버튼을 누르면 스테인리스 스틸 표면에 물방울의 움직임을 기록 합니다. 때 물 방울 슬라이드에서 녹음을 완료 스테인레스 스틸 카메라의 끝 버튼을 눌러.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. 미 끄 러운 표면 연 조직에의 반대로 접착 효과의 분석
<ol><li>조작자를 사용 하 여, 그림 3a에서와 같이 측정 플랫폼4를 강제 하는 동력 계, 핫 플레이트 및 고정 기구는 접착을 설정 하려면.</li>
	<li>핫 플레이트에 테스트 표면을 놓습니다. 클램프를 사용 하 여 접시에 스테인레스 스틸을 해결 하기 위해. 특정 높은 온도 테스트 표면이 열 (예를 들어, 300 ° C). 참고: 테스트 표면 밀접 하 게 미 끄 러운 표면에 효율적인 열 전송 되도록 핫 플레이트를 문의 해야 합니다.</li>
	<li>조작자에 동력을 수정 합니다. 실린더의 테이블 연결 (직경: 2 cm) 부드러운 조직으로 힘 머리 고정 플랫폼.</li>
	<li>부드러운 조직 수정 (예를 들어, 닭 가슴살, 길이: 5 cm, 폭: 2cm, 두께: 3mm) 얇은 와이어를 사용 하 여 실린더 테이블에. 연 조직 표면 인지 확인 대략도.</li>
	<li>동력 계는 조작자의 모션 버튼을 회전 하 여 특정 최대 힘 (예를 들어, 4.5 N)에 도달할 때까지 1 m m/s의 속도에서 테스트 표면에 부드러운 조직을 로드 합니다. 그런 다음, 같은 속도로 부드러운 조직 언로 드.</li>
	<li>데이터 전송 라인을 사용 하 여 동력 계에 컴퓨터를 연결 하 고 부드러운 조직 및 테스트 표면 사이 실시간 힘을 기록 합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

이 원고는 높은-온도 저항와 미 끄 러운 표면 날조를 위한 프로토콜을 자세히 설명 합니다. 우리의 준비 된 표면의 미 끄 러운 속성은 물방울의 쉬운 슬라이딩 동작을 관찰 하 여 시연 했다. 그런 다음, 다른 높은 온도에 준비 미 끄 러운 표면의 안티 일로 뜨거운 표면에는 물방울을 입금 하 여 조사 했다. 결과 표시 준비 미 끄 러운 표면에 그것의 미 끄 러운 속성 유지 그것 300 ° c.의 위가 열 하는 경우에 우리는 또한의 부드러운 조직에 미 끄 러운 표면 방지 접착 효과 결정합니다.
Superhydrophobic 표면 달리 미 끄 러운 표면에 표면 구조 생긴된 윤 활 유에 대 한 지주 구조 역할을 합니다. 에 따르면 이전 연구25의 경우, 실리콘 오일에 대 한 OTS 코팅 표면의 우선 선호도 때문에 물 방울 것 플 로트 실리콘 오일 주입 표면 구조에, 그림 1B에서 시연으로. 게...

액체와 부드러운 조직 사용 하기 위해 높은 온도에서 방지 접착 표면 electrosurgical 악기에 잠재적인 그들의 광범위 한 응용 프로그램 때문에 상당한 관심을 받은 엔진, 파이프라인 등 1 , 2 , 3 , 4. Bioinspired 표면, 특히 superhydrophobic 표면, 그들의 우수한 젖 음 방지 능력 및 셀프 클리닝 속성5이상적인 선택으로 간주 됩니다. Superhydrophobic 표면 방지 습윤 능력 표면 구조에 잠긴된 어 관찰 한다. 그러나 캐시 박스 상태6,7에 있기 때문에, superhydrophobic 상태가 안정 되지 않습니다. 또한, 높은 온도에서 액체 작은 물방울에 대 한 안티 일로 Wenzel 상태8캐시 백스터에서 습윤 상태 전환 때문에 실패할 수 있습니다. 이 일로 전환 작은 액체 방울 젖 음 구조, 장소에서 공기를 잠그려면 실패 귀착되는 의해 유도 된다.
최근, 투 수 식물, 네의 peritome의 미 끄 러운 속성에 의해 영감 왕 외. 보고 표면 구조9,10에 윤활제를 주입 하 여 미 끄 러운 표면을 구성 하는 개념 ,11. 모 세관 힘으로 인해 구조는 superhydrophobic 표면에 잠긴된 공기 주머니와 마찬가지로 장소에 단단히 윤 활 유를 저장할 수 있습니다. 따라서, 윤활제 및 표면 구조는 안정적인 고체/액체 표면을 형성할 수 있다. 복합 표면에 액체 작은 물방울만 매우 낮은 접촉 각 히스테리시스 쉽게 슬라이드 수 윤 활 유는 표면 구조에 대 한 특혜 선호도 때 (예를 들어, ~ 2 °)12. 이 윤 활 유 레이어는 또한 놀라운 안티 일로 기능13, 의료 기기14,15을 위한 큰 잠재력을 보여주는 하 표면 수 있습니다. 그러나, 미 끄 러운 표면에 이전 연구는 주로 상 온 또는 저온에서 응용 프로그램에 대 한 준비에 집중. 높은-온도 저항와 미 끄 러운 표면 준비에 매우 몇 가지 연구 있다. 예를 들어 장 외. 윤활제의 급속 한 증발 빠르게도 약간 높은 온도16미 끄 러운 속성의 실패 원인으로 나타났다.
높은-온도 저항와 미 끄 러운 표면 잠재적인; 응용 프로그램 확대 수 있습니다. 예를 들어 그들은 부드러운 조직 접착 electrosurgical 악기 팁 감소 액체 장벽으로 사용할 수 있습니다. 외과 수술 중 심한 연 조직 접착 electrosurgical 악기 팁의 높은 온도 때문에 발생합니다. 부드러운 조직, 다음 팁17,,1819주위 연 조직 눈물 악기 끝에 그것을 일으키는 까맣게 수 있습니다. Electrosurgical 악기 끝에 준수 부드러운 조직 작업에 부정적인 영향을 하 고 또 hemostasis19,20의 실패를 일으킬 수 있습니다. 이러한 효과 크게 해 사람들의 건강 및 경제 관심사를. 따라서 electrosurgical 악기 연 조직 접착의 문제 해결은 매우 긴급입니다. 사실, 미 끄 러운 표면이이 문제를 해결 하는 기회를 제공 합니다.
여기, 선물이 미 끄 러운 표면 고온에서 사용할 수를 조작 하는 프로토콜. 스테인레스 스틸 표면 물자로 그것의 높은-온도 저항 때문에 선정 되었다. 스테인레스 스틸은 포토 리소 그래피를 이용한 화학 에칭에 의해 roughened. 다음, 표면 했다 기능성 생체 소재, 염 분 octadecyltrichlorosilane (OTS)21,22,,2324. 미 끄 러운 표면 실리콘 오일을 추가 하 여 준비 되었다. 이러한 자료는 높은-온도 저항을 달성 하기 위해 미 끄 러운 표면을 사용할 수 있습니다. 높은 온도 부드러운 조직에 방지 접착 효과에서 반대로 흐른다 속성 조사 되었다. 결과 높은 온도에서 방지 접착 문제 해결 하기 위해 미 끄 러운 표면 사용의 잠재력을 보여.

<table><tbody><tr><td>스테인레스 스틸</td><td>Hongtu Corporation</td><td>316</td><td>수령 시 사용</td></tr><tr><td>Octadecyltrichlorosilane</td><td>Huaxia 시약</td><td>112-04-9</td><td>수령 시 사용</td></tr><tr><td>포토레지스트</td><td>Kempur Microelectronic Corporation</td><td>317S</td><td>수령 시</td></tr><tr><td>사용 실리콘 오일</td><td>Beijing Chemical Works</td><td>350 cst</td><td>수령 시 사용</td></tr><tr><td>무수 톨루엔</td><td>베이징 Chemical Works</td><td>108-88-3</td><td>받은 대로 사용</td></tr><tr><td>인산 (H3PO4)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7664-38-2</td><td>받은 대로</td></tr><tr><td>사용 염산(HCl)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7647-01-0</td><td>받은 대로 사용</td></tr><tr><td>Ferric chloride (FeCl3)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7705-08-0</td><td>받은 대로 사용</td></tr><tr><td>광학 정립 현미경</td><td>올림푸스</td><td>BX51</td><td></td></tr><tr><td>광학 스테레오 현미경</td><td>올림푸스</td><td>SZX16</td><td></td></tr><tr><td>고속 카메라</td><td>올림푸스</td><td>i-SPEED LT</td><td></td></tr><tr><td>초음파 세척기</td><td>KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO., LTD</td><td>KQ-500E</td><td></td></tr><tr><td>동력계</td><td>Yueqing Handapi Instruments Co., Ltd</td><td>HP-5</td><td></td></tr><tr><td>매니퓰레이터</td><td>Yueqing Handapi Instruments Co., Ltd</td><td>HLD</td><td></td></tr><tr><td>핫 플레이트</td>, <td>Shenzhen Jingyihuang Corporation</td><td>DRB-1</td><td></td></tr></tbody></table>

스테인레스 스틸에 미 끄 러운 표면의 준비 및 과열 방지 접착 동작

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

높은-온도 저항와 반대로 접착 표면 electrosurgical 악기, 엔진, 및 파이프라인에 잠재적인 넓은 신청이 있다. 전형적인 안티 일로 superhydrophobic 표면 쉽게 과열 액체에 노출 되 면 실패 합니다. 최근, 네-영감 을된 미 끄 러운 표면 접착 문제를 해결 하는 새로운 방법을 설명 했다. 미 끄 러운 표면에 윤 활 유 레이어 격퇴 재료와 표면 구조 사이의 장벽으로 작동할 수 있다. 그러나, 이전 연구에서 미 끄 러운 표면 거의 높은-온도 저항을 보였다. 여기, 우리는 높은-온도 저항와 미 끄 러운 표면의 준비에 대 한 프로토콜을 설명합니다. 포토 리소 그래피를 이용한 방법은 스테인레스 스틸 기둥 구조를 조작 하 사용 되었다. 식 염 수와 표면, functionalizing에 의해 미 끄 러운 표면 실리콘 오일을 추가 하 여 준비 되었다. 준비 미 끄 러운 표면 표면 300 ° c.에가 열 되었다 하는 경우에, 물에 대 한 안티 일로 속성 유지 또한, 미 끄 러운 표면 높은 온도에서 부드러운 조직에 큰 방지 접착 효과 전시. 이 유형의 스테인리스에 미 끄 러운 표면 응용 의료 기기, 기계 장비, 등등있다.

미 끄 러운 표면 실리콘 기름 OTS 코팅, 화학적 에칭 스테인레스 스틸에 추가 하 여 준비 되었다. 때문에 그들의 유사한 화학 속성을 표면 완전히 실리콘 오일에 의해 접촉 되었다. 일로 과정 그림 1a에 표시 됩니다. 빨간 점선 일로 라인을 표시합니다. 젖 음, 후 눈에 보이는 기름 층 건조 표면에서 구별 될 수 있습니다. 준비 미 끄 러운 표면에의 미 끄 러운 속성 약 2 °의 각도와 미 끄 러운 표면에는 물방울을 입금 하 여 조사 했다. 그림 1b 미 끄 러운 표면에 제자리에서 물 물방울 움직임을 보여줍니다. 노란 점선 표시 연락처 선 고 결과 보여 물방울 부동 하 고 미 끄 러운 표면에 슬라이딩.
높은 온도에서 물방울에 준비 미 끄 러...

미 끄 러운 표면 접착 문제를 해결 하기 위해 새로운 방법을 제공 합니다. 이 프로토콜에는 높은 온도에서 미 끄 러운 표면 조작 하는 방법을 설명 합니다. 결과 미 끄 러운 표면 액체 및 높은 온도에서 부드러운 조직에 대 한 놀라운 방지 접착 효과가 반대로 일로 보여 보여 줍니다.

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

본 실험의 전반적인 목적은 고온 내성을 가진 미끄러운 표면을 제작하는 방법을 설명하고, 이렇게 준비된 표면의 고온 항부착 효과를 조사하는 것입니다. 이 방법은 전기수술 기구의 연조직 부착 문제와 같이 생의학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.이 기술의 주요 장점은 준비된 슬립 표면이 고온에서 우수한 접착력을 얻을 수 있다는 것입니다. 이 절차의 시연은 제 연구실의 대학원생인 Liu Guang이 맡아 진행하겠습니다. 이 절차를 시작하려면 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 포토마스크를 설계하고 제작하십시오.다음으로, 스테인리스강 플레이트를 상온의 알칼리 용액에서 15분 동안 세척합니다. 초음파 세척기를 사용하여 40 kilohertz의 작동 주파수와 500 watts의 초음파 출력으로 플레이트를 철저히 세척합니다. 그 후 탈이온수와 hexane, acetone, ethanol 순으로 각각 10분씩 헹굽니다.세척한 플레이트를 150 °C로 설정된 핫플레이트 위에 놓습니다. 스테인리스 스틸을 알루미늄 호일 시트로 덮고 30분 동안 핫플레이트 위에 두어 건조시킵니다. 그 후, 스틸을 스핀 커터의 중앙에 옮겨 배치합니다.스포이드를 사용하여 플레이트 중심부부터 가장자리 방향으로 양성 포토레지스트를 약 1 milliliter 도포하여 플레이트 전체를 덮습니다. 다음으로 스핀 커터를 700 rpm에서 6초 동안 회전시킨 후, 1500 rpm으로 높여 15초 동안 회전시켜 포토레지스트를 균일하게 도포합니다. 그 후 진공 밸브를 엽니다.핀셋을 사용하여 스핀 커터에서 코팅된 스틸을 제거합니다. 포토레지스트를 베이킹하기 위해 스틸을 120 °C의 핫플레이트 위에 2분 동안 둡니다. 그다음, 스테인리스 스틸을 포토마스킹 장비의 진공 밸브로 옮깁니다.노출 시간을 25초로 설정하고 포토마스크 노광기를 켭니다. 그 다음 스틸 플레이트를 제거합니다. 이를 UV 광선에 노출시키지 않은 상태에서 현상액에 1분 동안 담가 포토레지스트를 제거합니다.그다음 플레이트를 현상액에서 꺼내어 탈이온수로 세척합니다. 세척된 플레이트를 질소 가스로 건조합니다. 이어서 건조된 스틸을 핫플레이트 위에 올립니다.120 °C에서 2분 동안 가열하십시오. 100배 배율의 정립 현미경을 사용하여 스테인리스 스틸 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 검사하십시오. 우선, 500 mL 비커에 200 mL의 화학 식각 용액을 준비하십시오.그 다음 스테인리스강을 넣습니다. 플레이트를 용액에 10분 동안 둡니다. 핀셋을 사용하여 화학적으로 식각된 강철을 꺼냅니다.탈이온수로 1분 동안 세척하십시오. 질소 가스를 사용하여 건조하십시오. 초음파 세척기를 사용하여 아세톤에서 5분 동안 강철을 세척하여 포토레지스트 잔여물을 제거하십시오.다음으로 질소 가스를 사용하여 식각된 플레이트를 건조합니다. 탈이온수를 일정하게 흘려 화학적으로 식각된 스테인리스강을 세척하십시오. 질소 가스로 건조합니다.핫플레이트를 사용하여 강철을 100 °C에서 30분 동안 가열하여 표면을 완전히 건조시킵니다. 다음으로 강철을 RF 플라즈마 장비로 옮깁니다. RF 출력 100 W, 시스템 압력 100 mbar, 유량 20 SSCM 조건에서 10분 동안 O2 플라즈마 처리를 하여 강철을 하이드록실화합니다.그 후, 무수 톨루엔으로 1 mL의 OTS 용액을 준비합니다. 식각된 스틸을 OTS 용액에 넣습니다. 비커를 밀폐하고 실온에서 4시간 동안 방치합니다.그 다음 용액에서 강철을 꺼내 무수 톨루엔으로 세척합니다. 초음파 세척기를 사용하여 플레이트를 10분 동안 세척합니다. 질소 가스로 건조합니다.시작하려면 스포이드를 사용하여 OTS 코팅된 화학 식각 스테인리스강 위에 실리콘 오일 약 10 milliliters를 떨어뜨립니다. 다음으로 광학 실체현미경을 사용하여 강철 표면에서 실리콘의 젖음 과정을 관찰합니다. 과잉 오일을 제거하기 위해 강철판을 1시간 동안 수직 상태로 둡니다.그 다음, 미끄러운 실리콘 표면에 4 µL의 물방울을 떨어뜨립니다. 강철 시편을 광학 현미경에 올리고 약 2도 정도로 기울입니다. 저배율에서 물방울을 관찰하여 미끄러운 표면 위에서 쉽게 이동하는지 확인합니다.핀셋을 사용하여 강철 시편을 핫플레이트로 옮깁니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로, 다양한 고온에서의 방습 거동을 분석하기 위해 온도를 설정합니다. 고속 카메라를 삼각대에 고정하고 강철 시편을 향하게 합니다.초점을 조정한 후, 마이크로 시린지를 사용하여 미끄러운 표면에 10 µL의 물을 떨어뜨리고 500 Hz의 프레임 속도로 물방울의 움직임을 기록합니다. 물방울이 강철 미끄러운 표면에서 미끄러져 내려가면 기록을 중단합니다. 그런 다음 테스트 프로토콜에 설명된 대로 연조직에 대한 미끄러운 표면의 항접착 효과를 분석합니다.본 연구에서는 화학적으로 식각된 스테인리스강에 OTS를 코팅한 후 실리콘 오일을 첨가하여 미끄러운 표면을 제작합니다. 습윤 공정이 완료되면 건조한 표면과 구분되는 가시적인 오일 층을 확인할 수 있습니다. 이후 준비된 표면을 2도 각도로 기울인 상태에서 물방울을 떨어뜨려 미끄러운 특성을 조사합니다.노란색 점선은 접촉 지점을 나타내며, 물방울이 표면 위를 떠다니며 미끄러지는 것을 볼 수 있습니다. 다음으로, 다양한 고온 조건에서 내습윤 거동을 조사합니다. 200 °C에서 물방울은 처음에 표면에 단단히 접촉하는 것으로 보이나, 시간이 지남에 따라 그 접촉이 감소합니다.6200밀리초에서 액적이 표면에서 미끄러지기 시작합니다. 250°C에서 액적의 초기 접촉 면적은 상당히 더 작은 것으로 보입니다. 이 온도에서 액적은 단 800밀리초 후에 표면에서 미끄러지기 시작합니다.하지만 300 °C에서는 액적이 접촉 즉시 불안정해지며, 단 250 milliseconds 만에 표면에서 빠르게 미끄러져 내려갑니다. 이어서 접착력을 측정하여 연조직에 대한 미끄러운 표면의 항접착 효과를 평가합니다. 접착력은 매끄러운 스테인리스강 표면에서 0.80 ± 0.18 N, 미끄러운 표면에서 0.04 ± 0.02 N으로 나타났습니다.따라서 미끄러운 표면과 매끄러운 스테인리스강 표면 사이의 접착력에는 10배(order of magnitude)의 차이가 있었습니다. 숙달되면 이 기술은 적절히 수행되었을 때 12시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 방법은 효과적인 접착 효과를 위해 미끄러운 표면을 가진 전기 수술 기구를 설계하고 제작하는 데 통찰력을 제공할 수 있습니다.또한 이 방법은 제어 장치의 윤활이나 약제 부착과 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다. 이 절차를 수행하는 동안, 핫플레이트가 고온일 때 접촉하지 않도록 주의하는 것이 중요합니다. 개발 이후, 이 기술은 의공학 분야의 연구자들이 전기 수술 기구의 연조직 유착 문제를 해결할 수 있는 길을 열어주었습니다.이 영상을 시청한 후, 고온 내성이 있는 미끄러운 표면을 제작하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

감염 과정에서 핵심적인 단계는 호스트 세포로 병원균의 접착합니다. 대부분의 경우에서는이 유착 단계는 액체를 흐르는 의해 생성된 기계적 응력의 존재에 발생합니다. 우리는 세균 유착의 연구에 중요한 매개 변수로 전단 응력을 소개하는 기술을 설명합니다.

세균성 접착 연구에 전단 응력을 소개합니다

다양한 단일 분자를 AFM 팁에 공유 결합하는 프로토콜이 제시됩니다. 고체 지지체 및 생체 계면에서 이러한 분자의 접착력과 자유 에너지를 결정하기 위한 절차와 예가 제공됩니다.

원자 힘 분광학에 의해 단일 ​​분자 접착 조사

이 프로토콜은 특정 관심 세포 유형을 분리하기 위해 desthiobiotin, streptavidin, APTES 시스템의 사용자 정의 가능한 표면 기능화를 설명합니다. 또한 이 원고는 이 프로세스의 적용, 최적화 및 검증을 다룹니다.

유리 표면 기능화를 통해 표적 세포 격리 방법

이들은 기계적 장력 송신 조직 항상성 및 개발에 관여하는 신호 전달 경로를 시작으로 세포 표면 유착은 mechanotransduction 중앙이다. 여기서는 리간드 피복 된 자성 마이크로 비드 접착 수용체 포스 응용 프로그램을 사용하여, 인장에 응답하여 활성화되는 생화학 적 경로를 해부위한 프로토콜을 제시한다.

자석 구슬을 사용하여 기계 인장에 대한 응답으로 세포 표면 접착 리모델링 분석

지속적으로 쿠폰 표면 청소는 잘 정의 된 절차의 부족 확인 청소에 낮고 가변 복구에 큰 기여도 확인 되었습니다. 이 원고는 스테인리스 쿠폰 청소의 올바른 프로토콜을 설명 합니다.

스테인레스 스틸 표면의 Uncleanliness 제약 업계에 확인 청소의 실패

우리는 superhydrophobic 금속 표면에 생성 하 고 그들의 내구성 및 안티 입힌 속성을 탐구 하는 여러 방법론을 설명 합니다.

반 장식 응용 프로그램 Superhydrophobic 금속 표면의 제조

생체 분자 - 무기 고체 상 상호 작용을 이해하기위한 첫 번째 단계는 흡착 등온을 확립하여 평가 될 수있는 근본적인 물리 화학 상수를 드러내는 것입니다. 액체 상에서 의 흡착은 운동학, 표면 용량, pH 및 경쟁 흡착에 의해 제한되며, 흡착 실험을 설정하기 전에 모두 신중하게 고려해야합니다.

고갈 방법을 사용하여 유기 나노 입자를 분산 된 용액에 대한 짧은 펩타이드 흡착 연구

여기에 제시된 펩티드 CD47(pepCD47)을 다비스포산 화학을 이용한 금속 스텐트에 대한 프로토콜이 제시된다. pepCD47을 사용하여 금속 스텐트의 기능화는 염증 세포의 부착 및 활성화를 방지하므로 생체 적합성을 향상시키게 합니다.

CD47 유래 펩타이드 고정화를 통해 금속 임플란트에 대한 혈액 매개 세포 부착 완화

여기에 제시된 미세 기계적 장력 테스트를 통해 기본적인 재료 특성을 측정하는 절차가 있습니다. 기술된 마이크로 인장 시편 제조 방법(광석 촬영, 화학 에칭 및 집중 이온 빔 밀링을 결합하여 대량 재료 부피에서 신속한 미세 시편 제조허용), 인덴터 팁 수정 및 미세 기계적 장력 테스트(예시 포함).

첨가제 제조 된 17-4 PH 스테인리스 스틸 시편의 미세 기계적 장력 테스트

이 기사는 기존 현장 절차에 대한 실험실 규모의 조사와 누출 유정 밀봉을 위한 적응에 대해 보고합니다. 금속 파이프의 기계적 팽창으로 구성되어 금속/시멘트 결합이 향상되고 유압 경로가 궁극적으로 밀봉되며 미세환형 채널의 존재로 인한 가스 누출을 방지할 수 있습니다.

새는 Wellbores에 대한 해결책으로 스틸 튜브의 기계적 확장

학습하세요 고온 저항성 미끄러운 표면 제조 방법을 통해 전기수술 기구의 연조직 점착 문제를 해결하는 기술입니다. 이 프로토콜은 생물의학 분야에서 수술 효율성을 향상시키는 혁신적인 표면 공학 솔루션을 제공합니다.

스테인레스 스틸에 미 끄 러운 표면의 준비 및 과열 방지 접착 동작

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