Proces van het maken van drie-dimensionale Microstructuren behulp Verdamping van een Sacrificial Component

Du T. Nguyen; Y. T. Leho; Aaron P. Esser-Kahn

doi:10.3791/50459

Method Article

Proces van het maken van drie-dimensionale Microstructuren behulp Verdamping van een Sacrificial Component

DOI:

10.3791/50459

⸱

November 2nd, 2013

Du T. Nguyen¹ , Y. T. Leho² , Aaron P. Esser-Kahn²

¹Department of Physics, University of California, Irvine, ²Department of Chemistry, University of California, Irvine

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De verdamping van een Sacrificial Component (Vasc) proces wordt gebruikt om microvasculaire structuren fabriceren. Deze procedure maakt gebruik van opofferende poly (melkzuur) zuur vezels om holle microchannels vormen met nauwkeurige 3D geometrische positionering door het laser micromachined geleidingsplaten.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vasculaire structuren in natuurlijke systemen zijn in staat om hoge massa vervoer aan te bieden door middel van groot oppervlak en geoptimaliseerde structuur. Enkele kunststof fabricagetechnieken kunnen de complexiteit van deze structuren nabootsen behoud schaalbaarheid. De verdamping van een Sacrificial Component (Vasc) proces is in staat om dit te doen. Dit proces maakt gebruik offers vezels als een sjabloon om holle, cilindrische microkanalen ingebed in een matrix. Tin (II) oxalaat (SNOX) is ingebed in poly (melkzuur) (PLA) vezels die het gebruik van dit proces vergemakkelijkt. De SNOX katalyseert de depolymerisatie van de PLA vezels bij lagere temperaturen. Het melkzuur monomeren zijn gasvormig bij deze temperaturen en kunnen vanaf de geïntegreerde matrix verwijderd worden bij temperaturen die niet de matrix niet beschadigen. Hier laten we een methode voor het uitlijnen van deze vezels met behulp micromachined borden en een spaninrichting om complexe patronen van driedimensionaal gekleed microkanalen maken.Het proces maakt de exploratie van vrijwel elke regeling van vezels topologieën en structuren.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Natuurlijke systemen uitgebreid vasculaire netwerken vele biologische functies te vergemakkelijken. Massatransport efficiënt in dergelijke systemen als gevolg van hoge oppervlak tot volume verhouding en geoptimaliseerde verpakking constructies worden gerealiseerd. Hoewel veel synthetische fabricagetechnieken kan produceren microvasculaire structuren, kan geen grootschalige microvasculatuur produceren met behoud van complexiteit en compatibiliteit met bestaande fabricagemethoden ^1-5. Structuren zoals het aviaire long bieden een inspiratie. Hoe gaan we fabriceren structuren van deze complexiteit voor het verbeteren van massatransport?

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Katalyseren Sacrificial Vezels

Wikkel de gewenste hoeveelheid poly (melkzuur) zuur vezels rond het onderste ¾ maat spil. Verminderen fiber overlap aan de maximale oppervlakte exposure gebied.
Meng gedeïoniseerd _H2O met 40 ml Disperbyk 130 in een gesloten fles en schud totdat een homogene oplossing wordt verkregen. Plaats dan een bekerglas 1000 ml in een waterbad bij 37 ° C en giet trifluorethanol het bekerglas. De hoeveelheid _H2O en TFE, hangt af van de PLA vezeldiameter gebruikt.
Vezeldiameter Hoeveelheid H ₂ O (ml)

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze procedure verschaft een werkwijze voor het vervaardigen microvasculaire structuren ingebed in een hars. Deze structuren kunnen voldoen aan een verscheidenheid van patronen (figuur 2). De structuur van het microvasculaire netwerk is alleen beperkt door de structuren die kunnen worden gevormd met de opofferende vezels.

Met behulp van een parallelschakeling van microvasculaire kanalen, gastransport tussen vloeistofstromen wordt vergemakkelijkt als gassen steken een permeab.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De invoering van de SNOX katalysator in de PLA vezels kunnen de vezels depolymeriseren bij een lagere temperatuur. Dit voorkomt de degradatie van de inbedding hars, in casu PDMS. Een aangepaste spil moet de behandelingsoplossing (figuur 5A) meng goed. De spil bestaat uit zes draagstangen rondom een centrale kern die hecht aan een mixer. De vezels zijn gewikkeld rond de steunstangen zodat het oppervlaktegebied van de verpakking vezels in contact met de katalytische oplossing werd gemaximaliseerd. De on.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

We hebben ingediend voor een voorlopige patent op deze technologie und US patent Amerikaanse voorlopige aanvraag serienummer 61/590, 086.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door de AFOSR Young Investigator programma in het kader FA9550-12-1-0352 en een 3M Non-Zelfstandig Faculty Award. De auteurs willen graag Lalisa Stutts en Janine Tom bedanken voor nuttige discussie met betrekking tot dit project. De auteurs danken de Calit2 Microscopy Center en Laser Spectroscopy faciliteit aan de University of California, Irvine voor het toestaan van het gebruik van haar faciliteiten. Hodge Harland en de UCI Exacte Wetenschappen Machine Shop worden bedankt voor de fabricage van gereedschappen. Poly (melkzuur) zuur vezels werden genereus geleverd door Teijin Monofilament.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Reagent
Tin (II) oxalate	Sigma-Aldrich	402761
Disperbyk 130	BYK Additives Instruments
Trifluoroethanol	Halocarbon
Malachite Green (technical grade)	Sigma-Aldrich	M6880
Sodium hydroxide (≥98%, pellets)	Sigma-Aldrich	S5881
Polydimethylsiloxane (PDMS)	Dow Corning	3097358-1004	Distributed from Ellsworth Adhesives
Poly(lactic) acid fibers	Teijin Monofilament
Material
RW 20 Digital Mixer	IKA	3593001
Desiccator Jar	Pyrex
Vacuum Oven	Fisher Scientific
Third Hand	Jameco Electronics	26690	Plate holder
Glue Gun	Stanley	GR20L
PLA Spindle			Custom made
Tensioning Board			Custom made

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bellan, L. M., Singh, S. P., Henderson, P. W., Porri, T. J., Craighead, H. G., Spector, J. A. Fabrication of an artificial 3-dimensional vascular network using sacrificial sugar structures. Soft Matter. 5 (7), 1354(2009).
Bellan, L. M., Strychalski, E. A., Craighead, H. G.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Proces van het maken van drie-dimensionale Microstructuren behulp Verdamping van een Sacrificial Component

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles