Bereiding van Janus-deeltjes en wisselende stroom elektrokinetische metingen met een snel vervaardigde Indium-tinoxide-elektrode-array

Yu-Liang Chen; Hong-Ren Jiang

doi:10.3791/55950

Method Article

Bereiding van Janus-deeltjes en wisselende stroom elektrokinetische metingen met een snel vervaardigde Indium-tinoxide-elektrode-array

DOI:

10.3791/55950

⸱

June 23rd, 2017

Yu-Liang Chen¹ , Hong-Ren Jiang¹

¹Institute of Applied Mechanics, National Taiwan University

Summary

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

In dit artikel wordt een eenvoudige methode om gedeeltelijk of volledig gecoate metallische deeltjes te bereiden en AC-elektrokinetische eigenschappen te meten met een snel vervaardigde indiumtinoxide (ITO) -elektrode-array aangetoond.

Abstract

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

Dit artikel biedt een eenvoudige methode om gedeeltelijk of volledig gecoate metallische deeltjes te bereiden en om de snelle fabricage van elektrode arrays te verrichten, die elektrische experimenten in microfluïdische apparaten kunnen vergemakkelijken. Janus deeltjes zijn asymmetrische deeltjes die op hun twee zijden twee verschillende oppervlakte eigenschappen bevatten. Voor het bereiden van Janus deeltjes wordt een monolaag van silica deeltjes bereid door een droogproces. Goud (Au) wordt aan één kant van elk deeltje gedeponeerd met behulp van een sputterapparaat. De volledig gecoate metallische deeltjes worden na het tweede bekledingsproces voltooid. Om de elektrische oppervlakte eigenschappen van Janus deeltjes te analyseren, worden wisselstroom (AC) elektrokinetische metingen, zoals dielektroforese (DEP) en electrorotatie (EROT) - die speciaal ontworpen elektrode arrays in het experimentele apparaat nodig hebben - uitgevoerd. Echter, traditionele methoden voor het vervaardigen van elektrode arrays, zoals de fotolithografische techniek, vereisen een serieVan ingewikkelde procedures. Hier introduceren we een flexibele methode om een ontworpen elektrode array te fabriceren. Een glas van indiumtinoxide (ITO) wordt gevormd door een glasvezelmarkeringsmachine (1,064 nm, 20 W, 90 tot 120 ns pulsbreedte en 20 tot 80 kHz pulsherhalingsfrequentie) om een vierfasige elektrode-array te creëren. Om het vierfase elektrisch veld te genereren, worden de elektroden verbonden met een 2-kanaals-functie generator en op twee inverters. De faseverschuiving tussen de aangrenzende elektroden is ingesteld op 90 ° (voor EROT) of 180 ° (voor DEP). Representatieve resultaten van AC-elektrokinetische metingen met een vierfasige ITO-elektrode-array worden gepresenteerd.

Introduction

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

Janus deeltjes, genoemd naar de Romeinse god met een dubbel gezicht, zijn asymmetrische deeltjes waarvan de twee zijden fysisch of chemisch verschillend oppervlakken eigenschappen ¹ ^, ^{2 hebben} . Door deze asymmetrische eigenschap hebben Janus deeltjes speciale reacties onder elektrische velden, zoals DEP ³ ^, ⁴ ^, ⁵ ^, ⁶ , EROT ² en geïnduceerde lading elektroforese (ICEP) ⁷ ^, ⁸ ^,

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

Protocol

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

1. Fabricage van de Microchip

Voorbereiding van de ITO-elektrode
1. Gebruik commerciële illustratiesoftware om een kruispatroon te tekenen. Stel de afstand tussen de diagonale elektroden op tot 160 μm en maak de armen van het kruispatroon 30 mm breed en 55 mm lang, zoals weergegeven in figuur 1 . Sla het illustratiebestand op als een DXF-bestand.
2. Gebruik een glazen snijmachine om het ITO-glas te bekleden tot een maat van 25 mm x 50 mm (breedte x lengte). Gebruik 75% ethanol en DI water om het ITO glas meerdere keren te spoelen.
3. Zet het ITO-glas op de pulserende vezel lasermarkerings....

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

Results

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

De vierfase elektrode array is gemaakt door een laser laser markering machine. De ITO geleidende laag die op het glas is bedekt, wordt door een focuslaser verwijderd om een kruispatroon te vormen met een opening van 160 μm, zoals getoond in figuur 1B .

figure-results-1
Figuur 1 <.......

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

Discussion

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

Het vervaardigen van ITO-elektrode arrays met behulp van de vezel laser markeringsmachine biedt een snelle methode om elektroden op te stellen met willekeurige patronen. Er zijn echter nog enkele nadelen voor deze methode, zoals minder laders en de lagere fabricage-nauwkeurigheid van ITO-elektroden in vergelijking met metalen elektroden die zijn gecreëerd door traditionele methodes. Deze nadelen kunnen sommige experimenten beperken. Bijvoorbeeld, minder laders kunnen de distributie van het elektrische veld beïnvloeden w.......

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

Disclosures

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

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

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

Dit werk werd ondersteund door het ministerie van Wetenschap en Technologie, Taiwan, ROC, onder subsidie NSC 103-2112-M-002-008-MY3.

....

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
Silica Microsphere-2.34 µm	Bangs Laboratories	SS04N
Ethyl Alcohol (99.5%)	KATAYAMA CHEMICAL	E-0105
SYLGARD 184 A&B Silicone Elastomer(PDMS)	DOW CORNING		PDMS
ITO glass	Luminescence Technology	LT-G001
Fiber laser marking machine	Taiwan 3Axle Technology	TAFB-R-20W
2-channel function generator	Gwinsek	AFG-2225
CMOS camera	Point Grey	GS3-U3-32S4M-C
Sputter	JEOL	JFC-1100E
Operational Amplifiers	Texas Instruments	LM6361N	OP invertor
Ultrasonic Cleaner	Gui Lin Yiyuan Ultrasonic Machinery Co.	DG-1
Microcentrifuge	Scientific Specialties, Inc.		1.5ml
Mini Centrifuge	LMS	MC-MCF-2360
Microscope cover glass	Marienfeld-Superior		18*18mm
Inverted optical microscope	Olympus	OX-71
Parafilm	bemis		spacer

References

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

Walther, A., Müller, A. H. Janus particles. Soft Matter. 4 (4), 663-668 (2008).
Chen, Y. -L., Jiang, H. -R. Electrorotation of a metallic coated Janus particle under AC electric fields. Appl Phys Lett. 109 (19), 191605(2016).
Zhang, L., Zhu, Y. Directed assembly of janus particles under high frequency ac-electric fields: Effects of medium conduct....

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

Bereiding van Janus-deeltjes en wisselende stroom elektrokinetische metingen met een snel vervaardigde Indium-tinoxide-elektrode-array

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles