Microfluidic voorbereiding van vloeibaar kristallijne elastomeer actuatoren

Het algemene doel van deze microfluïdische synthese is het opzetten van een capillaire co-flow microfluïdische reactor die de reproduceerbare productie van een groot aantal vloeibare kristallijne elastomere microdeeltjes met uitstekende thermische activeringseigenschappen mogelijk maakt. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van LCE-microactuatorproductie, zoals hoe vloeibare kristallijne monomeren via microfluïdische reactoren kunnen worden verwerkt tot thermisch activerende microdeeltjes. Het grote voordeel van deze techniek is dat een snelle deeltjesproductie en verschillende deeltjesvormen, -grootten en activeringspatronen toegankelijk zijn door het fijnafstemmen van de basismicrofluïdische setup.

Rust eerst een glazen waterbadschotel uit met twee septums. Prik vervolgens met een priem in de septums om een gat te maken om een buis met een buitendiameter van 1/16 inch te plaatsen. Bevestig vervolgens een fitting en een bijbehorende ferrule voor de buis met een buitendiameter van 1/16 inch aan het uiteinde van een PTFE-buis.

Stik vervolgens de punt van een met polyamide beklede silica capillair erin. Schroef vervolgens de PTFE-buis op een van de tegenoverliggende armen van een polyether ether ketone T-splitser voor de buis met een buitendiameter van 1/16 inch gemonteerd op een kleine metalen tafel. Bevestig vervolgens een fitting en een bijbehorende ferrule aan het uiteinde van een tweede PTFE-buis.

Schroef vervolgens de buis op de zijarm van de T-splitser. Plaats vervolgens de derde PTFE-buis door een van de septums. Snijd de derde PTFE-buis zodat deze een tweede spuitpomp buiten het waterbad en het uiteinde van buis 1.1 binnen het waterbad bereikt.

Bevestig vervolgens twee vrouwelijke Luer-locks voor de buis met een buitendiameter van 1/16 inch. Plaats vervolgens de buis door het tweede septum. Monteer vervolgens de vierde PTFE-buis met een fitting en een ferrule.

Na het monteren van de PTFE-buis, sluit de buis 1.4 aan op de resterende arm van de T-splitser door deze voorzichtig over de capillair te schuiven. Plaats vervolgens het waterbad op een hotplate. Bevestig vervolgens de buis 1.4 op de precisie-verwarmingsplaat met plakband.

Bevestig ook een 5-ml glazen schepje aan het uiteinde van de buis. Verbind nu het uiteinde van de buizen 1.2 en 1.3 met spuiten gevuld met continue fase en hydraulische olie, beide bediend door spuitpompen. Installeer vervolgens het stereomicroscoop en monteer een UV-lichtbron.

Voeg 200 mg vloeibaar kristallijn acrylaat en twee andere reagentia toe in een kolf. Los vervolgens het mengsel op in 1 ml dichloormethaan. Gebruik vervolgens de vacuüm op 40 graden Celsius om het oplosmiddel volledig te verwijderen en het resterende vaste stof te smelten op 110 graden Celsius in een oliebad.

Bereid vervolgens een spuit voor met een barb naar vrouwelijke Luer-lock connector voor buizen met een binnendiameter van 3/32 inch. Bevestig de spuit en de vijfde PTFE-buis via een verbindingsbuis. Gebruik de spuit om het monomeermengsel in de buis te verzamelen.

Gebruik twee mannelijke Luer-locks voor een buis met een buitendiameter van 1/8 inch en bevestig beide locks aan de uiteinden van de buis 1.5 die het monomeermengsel bevat. Bevestig later beide uiteinden van de buis 1.5 met de vrouwelijke Luer-locks aan het uiteinde van de buizen 1.1 en 1.3. Vul vervolgens het waterbad en stel de temperatuur in op 90 graden Celsius en de temperatuur van de precisie-verwarmingsplaat op 65 graden Celsius.

Zodra het monomeermengsel is gesmolten, stel de stroomsnelheid van de continue fase in op een waarde tussen 1,5 en 2,0 milliliter per uur. En de stroomsnelheid van de monomeerfase tot een redelijke waarde. Plaats vervolgens de capillair in het midden van de buis en schakel de UV-lichtbron in wanneer er druppels van vergelijkbare grootte beginnen te vormen.

Verzamel de fracties van de gepolymeriseerde deeltjes in het 5-ml glazen schepje dat aan het uiteinde van de buis 1.4 is bevestigd. Zoek naar een verandering in de kleur en de vorming van de deeltjes onder UV-licht. Om vervolgens de Janus-opstelling te monteren, rust een glazen waterbadschotel van 190 millimeter diameter uit met twee septa.

Prik de septa met een priem om een gat te maken om een buis met een buitendiameter van 1/16 inch te plaatsen. Plaats vervolgens twee parallelgeplaatste gefuseerde silica capillairen in de buishuls. Gebruik Superlijm om de huls te verzegelen.

Laat de korte capillair ongeveer drie millimeter uitsteken aan één kant van de huls. Bevestig vervolgens een fitting en een ferrule aan beide uiteinden van de buishuls. Schroef vervolgens de huls op één van de tegenoverliggende armen van elke T-splitser om de twee T-splitsers te verbinden.

Monteer beide T-splitsers op een kleine metalen tafel. Stik een PTFE-buis door het waterbadseptum. Rust het uit met een fitting en ferrule en verbind het met de capillair en de overgebleven tegenoverliggende arm van T-splitser een.

Verbind een andere buis met een ferrule en fitting aan één uiteinde aan de vrijgekomen zijarm van T-splitser een. Plaats naast buis 2.1 een andere PTFE-buis door het tweede gat in het septum. Voeg vervolgens twee vrouwelijke Luer-locks voor buizen met een buitendiameter van 1/16 inch toe aan de vrije uiteinden van de buizen 2.2 en 2.3 in het waterbad.

Verbind een vierde PTFE-buis met een fitting en een ferrule aan de zijarm van T-splitser twee. Schuif voorzichtig buis 2.5 uitgerust met een fitting en een ferrule aan beide zijden over de capillairen en verbind deze met de resterende arm van T-splitser twee. Plaats vervolgens de zesde PTFE-buis door het andere septum en bevestig een fitting en ferrule aan het uiteinde binnen het waterbad.

Verbind de vijfde en de zesde PTFE-buizen met behulp van een adapter. Schroef vervolgens de buis met het monomeermengsel tussen de uiteinden van de buizen 2.2 en 2.3. Plaats