Processo de fabricação de microestruturas tridimensionais usando vaporização de um componente sacrificial

Summary

A vaporização de um processo de componentes sacrificial (Vasc) é usado para o fabrico de estruturas microvasculares. Este procedimento utiliza fibras de poli (ácido láctico sacrificiais) para formar microcanais oco com posicionamento preciso geométrica 3D fornecido por placas de guia de microfabricação laser.

Abstract

Estruturas vasculares em sistemas naturais são capazes de oferecer transporte de alta massa através de áreas de superfície e estrutura otimizada. Algumas técnicas de fabricação de materiais sintéticos são capazes de imitar a complexidade destas estruturas, mantendo escalabilidade. A vaporização de um processo de componentes sacrificial (Vasc) é capaz de fazê-lo. Este processo utiliza fibras sacrificiais como um modelo, para formar, cilíndricos ocos microcanais incorporados dentro de uma matriz. Estanho (II), oxalato de (snox) é incorporado dentro de poli (ácido láctico), ácido (PLA) fibras que facilitam a utilização do presente processo. O snox catalisa a despolimerização das fibras de PLA, a temperaturas mais baixas. Os monómeros de ácido láctico são gasosos a estas temperaturas e pode ser removido da matriz de incorporado a temperaturas que não danifiquem a matriz. Aqui nós mostramos um método para alinhar estas fibras usando placas de microfabricação e um dispositivo de tensionamento para criar padrões complexos de tridimensionalmente microcanais dispostos.O processo permite a exploração de virtualmente todo o arranjo de fibra topologias e estruturas.

Introduction

Sistemas naturais utilizar redes vasculares extensivas para facilitar muitas funções biológicas. O transporte de massa pode ser alcançada de forma eficiente em tais sistemas, devido à área de superfície elevada para razões de volume e de estruturas de embalagem optimizadas. Embora várias técnicas de fabricação sintéticos podem produzir estruturas microvasculares, ninguém pode produzir microvasculatura grande escala, mantendo a complexidade e a compatibilidade com os métodos de fabrico existentes ^{para 1-5.} Estruturas tais como o pulmão aviária proporcionar uma inspiração. Como é que vamos fabricar estruturas desta complexidade para melhorar o transporte de ....

Protocol

1. Catalisando Fibers sacrificiais

1. Enrole a quantidade desejada de poli (ácido láctico) fibras de ácido ao redor do menor ¾ do eixo personalizado. Reduzir a sobreposição de fibras para proporcionar o máximo de área de superfície de exposição.
2. Misturar desionizada _H2O, com 40 ml de Disperbyk 130 em um frasco fechado e agitar até que uma solução homogénea é obtida. Em seguida, colocar um copo de 1000 ml no banho de água a 37 ° C e verter trifluoroetanol para o copo. A quantidade de H ₂ O e TFE a utilizar depende do diâmetro das fibras de PLA utilizado. <....

   Diâmetro da Fibra

Results

Este procedimento fornece um método de fabrico de estruturas microvasculares embutidas dentro de uma resina. Estas estruturas podem estar de acordo com uma variedade de padrões (Figura 2). A estrutura da rede microvascular é limitada apenas pelas estruturas que podem ser formadas com as fibras sacrificiais.

Usando um arranjo paralelo de canais microvasculares, de transporte de gás entre fluxos de fluidos é facilitado como gases atravessam a membrana inter-canal permeável. Es.......

Discussion

A introdução do catalisador para o snox fibras de PLA permite que as fibras para despolimerizar a uma temperatura inferior. Isto evita a degradação da resina de incorporação, neste caso, o PDMS. Um fuso de costume é necessário para misturar adequadamente a solução de tratamento (Figura 5A). O eixo é composto de seis hastes de apoio em torno de um núcleo central, que atribui a um mixer digital. As fibras são enrolados em torno das hastes de suporte de modo que a área de superfície das fibras de embalagem.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Reagente
Estanho (II) oxalato	Sigma-Aldrich	402761
Disperbyk 130	BYK Aditivos Instrumentos
Trifluoroetanol	Halocarbono
Malaquita Verde (grau técnico)	Sigma-Aldrich	M6880
Hidróxido de sódio (≥ 98%, pellets)	Sigma-Aldrich	S5881
Polidimetilsiloxano (PDMS)	Dow Corning	3097358-1004	Distribuído a partir de Ellsworth Adhesives
Fibras de ácido poli (lático)	Teijin Monofilamento
RW 20 Misturador Digital	IKA	3593001
Frasco	DessecadorPirex
Forno a Vácuo	Fisher Scientific
Terceira Mão	Jameco Electronics	26690	Suporte Da Placa
Pistola de Cola	Stanley	GR20L
PLA Spindle			Custom made
Placa			Custom made