Microfluidic приборы для характеризующие поры масштаба событий процессов в пористых средах для восстановления приложений нефти

Summary

Цель этой процедуры заключается в том, легко и быстро производить microfluidic устройство с настраиваемым геометрии и сопротивление опухоль, органические жидкости для исследования нефти восстановления. Полидиметилсилоксан плесени сначала создается и затем используется для приведения устройства на основе эпоксидной смолы. Представитель перемещения исследование сообщается.

Abstract

Microfluidic приборы являются универсальные инструменты для изучения транспортных процессов в микроскопическом масштабе. Существует спрос для microfluidic приборы, устойчивы к низким молекулярным весом нефти компоненты, в отличие от традиционных полидиметилсилоксан (PDMS) устройства. Здесь мы демонстрируем снисходительный метод для создания устройства с этим свойством, и мы используем продукт этого протокола для изучения механизмов поры масштаба, который восстанавливает пены сырой нефти. Шаблон разработан сначала с помощью программного обеспечения компьютерного проектирования (CAD) и напечатаны на прозрачности с высоким разрешением принтера. Затем этот шаблон передается фоторезиста через процедуру литографии. PDMS бросили на шаблоне, вылечить в духовке и удаляется для получения формы. Тиоловых Эне сшивки полимера, широко используется в качестве оптических клей (OA), затем вылил на плесень и вылечить под ультрафиолетовым светом. Плесень PDMS очищенные от оптических клей актеров. Затем готовится стеклянной подложке, и две половинки устройства связаны вместе. Оптические устройства, основанные на клей более надежна, чем традиционные PDMS microfluidic приборы. Эпоксидный состав устойчив к опухоль многих органических растворителях, которая открывает новые возможности для экспериментов с легких органических жидкостей. Кроме того поведение смачиваемость поверхности этих устройств является более стабильным, чем PDMS. Строительство оптических клей microfluidic приборы проста, но требует постепенно больше усилий, чем изготовление устройств на базе PDMS. Кроме того хотя оптические клей устройства являются стабильными в органических жидкостях, они могут проявлять снижение прочности после долгого времени. Оптическая клей microfluidic приборы могут производиться в геометрии, которые действуют как 2-D micromodels для пористых средах. Эти устройства применяются в исследовании вытеснения нефти для улучшения нашего понимания поры масштаба механизмов, участвующих в нефти восстановления и водоносного горизонта рекультивации.

Introduction

Этот метод предназначен для визуализации и анализа многоэтапная, многокомпонентной жидкости взаимодействий и динамика сложных поры в пористых средах. Потока жидкости и транспорта в пористых средах были интерес на протяжении многих лет потому, что эти системы применимы несколько глубинные процессы, такие как добыча нефти, рекультивации водоносного горизонта и гидравлические ГРП^{1,2, 3 , 4 , 5}. Использование micromodels для имитации этих сложных поры структур, уникальные идеи достигаются посредством визуализац....

Protocol

Предупреждение: Этот протокол включает в себя обработку высокой температуры печи, токсичных химических веществ и УФ-излучения. Пожалуйста, внимательно прочитайте все листы данных безопасности материалов и указаниям вашего учреждения химической безопасности.

1. устройство дизайн

1. Дизайн photomask в CAD программное приложение.
   1. Нарисуйте прямоугольный канал длиной 3 см и шириной 0,5 см (рис. 1b-вверху справа).
   2. Создайте массив замкнутые фигуры, представляющие зерна пористых сред.
      Примечание: Эти фигуры называются должности потому, что они станут трехмерных структур во время процесса м....

Results

В этом примере эксперимент водный пена используется для вытеснения нефти Ближнего Востока с (вязкость 5.4 cP) и API тяжести 40 ° в неоднородных пористых средах с контрастом слоистых проницаемости. Генератор пены PDMS подключен к оптической клей micromodel, которая ранее была полностью пропитана сырой нефти. Рисунок 1a показывает САПР photomask для PDMS пенного генератора, узорные фоторезиста кремниевой пластины и завершенных пеногенераторы с входным и выходны.......

Discussion

Этот протокол для изучения процессов восстановления нефти в оптических клей micromodels устанавливает баланс между надежностью-полимерные micromodels – такие как стекло или кремния – и снисходительный изготовление PDMS microfluidic приборы. В отличие от micromodels, сделанные из стекла или оптические клеи PDMS устройства не имеют сопротивление легких органических видов. PDMS micromodels также не являются идеальными для многих экспериментов потому что поверхности этих устройств имеют нестабильные смачивания свойства, и по.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
3 мл Leur-Lok Шприц	Fischer Scientific	14-823-435
10 мл стеклянный шприц	Fischer Scientific	1482698G
Фотошаблон	CAD/Art Services
Silicon Wafer	University Wafer	452
Пропилен-гликоль-метил-эфир-ацетат	Sigma Aldrich	484431-4L
150 мм Стеклянная чашка Петри	Carolina Biological Supply	#721134
60 мм Пластиковая чашка Петри	Carolina Biological Supply	#741246
Выравниватель маски	EV Group	EVG 620
1 мм Пуансон для биопсии	Miltex, Плейнсборо, Нью-Джерси	69031-01
Промышленный дозирующий наконечник	CML Supply	Калибр 23
Инвертированный микроскоп	Olympus	IX-71
Плазменная система	Harrick Plasma	PDC-32G	Очиститель плазмы
Полидиметилсилоксан (PDMS)	Dow Corning, Midland, MI	SYLGARD 184
Norland Оптический клей 81 (NOA81) или (OA)	Norland Products Inc.	8116	Оптический клей
быстросъемный эпоксидная	Fisher Scientific	4001
Стеклянные слайды	Globe Scientic Inc.	1321
SU-8 2015 Фоторезист	MicroChem	SU-8 2015	Фоторезист
Шприцевой насос	Harvard Apparatus	Fusion 400
Стеклянная капиллярная трубка	SGE Analytical Science	1154710C
Высокоскоростная камера	Vision Research	V 4.3
Полиэтиленовая трубка	Scientific Commodities Inc.	#BB31695-ПЭ/3