Summary
Un procedimiento para crear y los puentes capilares de la proyección de imagen en geometría del rajar-poro se presenta. La creación de puentes capilares se basa en la formación de pilares para proporcionar una heterogeneidad física y química direccional para fijar el fluido. Los puentes capilares se forman y manipulan mediante microetapas y se visualizan mediante una cámara CCD.
Abstract
Un procedimiento para crear y los puentes capilares de la proyección de imagen en geometría del rajar-poro se presenta. Los pilares hidrofóbicos de alta relación de aspecto se fabrican y funcionalizan para hacer que sus superficies superiores sean hidrófilas. La combinación de una característica física (el pilar) con un límite químico (la película hidrofílica en la parte superior del pilar) proporciona una heterogeneidad física y química que fija la línea de triple contacto, una característica necesaria para crear puentes capilares largos pero estrechos estables. Los sustratos con los pilares se unen a portaobjetos de vidrio y se aseguran en soportes personalizados. Los soportes se montan en microetapas de cuatro ejes y se colocan de tal manera que los pilares son paralelos y uno frente al otro. Los puentes capilares se forman introduciendo un fluido en el espacio entre los dos sustratos una vez que la separación entre los pilares orientados se ha reducido a unos pocos cientos de micrómetros. El microetapa personalizado se emplea para variar la altura del puente capilar. Una cámara CCD se coloca para obtener imágenes de la longitud o la anchura del puente capilar para caracterizar la morfología de la interfaz del fluido. Los pilares con anchos de hasta 250 μm y longitudes de hasta 70 mm se fabricaron con este método, lo que llevó a puentes capilares con relaciones de aspecto (longitud / anchura) de más de 1001.
Introduction
El estudio de la forma y las fuerzas resultantes causadas por los puentes capilares ha sido objeto de amplios estudios2-7. Inicialmente la mayoría de los esfuerzos se centraron, debido a su simplicidad, en puentes capilares axisimétricos. A menudo, los puentes capilares que ocurren en sistemas naturales, como los que se encuentran en medios granulares y porosos8,9 y los puentes empleados en aplicaciones tecnológicas, como para el autoensamblaje capilar en tecnologías de flip chip10-15 son asimétricos con propiedades de humectación no uniformes en las superficies que interactúan. La combinación de técnicas de litografía mejoradas junto con la accesibilidad de herramientas numéricas simples para modelar interfaces de fluidos permite la creación y modelado de puentes capilares con una complejidad cada vez mayor.
Los puentes capilares en geometría de hendidura-poro ofrecen un compromiso interesante: las propiedades de humectación direccional conducen a puentes noaxisimétricos que conservan algunos planos de simetría (lo que simplifica el análisis). Se han estudiado teórica y numéricamente como un estudio de caso para medios porosos. Sin embargo, los estudios experimentales sistemáticos de puentes capilares en geometría de hendidura-poro han sido limitados. Aquí presentamos un método para crear y caracterizar puentes capilares en geometría de poro de hendidura. Brevemente, el método consiste en 1) la fabricación de pilares para crear una heterogeneidad química y física, 2) el diseño de un microestage para alinear y manipular los puentes, y 3) la imagen de los puentes capilares ya sea desde el frente o los lados para caracterizar su morfología. La caracterización de la morfología del puente, junto con las comparaciones con las simulaciones de evolucionistas de superficie se proporcionan en una publicación separada1.
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Protocol
El texto del protocolo se divide en tres secciones principales: 1) la fabricación de los pilares del PDMS (polidimetilsiloxano), 2) la funcionalización de las partes superiores de los pilares, y 3) la formación y caracterización de los puentes capilares.
1. Fabricación de los pilares pdms
Esta sección detalla la fabricación de los pilares PDMS utilizando fundición a presión con un molde de silicio/SU-8.
-
Fabricación de silicio/molde SU-8
- Coloque un 4 limpio en oblea de silicio en una placa de Petri de Pyrex.
- Prepare una solución de ácido sulfúrico 4:1 (por volumen) a peróxido de hidrógeno (piraña) en un casto separado.
Nota: Se necesita extrema precaución en la preparación y el uso de la solución de piraña. La reacción es altamente exotérmica y se requerirán guantes aislados para manejar los picos. Piraña reacciona violentamente con los orgánicos. Deje que la solución de piraña se enfríe a temperatura ambiente antes de desecharla. Sólo preparar la solución suficiente necesaria para sumergir la oblea en el plato. - Vierta la solución de piraña lentamente sobre la oblea de silicio hasta que esté completamente sumergida. Dejar reposar durante 15 min.
- Retire la oblea de la placa de Petri y enjuague bajo una corriente de: agua desionizada (DI) durante 2 minutos, etanol durante 30 segundos, acetona durante 30 segundos, luego seque con nitrógeno.
Nota: Si los residuos de acetona son un problema, se recomienda un enjuague adicional con IPA - Seque la oblea en una placa caliente a 150 °C durante 15 min.
- Retirar de la placa caliente y dejar enfriar a temperatura ambiente.
- Haga girar la capa SU-8 2002 sobre la superficie de la oblea durante 40 segundos a 500 rpm.
- Spin coat SU-8 2050 en la oblea con un programa de recubrimiento de giro de dos pasos. Paso 1: 40 seg a 500 rpm. Paso 2: 1 min a 1.500 rpm.
- Retire la oblea de la recubridora de espín y colóquela sobre una placa caliente precalentada (65 °C) durante 10 min.
- Dejar enfriar a temperatura ambiente, luego colocar la máscara sobre la oblea.
- Colocar bajo la lámpara ultravioleta y exponer durante 30 segundos a 200 vatios.
- Retire la máscara y coloque la oblea en una placa caliente precalentada (95 °C) durante 10 min.
- Coloque en la solución su-8 developer y agitar ligeramente hasta que todo su-8 no expuesto ha sido eliminado. Luego enjuague en una corriente de alcohol isopropílico durante 30 segundos, seque con nitrógeno.
- Colocar sobre una placa caliente precalentada (95 °C) durante 30 min para un hardbake final.
-
Fundición a presión de los pilares pdms
- Mezcle vigorosamente una relación de masa de 10:1 de la base de PDMS sylgard-184 al agente de curado en el beaker.
- Desgasificar PDMS en una cámara de vacío hasta que todas las burbujas hayan desaparecido.
- Coloque el molde fabricado en la sección 1.1 en un plato grande de pesaje de 4 en plástico y vierta el PDMS.
- Coloque el plato con PDMS y vuelva a moldear en la cámara de vacío. Desgasificar de nuevo hasta que todas las burbujas se hayan ido.
- Colocar todo el plato en un horno (precalentado a 75 °C) durante al menos 2 horas. Luego dejar enfriar a temperatura ambiente.
- Corte el plato del PDMS y el PDMS de la oblea de silicio con una cuchilla de afeitar recta.
- Cortar la región PDMS con los pilares de la mayor parte y almacenar en una placa de Petri limpia.
2. Funcionalización de las cimas de los pilares
Este proceso de tres pasos implica primero la evaporación de una película de oro en una oblea de silicio, seguida de la litografía de transferencia de impresión16 de la película de oro sobre los pilares pdms (fabricados en la sección 1), y por último la funcionalización de la película de oro con una monocapa autoensamblada para hacerla hidrofílica.
- Fabricación de oro en obleas de silicio para litografía de transferencia de huellas
- Utilice un cortador de vidrio para cortar un 4 en oblea circular de silicio en 4 piezas de igual tamaño. Nota: Las obleas se pueden limpiar siguiendo los pasos 1.1.2-1.1.4 y reutilizarse.
- Evaporar 20 nm de oro directamente sobre la oblea de silicio.
- Deje la oblea en la cámara de evaporación (o en un desecador) hasta que se complete la sección 3 a continuación. Esto mantendrá la oblea lo más limpia posible.
- Preparar un 8 μl:20 ml, (3-mercaptopropil)-trimetoxisilano (MPTS): solución de tolueno en un vial de vidrio limpio.
- Preparar 200 ml de ácido clorhídrico (HCl) de 16 mM en un casto limpio.
- Ponga la oblea con película de oro en el reactor de plasma.
- Limpie la oblea usando plasma de oxígeno a una presión de 300 mTorr, potencia de 50 W durante 10 min.
Nota: Para este procedimiento un reactor casero del plasma fue utilizado. - Ponga la oblea en una placa de Petri de Pyrex llena de etanol de prueba 200 durante al menos 10 min.
Nota: Este paso se realiza para eliminar los óxidos inestables que se forman en el oro debido al plasma de oxígeno. - Enjuague la oblea con etanol, luego seque con nitrógeno.
- Gire la capa de la solución MPTS sobre la oblea a 500 rpm durante 30 segundos seguido de 2.750 rpm durante 1 min.
Nota: MPTS se utiliza como una capa de adhesión entre el PDMS y la capa de oro16. - Tome la oblea de la recubridora de espín y enjuague bajo una corriente de etanol. Luego, enjuague con agua DI y seque con nitrógeno.
Nota: Enjuague suavemente para evitar el pelado de la capa de oro de la oblea de silicio. - Coloque la oblea en una placa de Petri de Pyrex que contenga suficiente solución HCl de 16 mM para sumergir completamente la oblea. Dejar en HCl durante al menos 5 min.
Nota: Colóquelo suavemente en la solución para evitar que el oro se desprenda.
Nota: Esto se hace para mejorar la adherencia entre el PDMS y la capa de oro16. - Retire la oblea de la solución de HCl y seque con nitrógeno.
Nota: las obleas deben usarse no más de 15-20 minutos después de que se complete este paso.
- Litografía de transferencia de impresión del oro de la oblea a los pilares de PDMS
- Prepare un portaobjetos de vidrio de 25 mm x 75 mm para cada muestra de PDMS enjuagándolo con etanol, agua DI y seque con nitrógeno.
- Coloque los pilares PDMS en la cámara de plasma y realice el plasma de oxígeno a una presión de 300 mTorr y una potencia de 50 W durante 30 segundos.
Nota: la sobreexposición del PDMS al plasma de oxígeno causará agrietamiento. Ajuste las condiciones del plasma en consecuencia. - Ate la parte posterior de los sustratos pdms a los portaobjetos de vidrio limpios mediante la aplicación de presión de luz a ellos. La corredera de vidrio facilita las manipulaciones de los pilares PDMS y el montaje en el dispositivo descrito en el paso 3.
- Voltee los sustratos pdms con respaldo de vidrio y presione los pilares hacia abajo sobre las películas de oro funcionalizadas por MPTS (paso 2.1). Aplique una presión moderada inicialmente y luego coloque un peso (aproximadamente 100 g) en el portaobjetos de vidrio para garantizar el contacto conforme.
- Deje el sustrato en contacto con la oblea de silicio durante al menos 12 horas.
- Separe el sustrato PDMS de la oblea. Si el sustrato del PDMS está atascado, use una cuchilla de afeitar recta para sacar cuidadosamente un borde del PDMS de la oblea.
- En este punto, una película de oro uniforme debe estar presente en la parte superior de los pilares pdms. Utilice un microscopio óptico para verificar que la película de oro no está agrietada o que no faltan piezas a lo largo del pilar.
- Funcionalización del oro en la parte superior de los pilares pdms
- Prepare suficiente ácido mercaptohexadecanoico de 1 mM (MHA) en dimetil sulfóxido (DMSO) para sumergir completamente el oro en la parte superior de los pilares de PDMS.
Nota: DMSO se utiliza para su factor bajo de la hinchazón de PDMS17. - Coloque los sustratos pdms en la solución MHA y manténgalos allí durante al menos 24 horas.
- Retire el sustrato de la solución de MHA y enjuague con agua DI, luego seque con nitrógeno.
- Colocar en cámara de vacío (presión < 100 mTorr a 25 °C) durante al menos 12 hr.
- Prepare suficiente ácido mercaptohexadecanoico de 1 mM (MHA) en dimetil sulfóxido (DMSO) para sumergir completamente el oro en la parte superior de los pilares de PDMS.
Nota: Para verificar que el proceso de funcionalización fue exitoso, el paso 2 se puede realizar en una pieza a granel de PDMS (sin pilares) y el ángulo de humectación se puede probar en un goniómetro. Las películas de oro MHA deben tener ángulos de contacto con el agua que avanzan y retrocede de <15° y ~0°, respectivamente. 18.
3. Formación y Caracterización de los Puentes Capilares
Esta sección detalla cómo se puede introducir un puente líquido entre dos sustratos seguido de su caracterización a través de imágenes a diferentes alturas y volúmenes de fluidos.
- Usando dos sustratos de pilar (hechos en los pasos 1-2), coloque uno en la parte superior y otro en los soportes inferiores. Asegure los sustratos utilizando tornillos de tensión laterales.
Nota: vea el cuadro 1 y los resultados representativos para los detalles del dispositivo. - Monte el dispositivo uniendo la etapa de sustrato superior a la placa de pan de tal manera que el sustrato superior esté aproximadamente por encima del sustrato inferior. Disminuir la altura entre los dos pilares orientados a aproximadamente 1 mm.
- Alineación aproximada: usando las perillas x, y y de rotación en la etapa de sustrato inferior alinean (a simple vista) las tiras de oro para los dos sustratos para que sean paralelas (mirando de arriba hacia abajo a través del sustrato superior).
- Alineación fina: coloque la cámara para mirar hacia abajo la longitud del pilar PDMS. Usando la alimentación de la cámara en vivo en la pantalla de la computadora, ajuste aún más la posición del sustrato inferior para que los pilares estén paralelos.
- Mueva la cámara al lado opuesto del dispositivo y repita el paso 3.4.
- Disminuya la separación entre los dos pilares hasta que el pilar superior haga contacto con el pilar inferior (utilizando la alimentación de la cámara en vivo). Cero la micro etapa digital. Esto se definirá como una altura de poro de cero.
- Aumente la altura del poro a aproximadamente 200 μm.
- Prepare una jeringa con 1-5 μl de un 80% de glicerol, 20% solución de agua. Coloque una aguja de 30 G en el extremo de la jeringa, asegurándose de que no haya burbujas de aire atrapadas dentro de la aguja.
Nota: la mezcla de agua/glicerol se utiliza para reducir la evaporación durante el experimento. También se puede emplear agua. - Monte la jeringa en la etapa de traducción xyz de la jeringa con una abrazadera mecánica.
- Ajuste los micrómetros en la etapa de posicionamiento de la jeringa para que la aguja encaje en el poro de la hendidura (paralelo a la longitud de los pilares).
- Disminuya la altura del poro de la hendidura para que las superficies superior e inferior entren suavemente en contacto con la aguja. Esto asegurará que el líquido toque ambas superficies y forme espontáneamente un puente capilar.
- Dispense el líquido de la jeringa en el poro de hendidura lentamente.
- Use los micrómetros en la etapa de posicionamiento de la jeringa para extraer la aguja del poro de la hendidura.
Nota: En este punto, la altura del poro de la hendidura puede ser variada y el puente líquido fotomente foto.
Nota: Las imágenes se pueden analizar con el paquete de software de código abierto ImageJ.
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Representative Results
Descripción del dispositivo experimental
El dispositivo experimental se puede dividir en cuatro partes principales: 1) la etapa de sustrato superior, 2) la etapa de sustrato inferior, 3) la etapa de traducción xyz de jeringa / jeringa y 4) la cámara / óptica y el soporte de la cámara. Los detalles de cada uno siguen:
- Etapa de sustrato superior. Una etapa de traducción digital se conecta a una abrazadera de montaje de la serie P a través de una pieza de conector mecanizado personalizada. La abrazadera de montaje está conectada a un poste P de altura variable, que se ancla a una placa de pan a través de una horquilla de sujeción de la serie P. Una pieza de conexión personalizada se conecta a un portaobjetos de vidrio mecanizado personalizado a la etapa de traducción, lo que proporciona una resolución de desplazamiento de 1 μm en la dirección z.
- Etapa de sustrato inferior. Una traslación lineal xy con etapa de rotación del eje θ se une a la placa de pan a través de 8 piezas de extensión de poste. Un soporte de sustrato mecanizado personalizado se une a la parte superior de la traslación lineal xy con la etapa de rotación del eje θ, lo que permite que el sustrato inferior se coloque con una resolución de traslación de 10 μm y se gire con una resolución de 1 °.
- Etapa de traducción de jeringa/jeringa xyz. Para el posicionamiento xyz de la jeringa utilizada para llenar el espacio entre los pilares, una jeringa de 5 μl con una aguja de 30 G se une a una etapa de traducción xy. La etapa xy se une a una etapa de traducción z a través de una pieza conectora de 90 °.
- Cámara/ óptica y soporte de cámara. Para obtener imágenes de los puentes líquidos, una cámara CCD está conectada a una pieza de óptica de zoom variable. Con el zoom máximo, esto da una resolución de 3,3 μm/píxel. La cámara está conectada a un conector de tijera de laboratorio, que se puede colocar para obtener imágenes del puente líquido desde diferentes ángulos.
Transferencia de au foil a pilares PDMS
En la transferencia del oro al sustrato pdms, es importante separar el dispositivo PDMS de la oblea de silicio sin problemas y con cuidado (véase el paso 2.2.6). La Figura 3a muestra una imagen de microscopio de un pilar PDMS con oro después de una transferencia exitosa. La Figura 3b muestra el exceso de papel de oro de la oblea que se transfirió al pilar debido a una mala transferencia. Para facilitar la transferencia de la película de oro, se puede utilizar una maquinilla de afeitar de seguridad afilada para hacer palanca suavemente un borde del pilar PDMS de la oblea de silicio. Además, el sustrato PDMS debe tirarse en una dirección normal a la superficie de la oblea (evitar el movimiento lateral) para evitar que la lámina de oro adicional se pegue al borde del sustrato. La Figura 3c muestra cómo se pueden formar grietas en la capa de oro después de la transferencia si el sustrato PDMS sufre una cizalladura o flexión significativa.
Caracterización de la monocapa MHA
Una vez finalizado el proceso de fabricación (paso 2), es importante verificar la calidad de la monocapa MHA probando su ángulo de contacto con el agua. La Figura 2 muestra una gota de agua líquida sobre un sustrato Au/PDMS después de ser funcionalizada con MHA. El ángulo de contacto bajo en el PDMS indica que el proceso fue exitoso. El recuadro de la Figura 2 muestra una gota de agua líquida colocada en uno de los pilares elevados después del procedimiento completado. El ángulo de contacto de 140° demuestra que la combinación de heterogeneidades físicas y químicas permite fijar la gota en los lados de los pilares.
Visualización de puentes capilares
Una vez que los sustratos han sido fabricados e instalados en los soportes de microetapa, los canales se pueden llenar utilizando la etapa de traducción de jeringa / jeringa xyz. La Figura 4a muestra un poro de hendidura lleno con una perspectiva perpendicular al ancho del pilar (mirando "hacia abajo del barril" del canal). La Figura 4b muestra una perspectiva ortogonal a la Figura 4a,es decir, perpendicular a la longitud del poro de la hendidura. La Figura 4c muestra el proceso de llenado del canal desde la misma perspectiva que la Figura 4b. Es fundamental durante la etapa de llenado dispensar el líquido de la jeringa lentamente. La fuerza de las grandes tasas de flujo repentinas puede despeclar el líquido desde la parte superior del pilar, haciendo que se propague sobre las regiones hidrofóbicas de PDMS. Si esto sucede, los sustratos deben limpiarse y secarse y el proceso de llenado debe repetirse.
Figura 1. Imagen de la configuración experimental completa. Los sustratos PDMS se mantienen a una distancia variable aparte a través de una combinación de x,y,z y etapas de rotación. Un conjunto separado de microetapas (extremo derecho) sostiene la jeringa para introducir el líquido en un espacio estrecho para crear el puente capilar en una geometría de hendidura-poro. Se utiliza una cámara CCD (en la imagen de la izquierda) para obtener imágenes de los puentes capilares resultantes a medida que se cambia la separación de los poros. Las imágenes resultantes se pueden analizar en el software de análisis de imágenes de código abierto ImageJ. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 2. Sustrato PDMS con capa Au de 20 nm funcionalizada por una monocapa autoensamblada MHA. El ángulo de contacto bajo con el agua muestra que el procedimiento fue exitoso. El recuadro muestra una caída en un pilar pdms/au funcionalizado elevado. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 3. Pilar PDMS elevado después de la transferencia de la capa au de 20 nm. a)Transferencia exitosa. b)Desgarro debido al movimiento lateral del sustrato PDMS durante el proceso de transferencia. c)Agrietamiento causado por la flexión del sustrato PDMS durante el proceso de transferencia. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 4. Imágenes de puentes capilares sobre pilares en el dispositivo experimental. a )Campo de visión paralelo a la longitud del pilar. b)Campo de visión perpendicular a la longitud del pilar. c)Muestra el proceso de llenado del poro de la hendidura (misma perspectiva que b). La graduación menor de la regla en b) y c) es de 500 μm. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
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Discussion
El método presentado aquí proporciona una manera de crear puentes capilares en la geometría de poros de hendidura, y también un método para obtener imágenes de estos puentes para que su morfología pueda ser analizada y comparada con la simulación y la teoría.
Este método incorpora el alivio físico, así como patrones químicos selectivos para crear propiedades de humectación asimétricas. Si solo hay una heterogeneidad química, una gota de líquido permanecerá anclada en la heterogeneidad hasta que el ángulo de contacto exceda el de la región menos mojable (menor energía superficial). Cuando pdms es la región de menor energía superficial, los ángulos de contacto máximos alcanzables en el límite hidrofílico/hidrofóbico es de alrededor de 100°. La adición de una heterogeneidad física en forma de pilar permite ángulos de contacto con el agua significativamente mayores en el borde de los pilares (>140 °), como se ve en la Figura 2 (Ferraro et al presentan un método alternativo para crear sustratos similares. 19). Los ángulos de contacto más altos implican que las gotas de líquido o los puentes pueden limitarse a áreas específicas y soportar presiones más altas de lo que sería posible para una heterogeneidad puramente química.
Dado que el oro en la parte superior de los pilares pdms se funcionaliza con una monocapa autoensamblada, diferentes funcionalizaciones son posibles utilizando diferentes precursores de tiol. Además, además de poder ajustar la altura del poro de hendidura, la combinación de microetapas permite el ajuste en tiempo real de los desplazamientos tanto laterales como rotacionales. Esta funcionalidad haría que dicho dispositivo sea ideal para obtener imágenes de sistemas de puentes capilares dinámicos, como los relevantes para la impresión de chorro de tinta o huecograbado.
Pasos críticos dentro del protocolo
Para obtener morfologías de puente capilar reproducible se deben tomar precauciones en la preparación de las heterogeneidades químicas y físicas. Por ejemplo, los pilares con un gradiente de espesor conducen a puentes ubicados al final del poro donde el PDMS es más grueso. Los gradientes de espesor pueden surgir si el plato de pesaje de plástico que sostiene el PDMS líquido durante el paso de moldeo no está perfectamente plano. El cambio en la altura a lo largo de la longitud del poro también puede conducir a un cambio en la curvatura del líquido, sesgando los datos de la imagen. La extensión de esta variación de espesor se puede evaluar cuando el punto cero se establece en el paso 3.6. La inclinación del soporte de sustrato superior se puede reducir colocando un espaciador suave entre el soporte de sustrato superior y la pieza del conector de etapa de soporte de sustrato-z (unas pocas capas de cinta de enmascaramiento o espuma funcionan bien para esto). Al variar la tensión en los tornillos que unen la pieza del conector al soporte del sustrato, la inclinación se puede eliminar del sistema.
También es importante asegurarse de que no quede exceso de DMSO en los sustratos después del remojo de 24 horas de DMSO /MHA. Es posible que una pequeña cantidad de DMSO residual pueda estar presente en el sustrato incluso después de un enjuague riguroso con agua di. Si los sustratos se utilizan en este punto, el exceso de DMSO puede lixiviación en el puente capilar. El exceso de DMSO se puede evaporar de la muestra colocándola en una cámara de vacío (presión <100 mTorr, 25 °C) durante al menos 12 horas.
Limitaciones de la técnica
Una limitación principal del uso de pilares elevados para formar puentes capilares de alta relación de aspecto se hace evidente durante la proyección de imagen. Cuando la altura del poro se cambia a volumen constante, el líquido retrocede lejos de los extremos hacia el centro del poro1. Como consecuencia, el puente puede quedar fuera de foco cuando se toma una imagen normal al ancho de la tira. Esta pérdida de enfoque ocurre cuando la distancia entre el extremo del poro de la hendidura y el puente líquido excede la profundidad de campo de la cámara. Por lo tanto, es importante utilizar las longitudes de poro de hendidura más cortas posibles requeridas para un experimento dado. La profundidad de campo se puede ampliar cambiando la óptica, o disminuyendo la ampliación, pero estos tienen un costo de resolución.
Las tapas de los pilares PDMS están funcionalizadas para tener una alta energía superficial (bajo ángulo de contacto con el agua). Como consecuencia, son susceptibles a la contaminación, ya sea procedente del medio ambiente o del fluido. Nuestros experimentos se realizaron en una sala limpia (clase 1000) que nos permitió probar las muestras 5-10 veces antes de que se notaba cualquier degradación de la superficie. La contaminación conduce a la fijación del ángulo de humectación para la línea de contacto paralela a la anchura de los pilares.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores agradecen el apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia en virtud de la Subvención No. CMMI-00748094 y la ONR N000141110629.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 99.999% Gold wire | Kurt J. Lesker | EVMAU40040 | |
| Acetone | Pharmco-AAPER | C1107283 | |
| Dimethyl sulfoxide | Fisher | D128-500 | |
| Ethanol (200 proof) | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Hydrochloric acid | EMD | HX0603-4 | |
| Hydrogen peroxide (30%) | EMD | HX0635-3 | |
| Isopropyl alcohol | Fisher | L-13597 | |
| Mercapto hexadecanoic acid (90%) | Sigma-Aldrich | 448303-1G | |
| Mercapto-propyl-trimethoxy-silane (MPTS) | Gelest | Sim6476-O-100GM | |
| Milli-Q DI water | Millipore | Milli-Q | |
| Nitrogen (gas) | Airgas | UN1066 | |
| Oxygen (gas) | Airgas | UN1072 | |
| Silicon wafers (4 in) | WRS Materials | CC8506 | |
| SU-8 2002 (negative photo resist) | MicroChem | SU82002 | |
| SU-8 2050 (negative photoresist) | MicroChem | SU82050 | |
| SU-8 Developer solution | MicroChem | Y020100 4000L1PE | |
| Sulfuric acid | J.T. Baker | 9681-03 | |
| Poly dimethy sulfoxide (PDMS) | Dow Corning | Sylgard -184 | |
| Toluene | Omnisolv | TX0737-1 |
References
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