Summary
Kaygan yüzey adezyon sorunu çözmek için yeni bir yol sağlar. Bu iletişim kuralı, kaygan yüzeylerde yüksek sıcaklıklarda imal açıklar. Kaygan yüzeyler sıvılar ve yüksek sıcaklıklarda yumuşak dokular üzerinde dikkat çekici bir anti-yapışma etkisi için anti-ıslatma gösterdi sonuçlar gösterilmektedir.
Abstract
Yüksek sıcaklık direnci ile Anti-yapışma yüzeyleri geniş uygulama koter aletleri, motorları ve boru hatları potansiyel var. Tipik bir anti-ıslatma superhydrophobic yüzey kolayca bir yüksek sıcaklık sıvıya maruz kaldığında başarısız olur. Son zamanlarda, Nepenthes-ilham kaygan yüzey adezyon sorunu çözmek için yeni bir yol gösterdi. Kaygan yüzeyi yağlayıcı bir katmanda püskürttü malzeme ve yüzey yapısı arasında bir engel olarak hareket edebilir. Ancak, önceki çalışmalarda kaygan yüzeyler nadiren yüksek sıcaklık direnç gösterdi. Burada, yüksek sıcaklık direnci ile kaygan yüzeylerin hazırlanması için bir protokol açıklayın. Fotolitografi destekli bir yöntem ayağı yapıları paslanmaz çelik imal etmek kullanılmıştır. Serum fizyolojik ile yüzey functionalizing tarafından kaygan bir yüzeye silikon yağı ekleyerek hazırlanmıştır. Bile yüzey için 300 ° c sıcak olduğu zaman hazır kaygan yüzey su, Anti-ıslatma özelliğini muhafaza Ayrıca, kaygan yüzeyi yüksek sıcaklıklarda yumuşak doku büyük anti-yapışma etkisi sergilenmektedir. Kaygan yüzeyi paslanmaz çelik üzerinde bu tür uygulamalar tıbbi cihazlar, mekanik ekipman, vbvardır.
Introduction
Anti-yapışma yüzeyler sıvılar ve yumuşak dokular ile kullanmak için yüksek sıcaklıklarda-si olmak almak büyük ilgi nedeniyle onların geniş uygulama koter aletler, potansiyel motorları, boru hatları vs. 1 , 2 , 3 , 4. Bioinspired yüzeyler, özellikle superhydrophobic yüzeyler, are iyice düşünüp taşınmak belgili tanımlık ülkü seçme mükemmel Anti-ıslatma yeteneklerini ve kendi kendini temizleme özellikleri5yüzünden. Superhydrophobic yüzeylerde yüzey yapısı kilitli havada için anti-ıslatma yetenek atfedilen. Cassie-Baxter devlet6,7' olduğundan Ancak, superhydrophobic kararsız durumudur. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda sıvı damlacıkları için anti-ıslatma Wenzel devlet8Cassie Baxter ıslatma devlet geçiş nedeniyle başarısız olabilir. Bu ıslatma geçiş yetersizliğinde hava yerde kilitlemek için neden olan küçük sıvı damla ıslatma yapılarda tarafından indüklenen.
Son zamanlarda, atıcı bitki, Nepenthes, peritome kaygan özelliklerini esinlenerek Wong ve ark. kaygan yüzeylerde yüzey yapıları9içine,10 bir yağ beslerken tarafından oluşturmak için bir kavram bildirdi ,11. Kapiller Kuvvetleri nedeniyle yapıları sıkıca kilitli hava boşluğu superhydrophobic yüzeylerde olduğu gibi yerinde yağ tutabilir. Böylece, yağ ve yüzey yapılar kararlı bir katı/sıvı yüzey oluşabilir. Yağ yüzey yapısı için tercihli bir yakınlık varsa, bileşik yüzeyinde sıvı damlacık kolayca, sadece bir kişi çok düşük açılı histeresis ile slayt olabilir (Örneğin, ~ 2 °)12. Bu yağ tabakası da dikkat çekici Anti-ıslatma yetenekleri13tıbbi cihazlar14,15için büyük bir potansiyel gösteren, var yüzey sağlar. Ancak, kaygan yüzeylerde önceki çalışmalarda esas olarak uygulama oda sıcaklığında veya düşük sıcaklıklar için hazırlık üzerinde duruldu. Yüksek sıcaklık direnci ile kaygan yüzeylerin hazırlanması çok az sayıda çalışma vardır. Örneğin, Zhang ve ark. hızlı buharlaşma yağ hızla hatta biraz yüksek sıcaklık16kaygan özelliği hata neden gösterdi.
Yüksek sıcaklık direnci ile kaygan yüzeyler potansiyel uygulama genişletebilirsiniz; Örneğin, onlar sıvı engelleri yumuşak doku yapışma koter araç ipuçları için azaltmak için kullanılabilir. Cerrahi işlem sırasında şiddetli yumuşak doku yapışma koter araç ipuçları yüksek sıcaklık nedeniyle oluşur. Yumuşak doku, ipucu17,18,19çevresinde yumuşak doku gözyaşları araç ipucu uygun neden yanmış. Yapıştırılan yumuşak doku koter araç ipucu üzerinde olumsuz etkiler işlem ve ayrıca hemostaz19,20hatası neden olabilir. Bu etkileri önemli ölçüde insanların sağlık ve ekonomik çıkarları zarar. Bu nedenle, yumuşak doku yapışma koter cihazları için sorunu çözme çok acil bir durum. Aslında, kaygan yüzeyler bu sorunu çözmek için bir fırsat sunuyoruz.
Burada, kaygan yüzeylerde yüksek sıcaklıklarda imal etmek bir iletişim kuralı mevcut. Paslanmaz çelik yüzey malzemesi olarak yüksek sıcaklık dayanıklılığı nedeniyle seçildi. Paslanmaz çelik fotolitografi destekli kimyasal aşındırma tarafından pürüzlü. Sonra yüzey Biyouyumlu malzeme ile tuzlu octadecyltrichlorosilane (OTS)21,22,23,24functionalized. Kaygan bir yüzeye silikon yağı ekleyerek hazırlanmıştır. Bu malzemelerin yüksek sıcaklık direnci ulaşmak kaygan yüzey etkin. Anti-ıslatma özelliği, yüksek sıcaklık ve yumuşak doku Anti-yapışma etkisi araştırdık. Sonuçlar kaygan yüzeylerde yüksek sıcaklıklarda Anti-yapışma sorunu çözmek için kullanma olasılığını gösterir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. fotolitografi paslanmaz çelik
- Mekanik çizim yazılımı kullanarak photomask tasarım ve tasarım bir photomask yazıcı4' e göndererek imal.
- Yıkama paslanmaz çelik (316 SS; lengthx Genişlik: 4 cm x 4 cm, kalınlığı: 1 mm) alkalin Çözümleri (50 g/M NaOH ve 40 g/L Na2CO3) petrol kirletici kaldırmak 15 dakika oda sıcaklığında durulama tarafından.
- Ultrasonik bir ultrasonik temizleme makinesi temizlik gerçekleştirerek paslanmaz çelik iyice temizleyin (çalışma frekansı: 40 KHz, ultrasonik güç: 500 W). Sırayla deiyonize su, n-hekzan, aseton ve 10 min için etanol ile durulayın.
- Paslanmaz Çelik sıcak plaka üzerinde 30 dk. korumak için 150 ° C'de paslanmaz çelik onu bir levha alüminyum (Al) folyo ile kaplayan yerleştirerek tarafından kuru.
- Paslanmaz çelik bir spin coater ortasına yerleştirin. Kenarına, Merkezi'nden olumlu fotorezist (yaklaşık 1 mL) paslanmaz çelik üzerine kadar fotorezist tamamen paslanmaz çelik kapsar yatırmak bir damlalık kullanın. Fotorezist kabarcık oluşumu kaçının.
- Spin-kaplama, ilk 700 rpm/dk'ya 6 hızına sahip gerçekleştirmek s spin döngüsü başlatmak için ve sonra 1500 d/d/dk 15 hızına sahip eşit fotorezist yaymak için s,.
- Vakum kapak serbest bırakmak ve paslanmaz çelik bir çift cımbız kullanarak alabilirsiniz. Paslanmaz çelik fotorezist pişirmeye 2 min için 120 ° c sıcak bir tabak yerleştirin.
- Paslanmaz çelik fotolitografi makine vakum kapak üzerinde yerleştirin. Fotolitografi makinenin çekim hızı 25 için ayarla s.
Not: Fotolitografi makine ile bir ultraviyole (UV) ışık dalga boyu 254 kişi aligner burada nm ve ışık şiddeti 13 mW/cm2. - Paslanmaz çelik yayın ve geliştirici çözüm için UV ışığına maruz kalmadan fotorezist kaldırmak 1 dk yerleştirebilirsiniz. Paslanmaz çelik geliştirici çözümden kaldırmak, deiyonize su ile yıkayın ve N2 gaz altında kuru.
- Paslanmaz çelik için 2 dk 120 ° c fırında için sıcak bir tabak yerleştirin.
- Dik bir mikroskop 100 x büyütme ile elde edilen fotorezist doku incelemek için paslanmaz çelik yüzeyine gözlemlemek için kullanın.
2. kimyasal aşındırma paslanmaz çelik
- Bir kimyasal çözüm 200 mL (400 g/L FeCl3, 20 g/L fosforik asit ve 100 g/L hidroklorik asit) 500 mL kabı hacmi ile aşındırma hazırlayın.
- Paslanmaz çelik fotorezist doku ile kimyasal çözüm 10 dakika yerleştirin. Paslanmaz çelik parçaları birbirine temas izin vermez. Aynı anda en fazla dört paslanmaz çelik parçalar yerleştirin.
- Cımbız kullanarak kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelikten almak adet 1 dk. için deiyonize su ile yıkayıp onları N2 gaz ile kurulayın.
- Fotorezist doku için 5 dk ultrasonik Temizleme için aseton paslanmaz çelik batış tarafından kaldırın. O zaman, kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik N2 gaz ile kuru.
3. OTS kendinden montajlı kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik
- Kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik bir akışı deiyonize su ile temizlik, N2 gaz ile kuru ve sıcak bir tabak yüzey tamamen kurumasını 30 dk için 100 ° C'de yerleştirin.
- Kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik bir O2 plazma tedavi bir RF gücü 100 W 10 dk, 100 mbar sistem baskısı ve 20 sccm bir Debi ile bir RF plazma makine ile hydroxylate.
- 1 mM OTS çözümde bir ölçek susuz toluen hazırlayın. İyice önce çözüm hazırlama kabı kuru.
- Kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik 4 h için OTS çözüm ile oda sıcaklığında durulayın. Kabı mühürlü bir torbaya koyun. Paslanmaz çelik parçaları birbirine temas izin vermez.
- Paslanmaz çelik kaldırmak için 10 dk ultrasonik temizlik gerçekleştirerek susuz toluen ile temiz ve N2 gaz ile kuru.
4. kaygan yüzey hazırlığı
- Yaklaşık 10 mL/cm2 silikon yağı mevduat (viskozite: 350 cst; yüzey gerilimi: 21,1 mN/m) üzerine bir damlalık kullanarak OTS boyalı, kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik.
- Paslanmaz çelik yüzeyi (10 x büyütme) silikon yağı ıslatma sürecinin gözlemlemek için bir optik stereomicroscope kullanın.
- Fazla silikon yağı 1 h için dikey konumda paslanmaz çelik yerleştirerek kaldırın.
5. su davranış kaygan yüzeylerde sürgülü incelenmesi
- 4-µL su damlacığı kaygan yüzey Kasası. Paslanmaz çelik bir optik mikroskop altında yer ve belgili tanımlık substrate tarafından ~ 2 ° tilt.
- Su damlacığı kaygan yüzey kolay kayan özelliği olup kontrol etmek için bir düşük büyütmede (50 x) kaygan yüzeyi sürgülü görselleştirin.
6. yüksek sıcaklıklarda kaygan yüzeyi Anti-ıslatma analizi
- Kaygan yüzeyli paslanmaz çelik sıcak cımbız kullanarak bir tabağa yerleştirin. Sıcak plaka farklı yüksek sıcaklıklarda (Yani, 200 ° C, 250 ° C ve 300 ° C) farklı sıcaklıklarda Anti-ıslatma davranışlarını analiz etmek için ayarlayın.
Not: yüksek sıcaklık paslanmaz çelik ellerle doğrudan dokunmayın. - Kaygan yüzey 10 µL su damlacığı yatırmak bir mikro şırınga kullanın.
Not: su damlacığı silmeden önce denge kaygan yüzey sıcaklığını ulaştırılması gerekmektedir. - Yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi su damlacığı hareketi 500 Hz bir kare hızında kaydetmek için kullanın.
- Kamera bir tripod için tamir ve paslanmaz çelik doğru kameranın lens doğrudan. Temiz su damlacığı görüntü elde etmek için fotoğraf makinesinin odak ayarlamak. Su damlacığı paslanmaz çelik yüzey üzerinde hareket kamerayı Başlat düğmesine basarak kaydedin. Ne zaman kaydı tamamlamak için paslanmaz çelik su damlacığı slayt kapalı kamera sonunda düğmeye bas.
7. yumuşak doku kaygan yüzey anti-yapışma etkilerini analizi
- Bir manipülatör kullanın, bir dinamometre, elektrikli Ocak ve bir yapışma ayarlamak için sabit bir fikstür ölçüm platformu4, 3a rakamgösterildiği gibi kuvvet.
- Test yüzey sıcak tabağa yerleştirin. Bir kelepçe paslanmaz çelik plaka üzerinde düzeltmek için kullanın. Bazı yüksek sıcaklık testi yüzeye ısı (örneğin, 300 ° C).
Not: Test yüzeyi yakından levhası verimli ısı aktarım kaygan yüzey sağlamak için başvurmanız gerekir. - Manipülatör için dinamometre düzeltmek. Silindir tablo bağlantı (çap: 2 cm) yumuşak doku hareket için bir kuvvet baş ile platform sabit.
- Yumuşak doku tamir (örneğin, tavuk göğsü; uzunluğu: 5 cm, Genişlik: 2 cm, kalınlık: 3 mm) üzerine ince bir tel kullanarak silindir tablo. Yumuşak doku yüzeyi yaklaşık bile olduğundan emin olun.
- Dinamometre manipülatör hareket düğme döndürerek bir belirli maksimum güç (Örneğin, 4.5 N) ulaşıncaya kadar 1 mm/s hızında test yüzeyine yumuşak doku yükleyin. Sonra aynı hızda yumuşak doku boşaltın.
- Bir veri iletim hattı kullanan dinamometre bağlayın ve yumuşak doku ve test yüzeyi arasında gerçek zamanlı kuvvet kaydedin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Kaygan yüzeyi OTS boyalı, kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik için silikon yağı ekleyerek hazırlanmıştır. Benzer kimyasal özellikleri nedeniyle, yüzey tamamen silikon yağı tarafından sualtındaki. Islatma işleminin Şekil 1aile gösterilir. Kırmızı noktalı çizgi ıslatma çizgi belirtir. Islatma sonra görünür yağ katman kuru yüzeyden ayırt. Hazırlanan kaygan yüzeyi kaygan mülkiyeti yaklaşık 2 ° açı ile kaygan yüzeyi su damlacığı yatırma tarafından araştırılmıştır. Şekil 1b situ su damlacığı hareketi kaygan yüzey üzerinde gösterir. Sarı noktalı çizgi temas işaretler ve yüzen ve kaygan yüzey sürgülü su damlacığı sonuçlar gösterir.
Su damlacığı yüksek sıcaklıklarda hazırlanan kaygan yüzey anti-ıslatma davranışlarını araştırdık. Kaygan yüzeyi için farklı sıcaklıklarda sıcak olduğu ve Su damlacıkları yüzeyde tevdi. 200 ° c (şekil 2a), su damlacığı önce sıkıca yüzey temas ve damlacığı ve yüzey arasındaki temas bölgesinin azalmıştır. Yaklaşık 6.200 ms sonra su damlacığı yüzeyden kaymaya başladı. 250 ° C (şekil 2b), yüzeyi ile çok küçük bir ilk temas bölgesinin su damlacığı vardı. Yaklaşık 800 ms sonra su damlacığı yüzeyden kaymaya başladı. 300 ° C (Şekil 2 c), su damlacığı dengesiz temas hemen olduktan sonra yatırılır ve hızla sadece 250 ms sonra kaygan yüzeyi kaydırdı vardı.
Anti-yapışma etkisi bir yumuşak doku üzerinde kaygan yüzey adezyon kuvveti ölçerek değerlendirilmiştir. Biz bir yapışma Kuvvetleri ölçüm platformu Isıtma ve işleme sistemleri (şekil 3a) birleştirerek ayarlayın. Yumuşak doku manipülatör için bağlı, dinamometre tespit edildi ve test yüzey sıcak tabakta tespit edildi. Tavuk göğsü temsilcisi olarak onun saf doku nedeniyle seçildi. 4.5 N bir basınçta test yüzeyi yumuşak doku yükledikten sonra kaldırma işleminin bir yapışma Kuvvetleri yumuşak doku ve test yüzeyi arasında oluşturulan. Sonuçlar şekil 3b' gösterilir. Yapışma Kuvvetleri 0.80 ± 0.18 N ve 0,04 ± 0.02 N düzgün paslanmaz çelik ve kaygan yüzeyler üzerinde idi. Yapışma Kuvvetleri tarafından bir büyüklük kaygan yüzeyi pürüzsüz paslanmaz çelik yüzeyine kıyasla azalmıştır.
Şekil 1. Kaygan yüzeyi ve kaygan özelliğine oluşumu sürecinin. (A)kimyasal olarak kazınmış silikon yağı-boyalı, OTS üzerinde sürecinin ıslatma paslanmaz çelik. Yüzeyi tamamen silikon yağı OTS moleküler katman ve silikon yağı arasında benzer kimyasal özellikleri nedeniyle tarafından ıslak. (B) silikon yağı üzerinde yüzen ve onun kolay-sürme özelliği gösteren su damlacığı. Paslanmaz çelik yaklaşık 2 ° tilt açısı vardır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2. Yüksek sıcaklıklarda su damlacığı ile kaygan yüzey anti-ıslatma davranışı. Su damlacığı hareketi yatay bir kaygan yüzeyi farklı yüksek sıcaklıklarda yatırılır sonra: (A) 200 ° C, (B) 250 ° C ve (C) 300 ° C. Su damlacıkları uzakta yüzey sıcaklığı giderek artan bir azalma sonra belirli bir süre ve su damlacığı slayt gerekli süre kaygan yüzeyi kaydırdı. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3. Yüksek sıcaklıklarda yumuşak bir doku ile kaygan yüzey anti-yapışma değerlendirilmesi. (A)şeması yapışma Kuvvetleri ölçüm platformu. Yumuşak doku bir dinamometre bağlı bir manipülatör kullanarak test yüzeyi yüklendi. Yapışma Kuvvetleri bilgisayara aktarılan. (B) yapışma Kuvvetleri yumuşak doku ve test yüzeyi arasında. Yumuşak doku, 300 ° c yüzey sıcaklığında test yüzeyinde yüklendi Kaygan yüzeyi yapışma Kuvvetleri tarafından bir pürüzsüz paslanmaz çelik yüzeyine kıyasla büyüklük hakkında azalma. Gösterilen hata çubukları ortalama standart sapma (SD) vardır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu el yazması kaygan bir yüzeye yüksek sıcaklık direnci ile imalatı için protokol detayları. Kaygan özelliği bizim hazırlanan yüzey su damlacığı kolay kayan davranışını gözlemleyerek gösterilmiştir. O zaman, farklı yüksek sıcaklıklarda hazırlanan kaygan yüzey anti-ıslatma sıcak yüzeyde su damlacığı yatırma tarafından araştırılmıştır. Hatta için 300 ° c sıcak olduğu zaman hazır kaygan yüzeyi kaygan özelliğini muhafaza sonuçları göster Biz de yumuşak doku kaygan yüzey anti-yapışma etkileri tespit.
Superhydrophobic yüzeyi farklı olarak, yüzey yapıları kaygan yüzeyi holding yapıları için infüzyon yağ olarak hareket ederler. Bir önceki çalışma25göre silikon yağı, tercihli benzeşim OTS kaplı yüzey nedeniyle su damlacığı silikon yağı-infüzyon yüzey yapısı üzerinde şekil1B gösterdiği olarak float. Ayrıca, bu sıvı/sıvı/kalın arabirim yüzey çok düşük kişi açı histeresis sıvı damlacıkları immiscible silikon yağı ile verir. Bu nedenle, su damlacığı kolayca hazırlanan kaygan yüzeyi slayt.
Paslanmaz çelik yüzey, functionalized katman OTS ve infüzyon silikon yağı mükemmel yüksek sıcaklık direnci nedeniyle, hazırlanan kaygan yüzeyi kaygan özelliğine çok yüksek sıcaklıklarda tutabilirsiniz. Ancak, yüksek sıcaklıklarda su damlacığı yüzeyde slayt değil ama yüzeyde dönebilirsiniz. Sonuçları Leidenfrost26etkisi atfedilen. Yüksek sıcaklıklarda silikon yağı ve su buharlaşır ve buharı buharı katman su damlacığı ve silikon yağı katmanı arasında oluşabilir. Aslında, silikon yağı ve su damlacığı buharlaşma artırmak giderek artan bir sıcaklık. Bu nedenle, hava katman daha yüksek sıcaklıklarda su damlacığı ve silikon yağı arasında doğrudan temas önlemek için geliştirilmiş bir yeteneği var. Benzer şekilde 300 ° c (şekil 2C) yüzeyine haddeleme su damlacığı, su damlacığı neredeyse hava katman üzerinde süzülüyor. Kişiyi çok kararsız ve böylece hızla yüzeyden kaydırdı.
Yağ tabakası da yumuşak doku için bir anti-yapışma engel olarak hareket edebilir. Bir yapışma kuvvet ölçüm platformu kaygan yüzeyi yumuşak doku üzerinde anti-yapışma etkisini araştırmak için kuruldu. Saf doku nedeniyle tavuk göğsü deneysel yumuşak doku seçildi. Yumuşak doku pürüzsüz paslanmaz çelik yüzeyi ve kaygan yüzeyi yüklendi. Sonuçlar yapışma önemli bir azalma göstermektedir (Yani, 0.80 ± 0.18 N pürüzsüz yüzeyi üzerinden aldı 0.04 ± 0.02 N kaygan yüzeyi) kaygan yüzeyi zorlamak. Bu kavram koter cihazları üzerinde yumuşak doku yapışma problem çözme içine yeni anlayışlar sunmaktadır. Çünkü silikon yağı ve OTS Biyouyumlu22,27bizim yöntem monopolar neşter ve neşter Ultrasonik gibi koter cihazları için uygulanabilir.
Ayrıca, bizim yöntemi çok basit, ve daha da basitleştirilebilir. Ayağı yapısı daha fazla silikon yağı tutmak yüzey sağlar ve daha fazla silikon yağı verimli bir şekilde yumuşak doku için bir engel olarak hareket edebilir. Ne zaman bir su damlacığı Anti-ıslatma için kullanılan gibi çok fazla silikon yağı gerek yok ise ancak, paslanmaz çelik doğrudan tarafından kimyasal aşındırma pürüzlü. Basitleştirilmiş yöntem basit ve eğri yüzey dahil olmak üzere farklı yüzey türleri için uygulanabilir. Bu silikon yağı yüzeye yüksek bir sıcaklığa ısıtılır ve kaygan özelliği son olarak belirli bir süre sonra başarısız olur buharlaşır gider olması gerekmektedir. Ama yüzeye silikon yağı ekleyerek, kaygan özelliği kazanacaksın. Kritik bizim protokol kaygan yüzey son kaygan özelliği belirler OTS kaplama yüzey yapıları üzerinde hazırlanması adımdır. Böylece, OTS derleme adımı dikkatli bir şekilde yapılmalıdır.
Kaygan yüzeyler bir kendi kendini Temizleme, Anti-yapışma, Anti-buzlanma elde etmek için ortaya çıkan fonksiyonel yüzey, vbvardır. Kolay imalat, farklı sıvılar, iyi basınç istikrar ve kendi kendini iyileştirme için sağlam repellence dahil olmak üzere birçok avantajları vardır. Bizim basit yöntem yüksek sıcaklık direnci ile kaygan bir yüzey oluşturmak için bir yol sunar. Önerilen yöntem tıbbi cihazlar, motorları, sıcak su boru hatları vb kaygan yüzey uygulamada sağlayacak inanıyorum
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Bu eser Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin tarafından (Grant No. 51290292) destek verdi ve doktora öğrencileri için akademik mükemmellik Vakfı BUAA tarafından da desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Stainless steel | Hongtu Corporation | 316 | Use as received |
| Octadecyltrichlorosilane | Huaxia Reagent | 112-04-9 | Use as received |
| Photoresist | Kempur Microelectronic Corporation | 317S | Use as received |
| Silicone oil | Beijing Chemical Works | 350 cst | Use as received |
| Anhydrous toluene | Beijing Chemical Works | 108-88-3 | Use as received |
| Phosphoric acid (H3PO4) | Tianjin Chemical Corporation | 7664-38-2 | Use as received |
| Hydrochloric acid (HCl) | Tianjin Chemical Corporation | 7647-01-0 | Use as received |
| Ferric chloride (FeCl3) | Tianjin Chemical Corporation | 7705-08-0 | Use as received |
| Optical upright microscope | Olympus | BX51 | |
| Optical stereo microscope | Olympus | SZX16 | |
| High speed camera | Olympus | i-SPEED LT | |
| Ultrasonic cleaner | KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTD | KQ-500E | |
| Dynamometer | Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd | HP-5 | |
| Manipulator | Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd | HLD | |
| Hot plate | Shenzhen Jingyihuang Corporation | DRB-1 |
References
- Liu, Y., Chen, X., Xin, J. H. Can superhydrophobic surfaces repel hot water? J Mater Chem. 19 (31), 5602-5611 (2009).
- Urata, C., Masheder, B., Cheng, D. F., Hozumi, A. A thermally stable, durable and temperature-dependent oleophobic surface of a polymethylsilsesquioxane film. Chem Commun. 49, 3318-3320 (2013).
- Daniel, D., Mankin, M. N., Belisle, R. A., Wong, T. -S., Aizenberg, J. Lubricant-infused micro/nano-structured surfaces with tunable dynamic omniphobicity at high temperatures. Appl Phys. Lett. 102 (23), 231603 (2013).
- Zhang, P., Chen, H., Zhang, L., Zhang, D. Anti-adhesion effects of liquid-infused textured surfaces on high-temperature stainless steel for soft tissue. Appl Surf Sci. 385, 249-256 (2016).
- Barthlott, W., Neinhuis, C. Purity of the sacred lotus,or escape from contamination in biological surfaces. Planata. 202 (1), 1-8 (1997).
- Feng, L., et al. Super-hydrophobic surfaces: from natural to artificial. Adv Mater. 14 (24), 1857-1860 (2002).
- Li, X. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces. Chem Soc Rev. 36 (8), 1350-1368 (2007).
- Roach, P., Shirtcliffe, N. J., Newton, M. I. Progess in superhydrophobic surface development. Soft Matter. 4, 224-240 (2008).
- Park, K. C., et al. Condensation on slippery asymmetric bumps. Nature. 531 (7592), 78-82 (2016).
- Wong, T. S., et al. Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity. Nature. 477 (7365), 443-447 (2011).
- Chen, H., et al. Continuous directional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata. Nature. 532 (7597), 85-89 (2016).
- Zhang, P., Chen, H., Zhang, L., Ran, T., Zhang, D. Transparent self-cleaning lubricant-infused surfaces made with large-area breath figure patterns. Appl Surf Sci. 355, 1083-1090 (2015).
- Lafuma, A., Quéré, D. Slippery pre-suffused surfaces. EPL. 96, 56001 (2011).
- Epstein, A. K., et al. Liquid-infused structured surfaces with exceptional anti-biofouling performance. P Natl Acad Sci USA. 109 (33), 13182-13187 (2012).
- MacCallum, N., et al. Liquid-infused silicone as a biofouling-free medical material. ACS Biomater Sci Eng. 1, 43-51 (2015).
- Zhang, J., Wu, L., Li, B., Li, L., Seeger, S., Wang, A. Evaporation-induced transition from Nepenthes pitcher-inspired slippery surfaces to lotus leaf-inspired superoleophobic surfaces. Langmuir. 30 (47), 14292-14299 (2014).
- Sutton, P. A., Awad, S., Perkins, A. C., Lobo, D. N. Comparison of lateral thermal spread using monopolar and bipolar diathermy the Harmonic Scalpel™ and the Ligasure™. Brit J Surg. 97 (3), 428-433 (2010).
- Koch, C., Friedrich, T., Metternich, F., Tannapfel, A., Reimann, H. P., Eichfeld, U. Determination of temperature elevation in tissue during the application of the harmonic scalpel. Ultrasound Med Biol. 29 (2), 301-309 (2003).
- Sinha, U. K., Gallagher, L. A. Effects of steel scalpel, ultrasonic scalpel, CO2 laser, and monopolar and bipolar electrosurgery on wound healing in guinea pig oral mucosa. Laryngoscope. 113 (2), 228-236 (2003).
- Lee, J. H., Go, A. K., Oh, S. H., Lee, K. E., Yuk, S. H. Tissue anti-adhesion potential of ibuprofen-loaded PLLA-PEG diblock copolymer films. Biomaterials. 26 (6), 671-678 (2005).
- Ding, J. N., Wong, P. L., Yang, J. C. Friction and fracture properties of polysilicon coated with self-assembled monolayers. Wear. 260 (1-2), 209-214 (2006).
- Kulkarni, S. A., Mirji, S. A., Mandale, A. B., Vijayamohanan, K. P. In vitro stability study of organosilane self-assemble monolayers and multilayers. Thin Solid Films. 496, 420-425 (2006).
- Meth, S., Savchenko, N., Viva, F. A., Starosvetsky, D., Groysman, A., Sukenik, C. N. Siloxane-based thin films for corrosion protection of stainless steel in chloride media. J Appl Electrochem. 41 (8), 885-890 (2011).
- Zhang, P., Chen, H., Zhang, L., Zhang, Y., Zhang, D., Jiang, L. Stable slippery liquid-infused anti-wetting surface at high temperatures. J Mater Chem A. 4 (31), 12212-12220 (2016).
- Smith, J. D., et al. Droplet mobility on lubricant-impregnated surfaces. Soft Matter. 9 (6), 1772-1780 (2013).
- Tran, T., Staat, H. J. J., Prosperetti, A., Sun, C., Lohse, D. Drop impact on superheated surfaces. Phys Rev Lett. 108 (3), 036101 (2012).
- Donzelli, J., Leonetti, J. P., Wurster, R. D., Lee, J. M., Young, M. R. I. Neuroprotection due to irrigation during bipolar cautery. Arch Otolaryngol. 126 (2), 149-153 (2000).
