Impression de timbre évolutive et Fabrication de Surfaces Hemiwicking

Résumé

Un protocole simple est fourni pour la fabrication de structures hemiwicking de différentes tailles, formes et matériaux. Le protocole utilise une combinaison de piétinement physique, PDMS de moulage et modifications de surface minces par matériaux dépôts techniques courantes.

Résumé

Hemiwicking est un processus où un liquide mouille une surface à motifs au-delà de sa longueur de mouillage normale due à une combinaison de l’action capillaire et l’imbibition. Ce phénomène de mouillage est important dans de nombreux domaines techniques, allant de la physiologie à l’ingénierie aérospatiale. Actuellement, plusieurs techniques existent pour la fabrication de structures de hemiwicking. Ces méthodes conventionnelles, cependant, sont souvent beaucoup de temps et sont difficiles à l’échelle supérieure pour les grandes surfaces ou sont difficiles à personnaliser pour des géométries de structuration spécifique, non homogènes. Le protocole présenté offre aux chercheurs avec un simple, évolutif et une méthode rentable pour la fabrication de surfaces aux motifs micro hemiwicking. La méthode fabrique des structures mèche grâce à l’impression de timbre, polydiméthylsiloxane (PDMS) moulage et minces revêtements de surface. Le protocole est démontré pour hemiwicking avec de l’éthanol sur PDMS micropillar baies recouvertes d’un 70 nm en aluminium épais minces.

Introduction

Récemment, il y a eu un intérêt accru pour pouvoir tant activement que passivement contrôler le mouillage, l’évaporation et le mélange des fluides. Hemiwicking unique texturé surfaces offrent une solution originale pour techniques de refroidissement parce que ces surfaces texturées agissent comme une pompe liquide (et/ou de la chaleur) sans les pièces mobiles. Ce mouvement du fluide est entraîné par une cascade d’événements action capillaire associée à la courbure dynamique de la couche mince liquide. En général, lorsqu’un liquide mouille une surface solide, une courbe liquide minces (c.-à-d., le ménisque liquide) est rapidement forme. L’épaisseur de fluide e....

Protocole

1. Créez le plan de structuration

1. À l’aide d’un éditeur graphique, créer le motif désiré pour les structures de hemiwicking, représenté comme une image bitmap.
   Remarque : Certains des paramètres de conception du mèche (c.-à-d., angle gradient, gradient de profondeur) peuvent faire dépendre les valeurs de niveaux de gris assignées à chaque pixel. Ces valeurs de niveaux de gris sont ensuite édités afin de modifier le paramètre souhaité.
2. Enregistrez l’image bitmap sous forme d’un graphique de réseau portable (.png) et placez le fichier dans un dossier facilement disponible.

2. placer le plastique doit être e....

Résultats

La figure 1 fournit une représentation schématique du comment le mécanisme de l’emboutissage créerait le moule pour les structures mèche sur un moule en plastique. Pour étudier la qualité de l’appareil d’emboutissage dans la fabrication de films de mèche, deux tableaux de pilier différents ont été créés pour analyser la qualité des piliers pour de futures expériences de mèche. Aspects de l’appareil étudié étaient la précision de la hauteur des piliers (avec e.......

Discussion

Une méthode a été introduite afin de créer des tableaux à motifs pilier aux structures des hemiwicking ; Ceci est accompli par imprégnation de cavités sur une plaquette en plastique avec un appareil de gravure qui suit la structuration d’une bitmap créée par l’utilisateur. Un mélange PDMS est alors versé, guéri et recouvertes d’une mince couche d’aluminium par dépôt. Les caractéristiques de tableau de pilier peuvent être personnalisés selon la valeur d’échelle de gris qui est affectée dans la bitmap suivant ce p.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
NI-DAQ 9403	National Instruments	370466AE-01	L’interface de communication entre la caméra et le commutateur de commande du laser.
Commutateur de commande	Crouzet	GN84134750	Un contrôleur à utiliser pour le laser qui active le laser en fonction de la tension envoyée par l’DAQ.
Caméra anti-puces	FLIR	FL3-U3-120S3C-C	Une caméra anti-puces utilisée pour l’imagerie du foret sur le moule en plastique.  ;
Caméra d’imagerie anti-puces	Point Gris	FL3-U3-20E4M-C	Une caméra anti-puces utilisée pour obtenir les images latérales des piliers.
200 pas/tr, 12V-350mA Moteur pas à pas (x2)	AdaFruit	324	Les moteurs pas à pas sont utilisés pour contrôler la profondeur et l’angle de la fraise en bout.  ;
Objectif à longue distance de travail corrigé à l’infini 10x	Mitutoyo  ;	#46-144	L’objectif utilisé pour obtenir l’image du côté des piliers.
15x Conjugué infini, enduit UV, objectif ReflX	TechSpec	#58-417	L’objectif utilisé pour obtenir l’image du sommet des piliers.  ;
72002 0.002D X 0.006 LOC Carbide SQ 2FL Fraise miniature	Harvey Tools	72002	Le foret qui a été utilisé pour créer des trous dans le moule en plastique.  ;
Alimentation CC à 1 kW	Advanced Energy	MDX-1K	Utilisé pour alimenter le pulvérisateur de dépôt.
Pompe Turbo-V 70LP Nacro Torr	Varian	9699336	Pompe Turbo utilisée pour réduire la pression à l’intérieur de la chambre de dépôt.
2000mw, 405nm haute puissance Blue Light Focus Laser	WDLasers	KREE	Sample Heating Laser
5.875 » I.D. Dessicator w/ 0.25 » Tube Connections	McMaster-Carr	2204K5	PDMS Dessicator
SYLGARD 184 Élastomère de silicone, 0.5kg Kit	Dow-Corning	4019862	Le kit PDMS utilisé pour fabriquer la base.
Compresseur d’air à membrane / pompe à vide	Gast	DOL-701-AA	Pompe à vide dessiccatrice
à étages linéaires motorisés (2x)	Standa	8MT175	Les moteurs pas à pas utilisés pour contrôler la plaque d’échantillon dans les directions x et y.  ;
Doublets achromatiques poistifs non montés de 2" de diamètre, revêtement AR : 400-700 nm	ThorLabs	AC508-150-A	L’achromat a été utilisé afin d’obtenir les images du côté des piliers.
Puce 3 Mono  ; Appareil photo, 2448 x 2048 pixels	Point Gris	FL3-GE-50S5M-C	Une caméra anti-puces utilisée pour imiter le haut des piliers.
Transducteur de vide numérique	Thyrcont Vacuum Instruments	4940-CF-212734	Utilisé pour la surveillance de la pression à l’intérieur de la chambre de dépôt.
Réservoir d’argon sous pression Resovoir	Airgas	AR RP300	Gaz utilisé dans le processus de dépôt.
Étape de translation 1-D	Newport Corporation	TSX-1D	Une étape de translation utilisée pour déplacer la caméra afin de faire la mise au point sur la fraise finale.
Monture laser cylindrique (x2)	Newport Corporation	ULM-TILT-M	La monture laser était utilisée pour déplacer la caméra afin de faire la mise au point sur la fraise en bout.
Refroidisseur de paillasse avec pompe centrifuge, 120V, 60Hz	Polyscience	LS51MX1A110C	Un refroidisseur utilisé pour l’assemblage du dépôt.
Alcatel Adixen 2010SD XP, moteur antidéflagrant, pompe à vide à palettes rotatives,	Ideal Vacuum 1	Produits 210SDMLAM-XP	Une pompe à vide utilisée pour l’assemblage du dépôt.  ;
Ventilateur, 105 CFM, 115 V (x2)	Comair Rotron	MU2A1	Un ventilateur utilisé pour refroidir certains aspects de l’ensemble de dépôt.

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