Summary
نقدم هنا، بروتوكولا لإنتاج خيوط طويلة من السيليكون بولي دايمثيل سيلوكسان (PDMS) بخطورة الاعتماد عن طريق فرن. خيوط بناء على أمر من مئات ميكرومتر في القطر، وعشرات السنتيمترات في الطول وهي هيدروفوبيكالي باتيرنابل عن طريق نظام تصريف كورونا تسيطر عليها اردوينو.
Abstract
سيليكون "بولي دايمثيل سيلوكسان" (PDMS) هو بوليمر متعددة الاستخدامات التي لا يسهل تشكيلها في خيوط طويلة. الأساليب التقليدية للغزل تفشل لأنه لا يحمل PDMS سيولة بعيد المدى في ذوبان. نحن نقدم طريقة محسنة لإنتاج خيوط PDMS بملف تعريف درجة حرارة صعدت من البوليمر كما أنها كروسلينكس من سائل الاستومر. من خلال رصد اللزوجة درجة حرارة دافئة، فإننا نقدر نافذة وقت عندما تكون لها خصائص مادية تنظيمي للرسم في خيوط طويلة. يمر خيوط فرن أنبوب ارتفاع درجة الحرارة، علاج لهم بما فيه الكفاية ليكون حصادها. خيوط هذه حدود مئات ميكرومتر في القطر، وعشرات السنتيمترات في الطول، وحتى أطول وأرق خيوط ممكن. هذه خيوط الاحتفاظ بالعديد من خصائص المواد السائبة PDMS، بما في ذلك هيدروفوبيسيتي للتحويل. علينا أن نظهر هذه الإمكانية مع أسلوب الزخرفة كورونا-تفريغ الآلي. هذه خيوط السيليكون PDMS باتيرنابل أن تكون لها تطبيقات في ويفينجس السيليكون ومكونات جهاز استشعار الغاز نفاذية ونموذج microscale فولداميرس.
Introduction
سيليكون "بولي دايمثيل سيلوكسان" (PDMS) مواد المستخدمة على نطاق واسع مع العديد من تطبيقات التصنيع والبحوث. وهو الحرارة والغاز مقاومة للماء وعازلة كهربائياً ومسعور، يسهل اختراقها وآمنة الغذائي ومتوافق حيويا ومرنة مع نسبة بواسون مثالية تقريبا. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يمكن أن تخدم سهولة كمضيف لجزيئات وظيفية مختلفة، أضيف أما قبل أو بعد علاج1،2. سطحه سهولة قابل للتعديل بابو أو البلازما الأكسجين أو التفريغ كورونا التبديل، هيدروفوبيسيتي، والحث على المدى القصير المتمتعة بالحكم الذاتي-التصاق3،4،5. على وجه الخصوص، فقد استخدمت أيضا في ميكروفلويديكس6.
خيوط PDMS مفيدة بشكل خاص في إنتاج ينسج ارتفاع سطح المنطقة السيليكون، والسيليكون مجسات الألياف7، ومواد التصنيع المضافة على أساس سيليكون (3D الطباعة). في مختبراتنا، نستخدم خيوط منقوشة هيدروفوبيكالي من PDMS كمنصة لدراسة قابلة للطي. الفريق الدراسات الإحصاءات خيوط كونفورماشونال في بيئة مائية عن طريق إثارة صوتية أثيرمال ونظام التصوير8المبلغ عنها سابقا.
تشكل نسبة الارتفاع ارتفاع خيوط من PDMS عبر التقليدية نموذج الصب التحدي. خيوط نسبا كبيرة السطح مساحة للتخزين، مما يزيد من تعقيد الإفراج من قوالب9. كان الباحثون النجاح اﻷغماد PDMS مع البوليمرات الناقل اليكتروسبينينج المستمر في النانو خيوط10،،من1112، على الرغم من خيوط الناتجة ليست محض PDMS.
الأسلوب السائد في الصناعة التحويلية لإنتاج خيوط ماكروسكالي من مواد أخرى ينطوي على استخلاص سائل لزج من خزان من خلال مسام. نموذجياً، هو سائل لزج لدن بالحرارة أو الزجاج الذي سائل في درجات حرارة عالية في الخزان ويبرد إلى خيط متين (غالباً غير متبلور)، فإنه يتم رسمها عن طريق مدخنة. وتسمى هذه العملية أحياناً تذوب الغزل، وأنه لا يتفق مع PDMS لأنه لا يحمل PDMS سيولة بعيد المدى في ذوبان. وقد تبين كتلة البوليمرات المشارك من السيليكون وألفا-ميثيل الستيرين لإنتاج خيوط عبر تذوب الغزل، ولكن مرة أخرى، خيوط الناتجة ليست محض PDMS13.
الأسلوب فإننا هنا مخطط أقرب إلى ذوبان الغزل، إلا يتم تبديل درجة الحرارة النسبية للخزان ومدخنة. PDMS هو السائل في خزان درجة حرارة الغرفة، كما أنها لم تنجز بعد العابرة للربط. تختلف لزوجة PDMS ك crosslinks زيت السيليكون مع عامل التجفيف، وهي عملية يمكن تسريع حرارياً. قبل وضعه في الخزان، نحن الحرارة PDMS علاج حتى يصل لزوجة مناسبة لتقطر الجاذبية طويلة، ثم العلاج بالتنقيط بعد عن طريق فرن أنبوب ساخنة في المدخنة. النهج الذي يماثل إلى حد ما "الجاف-الغزل"، في البوليمرات التي يتم حله في المذيبات المتطايرة التي تتبخر أثناء الرسم.
على حد علمنا، هو الأسلوب الوحيد المبلغ عنها من إنتاج خيوط طويلة من PDMS نقية لدينا المنشور السابق8 . أسلوب عرض هنا تحسنا كبيرا على النهج الأصلي، بقصد التقليل من فن العملية. وأبرزها بقياس اللزوجة خلال مرحلة ما قبل المعالجة وتوقيت فترات تهدئة، نحن قادرون على تقرير إطار موجوداً تجريبيا من خيوط سبينابيليتي. نحن نقدم أيضا وسيلة لإنتاج التعديلات السطحية قابلة للتكرار، والمترجمة على خيوط كورونا عبر تسيطر اردوينو الزخرفة النظام، تمكين الزخرفة مسعور طولية على طول الشعيرة.
Protocol
1-PDMS خيوط
- الجمعية الفرن وقذف
- إرفاق مم 1.59 قطرها الداخلي ارتفاع درجة الحرارة سيليكون المطاط أنابيب لإمداد الهواء البيت عن طريق صمام قياس (انظر الشكل 1). توصيل الطرف الآخر من الأنبوب إلى محول بثق تتألف من غمد حولها دائرة نصف قطرها ملم 1.08 فتح، الذي سوف ينتج من تدفق الهواء انخفاض مطرد حولها خيوط (مثلاً، غمد نحاس تشكيلة مخصصة في تدفق الهواء من حوالي 1.4 لتر في الدقيقة ; انظر تكميلية الرقم 1 للمواصفات).
ملاحظة: يفضل أن يكون إنتاج خيوط في بيئة انخفاض في تدفق هواء مع طفاية حريق القريبة. - تغطية السطح أدناه فرن أنبوب أسطواني سيراميك (مثلاً.، القطر الداخلي 17 مم، وطول 107.7 مم) مع إحباط لالتقاط أي PDMS الزائدة.
- جبل محول النتوء فوق الفرن أنبوب عمودي، توسيط الافتتاح للفرن والتسوية في الفرن حتى يمر خيوط.
- قم بتوصيل في الطارد بثق محول عن طريق ارتفاع درجة الحرارة سيليكون المطاط شبه واضحة الأنبوب.
- حرارة الفرن حتى درجة الحرارة الداخلية حوالي 250 درجة مئوية كما تقاس مقياس حرارة الأشعة تحت حمراء، باستخدام محول متغير لتنظيم درجة الحرارة.
- نقل الفرن خارجاً من تحت محول البثق بحيث المحول البثق عدم تسخين قبل إنتاج خيوط.
- إرفاق مم 1.59 قطرها الداخلي ارتفاع درجة الحرارة سيليكون المطاط أنابيب لإمداد الهواء البيت عن طريق صمام قياس (انظر الشكل 1). توصيل الطرف الآخر من الأنبوب إلى محول بثق تتألف من غمد حولها دائرة نصف قطرها ملم 1.08 فتح، الذي سوف ينتج من تدفق الهواء انخفاض مطرد حولها خيوط (مثلاً، غمد نحاس تشكيلة مخصصة في تدفق الهواء من حوالي 1.4 لتر في الدقيقة ; انظر تكميلية الرقم 1 للمواصفات).
- جزئيا قبل علاج PDMS
- يسخن أنبوب عينة المتاح ل 65.0 درجة مئوية في فيسكوميتير مع التحكم في درجة الحرارة. استخدام فيسكوميتير المناسبة والدوران، أن المرء يمكن قياس اللزوجة في نطاق 200-10000 mPa·s.
- دقة مزيج ز 18.0 من قاعدة PDMS مع ز 1.8 من وكيلها علاج في قارب وزنها ووضع الخليط في مجفف فراغ درجة حرارة الغرفة (RT) لمدة 15 دقيقة، أو حتى يبقى لا فقاعات. تنفيس مجففة بشكل دوري لموسيقى البوب فقاعات قرب السطح.
ملاحظة: توقيت التالية يفترض استخدام عامل قاعدة وعلاج PDMS المحددة في الجدول للمواد. - صب ز 17.7 الخليط في أنبوب عينة مسخن على كونترتوب (بعض يتم فقدان للانضمام إلى سفينة تزن). إعادة إدراج أنبوب عينة فيسكوميتير.
- أخذ قياسات اللزوجة مرة في الدقيقة الواحدة، إبقاء viscometer الغزل ببطء (5 لفة في الدقيقة).
- عندما اللزوجة تصل إلى 4000 mPa·s، إزالة أنبوب عينة مع كماشة وتصب مباشرة في الطارد درجة حرارة الغرفة. إنتاج خيوط في إطار الزمني الذي يبدأ حوالي 4.5 دقيقة من إزالة الحرارة ويستمر لمدة دقيقة 4 لاحقة.
- البثق PDMS على شكل خيوط
- زمن التأخير، ضمان الفرن على 250 درجة مئوية باستخدام حرارة الأشعة تحت حمراء.
- نقل الفرن مرة أخرى تحت المحول النتوء حوالي 4 دقائق بعد إزالة أنبوب عينة من فيسكوميتير، ومحاذاة الإبرة الداخلية للمحول البثق بالفرن أنبوب استخدام قفازات آمنة للحرارة.
- دوري تويست المسمار في الطارد، مما يسمح تيار مستمر من PDMS بالتنقيط عن طريق الفرن.
ملاحظة: إذا كان تشكيل قطرات بدلاً من خيوط، الانتظار 30 ثانية لمواصلة علاج RT وحاول مرة أخرى. التواء دائم يدفع PDMS عن طريق الفرن بسرعة كبيرة جداً. وبصفة عامة، يمكن أن تعالج تفجر الصغيرة قبل إيقاف تشغيل الفرن، واستخدام عصا غير موصل لإزاحة أي PDMS تراكمت من الفرن.
تنبيه: إذا كانت تقطر PDMS على الجدران أو أعلى من الفرن، هناك إمكانية اندلاع حرب. - وحالما يبدأ تيار PDMS رقيقة، تطور الطارد ثورة نصف إضافية. وقد كل محاكمة الثورات حوالي 16 استخدام الطارد معين.
- جمع خيوط على عصي خشبية تحت الفرن بعد كل تطور وتضع لهم عبر رفوف خشبية لإنهاء علاج لما يقرب من 12 ح.
2-الزخرفة أسطح خيوط PDMS مع تصريف كورونا تسيطر على الكمبيوتر
- نظام مراقبة المواقع الخاضعة لسيطرة اردوينو الشعيرة والتفريغ الإكليل: تجميع المحرك السائر تسيطر عليها المعالج Arduino المفتوحة المصدر التي تشد خيوط تحت جهاز تفريغ كورونا في الرسم التخطيطي الأسلاك في التكميلية المواد. تحميل البرمجيات رمز اردوينو مخصصة في مواد تكميلية للنظام.
- سطح الشعيرة الزخرفة مع الجهاز
- أدخل النمط المطلوب في التعليمات البرمجية ("نمط" صفيف) وتحميله على اردوينو عن طريق الناقل التسلسلي العام.
- أغسل خيوط شُفي مع الصوديوم 1% دوديسيل كبريتات والشطف بماء نقي المفرط. خيوط مع الهواء الجاف.
- خيوط المكان المعني لوح كهربائياً غير إجراء مع قطع السحب (على سبيل المثال.، الليزر قطع اﻷكريليك، انظر "الشكل تكميلية" 3A) التي تسمح خيوط تكون معلقة في الهواء. استخدام الشريط على الوجهين لتأمين نهايات خيوط إلى البلاطة.
- ضع لوح في مربع التهوية كورونا تفريغ بين المسارات اﻷكريليك وضمان أن يكون مستوى. ضع لوح معدني غير متحرك تحت اﻷكريليك، محاذاة الشعيرة على طول حافة لوح معدني.
- مكان مسرى التفريغ كورونا (مثلاً، تلميح قطب ربيع) حوالي 3 مم أعلاه خيوط ومفرغ الإكليل بتوصيل منفذ تسيطر عليها Arduino.
- ربط خط غير موصل إلى التعميم خفض التدريجي على لوح اﻷكريليك. التزام الطرف الآخر من الخط للسائر تسيطر عليها اردوينو للسيارات (انظر "الشكل تكميلية" 3BC).
- اضغط على زر في حلبة اردوينو تبدأ الزخرفة مع التعليمات البرمجية المبرمجة. كورونا التفريغ هو إنتاج حقل الحالية منخفضة كهربائية 4.5 ميغا هرتز جهد ناتج من 10-40 كيلو فولت تعمل على تعديل سطح PDMS لجعله ماء.
تنبيه: الحالية منخفضة، لكن الجهاز ينتج الأوزون والأشعة فوق البنفسجية في الهواء. ويفضل استخدامه في غطاء دخان، وراء درع اكريليك تنفيس.
Representative Results
الأسلوب (الشكل 1) بنجاح ينتج خيوط من حوالي 200 ميكرومتر في القطر (الشكل 2) وأطوال متفاوتة تتراوح بين 10 سم. يعد يمكن إنتاج خيوط برفع رسم جهاز، وخيط متوسط يمكن أن تختلف أقطار بين 50-300 ميكرون كل تشغيل. خيوط مرنة وقوية، وبها معامل مرونة قابلة للمقارنة لجل PDMS8. في هذا البروتوكول، ووقت العمل بين علاج قبل PDMS والرسم خيوط مريح طويلة بما يكفي لنقل المواد (الشكل 3).
Hydrophobicity الزخرفة عن طريق الاضطلاع بالإكليل يمكن التحقق منها عبر زوايا الاتصال الحبرية. تحليل زاوية الاتصال معقد بشكل أسطواني الشعيرة؛ ويمكن تشكيل قطرات البرميل متناظرة الشكل أو قذيفة غير متناظرة الشكل14. لدينا خيوط، استخدام 1 ميليلتر قطرات الماء، هذه الأشكال هما تقابل الأسطح ماء تعامل كورونا و PDMS مسعور غير المعالجة، على التوالي (الشكل 4).
رقم 1: التخطيطي أسلوب إنتاج خيوط. يطرد، العابرة للربط PDMS يتم تسخينه عند 65 درجة مئوية حتى اللزوجة ما يصل إلى 4000 mPa·s. ثم تبريده ونقله إلى الطارد الذي يدفع هذه المواد من خلال افتتاح الانخفاض الجوي-تدفق-مغمد، ثم عن طريق فرن أنبوب قبل أن تحصد كخيوط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2: الرسم البياني لعرض خيوط من مظاهرة للأسلوب. يتم عرض كل سم خيوط خيوط ما يزيد على 6، كان طوله الإجمالي حوالي 80 سم. خيوط كانت تفحص بواسطة ماسح ضوئي مسطح وتحليلها بواسطة البرامج النصية أوكتاف مخصصة15. داخلي: صورة ممثل خيوط ممتدة بجوار مسطرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3: PDMS اللزوجة vs. وقت. قياسات اللزوجة (في 5 لفة في الدقيقة) يطرد PDMS قاعدة وعلاج عامل كدالة للزمن، مع التشكيلات الجانبية لدرجات الحرارة المختلفة. تدفئة المستمر (الماس الرمادي) عند 65 درجة مئوية، مما يدل على زيادة سريعة في اللزوجة. نقاط البيانات سوداء عند 65 درجة مئوية، قبل ترحيله إلى درجة حرارة الغرفة عند لزوجة تصل إلى 4000 mPa·s كل أسلوب أعلاه. نقاط البيانات الحمراء تمثل اللزوجة العينة نفس بعد التبريد إلى 25 درجة مئوية. تحدث الفجوة في البيانات بينما هو يجري تبريده في فيسكوميتير إلى 25 درجة مئوية مع تدفق الماء المثلج. نافذة السماوي هو الوقت عندما يحدث إنتاج خيوط وفقا للأسلوب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4: خيوط منقوشة هيدروفوبيكالي. (A) كانت منقوشة خيوط مع خطة hydrophobicity تناوب، كل سم 2، استخدام الأسلوب كورونا اردوينو الخاضعة لسيطرة الوارد وصفها أعلاه، وتصور مع 1 ميليلتر قطرات من الماء. (ب) قطرات اعتماد المطابقة (يمين) للبرميل تبعاً للشعيرة hydrophobicity المحلية14أو شل (إلى اليسار). وتقدر شل زوايا الاتصال مباشرة، بينما الزوايا المستوية يعادل الاتصال في البرميل-قطرات مصممون بملائمة حل تحليلي8. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تكميلية الشكل 1: أبعاد النتوء محول مع غمد تدفق الهواء- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الإضافي رقم 2: مخطط الأسلاك للاكليل باتيرنير. جهاز التفريغ كورونا موصول بمصدر الطاقة relayed. يتم تحميل الشعيرة على صينية تعلق بسلك غير إجراء للمحرك السائر عبر مغزل (تكميلية الشكل 3). النمط يتم تحميلها على المعالج اردوينو في أسفل اليسار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تكميلية الشكل 3: التخطيطي لأجزاء من خيوط باتيرنير. (أ) علبة مع فتح حيث تم تعليق الشعيرة. (ب) محور الدوران للسلك نونكوندوكتينج توصيل المحرك السائر علبة عبر الثقب 0.8 سم. (ج) أسفل طريقة العرض المغزل، عرض المحول إلى رمح السيارات السائر. نحن ملفقة جميع أجزاء من اﻷكريليك الليزر قطع 3.2 مم، التي تم لصقها معا عند الضرورة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الإضافي رقم 4: صورة باتيرنير الشعيرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Discussion
الأساس لهذا الأسلوب هو التلاعب بالخصائص المادية لعلاج PDMS حيث تكون مناسبة لخطورة الرسم. قطرات خطورة الرسم إلى خيوط مستقرة يحكمها ثلاثة معلمات هو16. أنها تتعلق الجمود الحبرية بالنسبة للجاذبية (فرويد)، (فيبر)-التوتر السطحي واللزوجة (رينولدز). أن الخطوة الحاسمة من crosslinking PDMS حتى أنه يثبت تجريبيا ملحق مستقرة كل لدينا أسلوب معظم بشكل كبير يغير عدد رينولدز، خفض بأكثر من أمر من حجم، من 0.83 إلى 0.07. على النقيض من ذلك، هو التغيير التالي في أحد المعلمات بدون أبعاد أخرى أكبر عدد ويبر، مما يضاعف من مجرد. وهذا يدعم استخدام اللزوجة كوكيل حساسة لتعقب سبينابيليتي PDMS.
تحسنا حرجة في طريقة إنتاج خيوط سابق لدينا أن الشخصية اللزوجة خلال البروتوكول يتم استخدامه لتحديد أوقات العمل التجريبي. تحديد قيود تقنية، نحن قبل الشفاء دفعة PDMS كل البروتوكول وإزالته من الحرارة وأخذت قياسات اللزوجة في درجة حرارة الغرفة كما استمر PDMS العابرة للربط. ملف تعريف اللزوجة الناتج (الشكل 4) يشير إلى أن يشمل الإطار سبينابيليتي كبير بإزالة PDMS من viscometer 65 درجة مئوية ساخنة. لدينا بروتوكول ينطوي على إزالة PDMS قبل دخول النافذة سبينابيليتي، ثم السماح للعينة على مواصلة كروسلينكينج لحوالي 4.5 دقيقة كما يبرد لدرجة حرارة الغرفة. في وقت لاحق، قد المجرب حوالي 4 دقائق لاستدراجه من قبل crosslinking مستمرة يجعل في PDMS drawable لم يعد.
الأسلوب كما هو موضح في سهولة وتنتج خيوط مع أقطار يقارب 100 s ميكرومتر وأطوال حدود 0.5 متر. يقتصر طول خيوط الفضاء موجوداً تحت النتوء وفرن أنبوب. تعديل معقول للأسلوب الذي سيكون لتثبيته في مدخنة وقتاً أطول لإنتاج خيوط أطول. هو سحب تعديل ونحن لم تستكشف بعد ميكانيكيا خيوط بدلاً من الاعتماد على انخفاض جاذبية، مما قد يسفر عن خيوط أرق.
خطوة حاسمة للزخرفة هيدروفوبيكالي خيوط هو التعرض لتصريف كورونا في الظروف المحيطة. وهذا يقدم بعض الغموض، كما يتأثر الشكل/كثافة التصريف بالظروف المحيطة والتوصيل المحلية. فإنه يمكن ضبطها بوضع الموصلات على الأرض تحت الشعيرة، فضلا عن ضبط الجهد الجهاز كورونا (10-40 كيلو فولت). إليه كورونا السطح-التعديل نقل الطاقة إلكترون المحتمل ليسينج سلاسل الجانب PDMS والعمود الفقري. وللخروج من هذه السندات، سيحتاج الإلكترونات طاقة أقل من متوسط الطاقة اللازمة لإنتاج تفريغ حاجز عازل17. وهكذا، أداء غير قابلة لملاحظة أن مظاريف خيوط يحتمل أن تسفر عن تعديل السطح ويمكن أن يسهل اختباره عن طريق قياسات زاوية الاتصال قطرات الماء.
يتيح هذا الأسلوب سهلة نسبيا إنتاج خيوط PDMS السيليكون والزخرفة مسعور معقدة اللاحقة. الهدف الأولى هو إنتاج نظام فلدمير نموذجي الذي يمكن تصميم أنماط مسعور لإنتاج خيوط يمكن ملاحظتها مسارات قابلة للطي وهياكل مطوية. قد توفر هذا اختبارات قواعد التصميم القابلة للتعميم لهندسة قابلة للطي مسارات. أيضا قد خيوط هذه الطلبات المادية كجزء من مسعور أو المتفاعلة كيميائيا ينسج عبر المذيبات تورم، أو في استخدام المركبات المتفاعلة علقت في PDMS الغاز نفاذية.
Disclosures
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Acknowledgments
امتنان يعترف أصحاب البصيرة ومساعدة من جورج كوك، ي. س.. س. روبين وزنير ياء وجيم بارو، فوكوشيما جيم، موليجان م.، م. كيكليي، وبوسشاردت أ والدعم المالي المقدم من مؤسسة تلال روز وجونسون الصيف طالب منحة بحثية. كما تقر المؤلفين العمل التمهيدي بشأن اللزوجة كوسيلة لتتبع البلمرة سيليكون بطلاب "مختبر متقدم" في الكيمياء (خريف عام 2017).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2 part PDMS Silicone | Dow Corning Sylgard 184 | 4019862 | |
| Thermosel | Brookfield | HT-110 115, HT-115A DP | |
| viscometer | Brookfield | RVT115 | |
| Disposible sample chamber | Brookfield | HT-2DB-100 | |
| Disposible spindle | Brookfield | SC4-27D-100, SC4-DSY | |
| Extruder | Makin's | 35055 | |
| High-temperature silicone tubing | McMaster-Carr | 51135K16 | |
| Cylindrical Tube heater (Ceramic) | Ours is a custom: 17.0 mm inner diameter, 38.7 mm outer diameter, 107.7 mm length, 150 Ohm. Companies include Watlow and Omega. Critical design considerations: smaller inner diameters will require better furnace-filament alignment, longer tubes should also be sufficient. | ||
| Variable Transformer for heater | Variac | 3PN1010 | |
| Metering valve | Swagelok | SS-2MA1 | |
| Corona Discharge Device | Electro-Technic | BD20A | |
| Arduino Kit | Elegoo | EL-KIT-003 | |
| Nylon Fishing Line | EoongSng | B075DYVC3F | |
| Pasta Drying Rack | Norpro | B00004UE7U | |
| Infrared thermometer | Nubee | 81175535214 | |
| Flatbed scanner | Canon | CanoScan 9000F MKII |
References
- Bossi, M. L., Daraio, M. E., Aramendı́a, P. F. Luminescence quenching of Ru (II) complexes in polydimethylsiloxane sensors for oxygen. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 120 (1), 15-21 (1999).
- Toepke, M. W., Beebe, D. J. PDMS absorption of small molecules and consequences in microfluidic applications. Lab on a Chip. 6 (12), 1484-1486 (2006).
- Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab on a Chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
- Bhattacharya, S., Datta, A., Berg, J. M., Gangopadhyay, S. Studies on surface wettability of poly (dimethyl) siloxane (PDMS) and glass under oxygen-plasma treatment and correlation with bond strength. Journal of Microelectromechanical Systems. 14 (3), 590-597 (2005).
- Efimenko, K., Wallace, W. E., Genzer, J. Surface modification of Sylgard-184 poly (dimethyl siloxane) networks by ultraviolet and ultraviolet/ozone treatment. Journal of Colloid and Interface Science. 254 (2), 306-315 (2002).
- Johnston, I. D., McCluskey, D. K., Tan, C., Tracey, M. C. Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering. Journal of Micromechanics and Microengineering. 24 (3), 035017 (2014).
- Xue, R., Behera, P., Xu, J., Viapiano, M. S., Lannutti, J. J. Polydimethylsiloxane core–polycaprolactone shell nanofibers as biocompatible, real-time oxygen sensors. Sensors and Actuators B: Chemical. 192, 697-707 (2014).
- Kiessling, R., et al. Gravity-Drawn Silicone Filaments: Production, Characterization, and Wormlike Chain Dynamics. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (46), 39916-39920 (2017).
- Roca-Cusachs, P., et al. Stability of microfabricated high aspect ratio structures in poly (dimethylsiloxane). Langmuir. 21 (12), 5542-5548 (2005).
- Yang, D., et al. Electrospinning of poly (dimethylsiloxane)/poly (methyl methacrylate) nanofibrous membrane: Fabrication and application in protein microarrays. Biomacromolecules. 10 (12), 3335-3340 (2009).
- Niu, H., Wang, H., Zhou, H., Lin, T. Ultrafine PDMS fibers: preparation from in situ curing-electrospinning and mechanical characterization. Rsc Advances. 4 (23), 11782-11787 (2014).
- Ramakrishna, S., et al. Electrospun nanofibers: solving global issues. Materials Today. 9 (3), 40-50 (2006).
- Blyler, L. L. Jr, Gieniewski, C. Melt spinning and draw resonance studies on a poly (α‐methyl styrene/silicone) block copolymer. Polymer Engineering & Science. 20 (2), 140-148 (1980).
- Carroll, B. J. The accurate measurement of contact angle, phase contact areas, drop volume, and Laplace excess pressure in drop-on-fiber systems. Journal of Colloid and Interface Science. 57 (3), 488-495 (1976).
- Eaton, J. W., Bateman, D., Hauber, S., Wehbring, R. GNU Octave version 4.2.2 manual: a high-level interactive language for numerical computations. , Volume 4.2.2 (2018).
- Ziabicki, A. Fundamentals of fibre formation: the science of fibre spinning and drawing. , John Wiley & Sons, Ltd. (1976).
- Haji, K., Zhu, Y., Otsubo, M., Honda, C. Surface modification of silicone rubber after corona exposure. Plasma Processes and Polymers. 4 (S1), S1080 (2007).
