Name: Konkav-gözenek PDMS Boncuk mikro-Fabrikasyon (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 52 s
Description: Öğrenin, konkav gözenekli PDMS boncuk üretimi için emülsiyon ve sonikasyon tekniklerini kullanarak yüksek yüzey alanlı polimer malzemeler nasıl hazırlanır. Bu yöntem ayrım bilimi ve enerji uygulamaları için uygundur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma Kimya Bölümü&#39;nden ve Araştırma Dairesi (RCAP 13-8032) iç destek de dahil olmak üzere Fen ve Mühendislik, Batı Kentucky Üniversitesi Ogden Koleji tarafından desteklenmiştir. WKU Mikroskopi Tesisi Dr. John Andersland (SEM görüntüleri) ve Yanma Bilimi ve Mühendisliği (BET analizleri) için WKU Enstitüsü Doçent Yan Cao yardımı bu işi yürütmek için merkezi olmuştur.

Emülsiyon hazırlanması 1. <ol><li> Emülsiyon İçerik <ol><li> Kütle tuzunun, uygun bir miktar 0,03-M çözelti 10 ml üretmek. Platin (IV) klorür ölçüsü 0,101 g, çinko (II) klorid (ZnCl2) ölçüsü 0,032 g ve sodyum klorür (NaCl) ölçüsü 0,018 g için. </li><li> Ayrı ayrı test tüpleri içinde, DI 10 ml su her bir tuzu çözülür. Daha sonra kullanmak üzere bir kenara koyun. </li><li> Bu işlem boyunca içeriği için bir 20-ml kapatılabilir Cam şişe kullanın. Cam şişeye bir denge Dara. </li><li> Yavaş bir karıştırma çubuğu tekrar sıfırlanmış ölçekte dinlenme bir cam şişe içine dökülerek, vinil-sonlu polidimetilsiloksan tartılır. (1,080 ml eşdeğer) 1.02 g tartılır. NOT: Bu polimerin yüksek viskoziteli pipetleme uygulanamaz hale getirir. </li><li> Pipet şişeye n-Heptan 1,02 mi. Şişeye iyonik olmayan yüzey aktif madde (sorbitan monooleat olabilir) 2 damla ekleyin. Pipet tuzu çözeltisinin 0,3 ml şişeye DI su 0.45 ml. </li><li> Sıkıca kapağı vidalama cam şişe Seal. Sonikasyon başlamadan önce emülsiyon başlatmak için 60 saniye boyunca kuvvetlice çalkalayın. </li></ol></li><li> Su banyosu Sonikatör Aparatı İnşaatı <ol><li> Minimum doldurma çizgisine kadar su ile sonikatör doldurun. 400 ml&#39;lik bir deney şişesine musluk suyu 250 ml ilave edilir. Su seviyesi sadece RIM böylece buz ile 400 ml beher doldurun. </li><li> Su banyosu sonikatör içinde bu behere koyun. Sonikatöre dolgu hattı, gerekirse ayarlama edin. Bir halka su banyosu sonikatör hemen yanında durmak yerleştirin. </li><li> Bir kol dışarı uzatılmış, böylece iki yüzük, kelepçeler durmak onları konumlandırmak kullanarak, halka dik durmak ve buzlu su ile dolu beher içine aşağıya bakacak şekilde diğeri su banyosu doğru uzatılır. Sıcaklık sonikasyon boyunca izlenebilir ve böylece halka bir kelepçe aşağı 400 ml&#39;lik bir behere bir termometre ile öne takın. </li></ol></li><li> Emülsiyonlaştırıcılarication Prosedürü <ol><li> Tam beher içine çıkıntı yapan ve kelepçe içine sabitleyerek 400 ml&#39;lik bir behere daldırılır ve böylece emülsiyon ihtiva eden şişe yerleştirin. </li><li> PDMS karışımı içeren cam şişe sürtünmeden kaynaklanan ısının ortadan kaldırmak için beherin tarafları dokunmadan olmadığından emin olun. </li><li> Sonikatöre açın ve 7 dakika sonication süresini ayarlayın. Emülsiyon ait ısıya karşı hassas olduğundan, beher içinde sıcaklığı 0 ° C ila 5 sonikasyon boyunca olduğundan emin olun. Beher içindeki sıcaklık arzu edilir bir kez sonikasyon başlatın. </li><li> Sonikasyon 7 dakika sonra, emülsiyon içindeki oluşturacağı kümeleri ortadan kaldırmak için şişenin üst tutarak 1 dakika / girdap yavaşça çalkalayın flakon kaldırıp. </li><li> Beher içeriğinin atınız. 250 ml su ilave ediniz ve 1 cm mesafede olan dolgu beherin üstünü buz eklenir. </li><li> Geri kelepçe flakon yerleştirin. Resum buz su altında daldırın7 dakika için sonikasyon e. </li><li> Yineleyin sekiz, 7 dakikalık sonication dönemleri olmak üzere toplam 1.3.6 için 1.3.3 adımları veya sonikasyon homojen görünüyor ve hiçbir kümeleri mevcut olana kadar. Oda sıcaklığında saklayın. Not: emülsiyonlaştırıcı birkaç gün stabil olması gerekir, ama homojen görünene kadar 7 dakikalık aralıklarla yukarıda sonikasyon ile geri kazanılabilir. Oda sıcaklığında saklayın. </li></ol></li></ol> 2. Çapraz bağlama <ol><li> Trietoksisilan / yüzey aktif madde çözeltisinin eklenmesi için kurulum <ol><li> Pipet 5.4 ml bir test tüpüne trietoksisilan. Daha sonra kullanılmak üzere kaputun altında bir test tüpü rafta yerleştirin. </li><li> Buzlu su ile 400 ml&#39;lik beher doldurun ve kaputun altına yerleştirin. Sonraki halka bağlı bir kelepçe ile ayakta 400 ml beher yere, beher açılması üzerine doğrudan genişletilmiş. Bu trietoksisilan eklenmesi için buz banyosu olacaktır. </li><li> Halka destekle diğer tarafında bir sıcak plaka koyun. Yaklaşık 700 ml ile 800 ml beher doldurunmusluk suyu. Sıcak plaka üzerine yerleştirin. </li><li> Sıcak plaka açın ve 800 ml&#39;lik bir behere içinde 85 ° C 75 bir sıcaklığı muhafaza. 800 ml&#39;lik bir cam içindeki suyun sıcaklığının izlenebilir bir halka stand bir termometre ile bir kelepçe takın. </li><li> Su 375 ml (4,62 mM) sodyum dodesil sülfat 0.5 g çözülmesiyle yüzey aktif madde çözeltisi üretir. Temiz, boş test tüpüne yüzey aktif madde solüsyonu, yaklaşık 10 ml ekleyin. </li><li> Halka başka kelepçe yüzey test tüpü ile kaputun altında durmak takın sıvı seviyesi 800 ml beher içine su yüzeyinin altında olduğu gibi güvenli. Termal dengeleme için 10 dakika bekleyin. </li><li> Filtre kağıdı parçası ıslatın ve küçük bir huninin üst yerleştirin. 250 ml&#39;lik bir Erlenmeyer balon içerisinde huninin Vidalı mil ve başlık altında balon yerleştirin. </li></ol></li><li> Trietoksisilan ilavesi <ol><li> Buzlu su gaga üzerinde kelepçe emülsiyon flakon yerleştirinkaput içinde er. Kavanozun içeriği, su yüzeyinin altında, böylece kelepçe PDMS karışımı yerleştirin. Trietoksisilan eklenmesi ekzotermik bir reaksiyonun neden olur, bu yüzden emülsiyon yapısını korumak için soğuk tutulmalıdır. </li><li> Gaz birikmesini önlemek için cam şişeye kapağını çıkarın. </li><li> Yavaşça yaklaşık 10 sn (yaklaşık 0.5 ml / sn) bir süre boyunca sürekli bir akış içinde bir cam şişe içine tüp içeren trietoksisilan dökün. DİKKAT: trietoksisilan eklenmesi ekzotermik bir reaksiyonun ve kostik hidrojen klorür (HCl) gazın serbest başlatır. Flakon son derece sıcak olacak ve zehirli bir gaz karışımından gelişecektir. Trietoksisilan eklerken içeriğini KARISTIR ETMEYİN. </li><li> Bir ısı koruyucu eldiven giyerek tamamen trietoksisilan ekledikten sonra, yavaşça cam karıştırma çubuğu ile içeriği karıştırın. 2 dakika süreyle veya tüpten gelişen gaz durana kadar bekleyin. </li><li> Follçapraz bağlantı sayesinde, numune görünür hiç bir faz ayrılması bulunmaktadır. Kümeleri varsa, şişeyi mühür ve kapakla şişeyi tutarken 20 saniye boyunca titizlikle çalkalayın. </li></ol></li><li> Boncuk üretimi <ol><li> Cam şişeye gelen çapraz bağlı emülsiyonu çizmek için temiz, cam Pasteur pipet kullanın. Damla damla test tüpü damlalar arasında mümkün olduğu kadar az zaman alması için (75 ve 85 ° C arasında muhafaza edilmelidir) yüzey aktif madde çözeltisine çapraz bağlanmış emülsiyonu ekleyin. </li><li> 30 sn emülsiyon ilave edildikten sonra 1 dakika için katı bir test tüpüne içinde oluşmaya başlar olarak, yüzey aktif madde çözeltisi yavaş yavaş gazı ortaya başlayacaktır. </li><li> Isı koruyucu eldiven giyerek, kelepçe dışında deney tüpünü alıp başlık altında filtreleme aparatı içine tüm içeriğini dökün. 5 dakika boyunca Filtre. Filtreden filtre kağıdı çıkarın. </li><li> S&#39;in altındaki O / N kurutulması için bir saat camı ve ayrı boncuklar üzerine süzülmüş katı aktarınood. Boncuk temizleme süresiz olarak ertelendi edilebilir. Mağaza gerekli olana kadar kapalı bir cam şişe içinde oda sıcaklığında kurutuldu boncuklar, ve temiz kullanımdan hemen önce. </li></ol></li><li> Boncuk Temizlik <ol><li> Başlık altında bir filtreleme aparatı oluşturma ve filtre kağıdı üzerine huni içinde kurutuldu boncuklar yerleştirin. </li><li> Tüm boncuklar durulanır sağlamak için etrafında hafifçe hareket hafifçe boncuk durulamak için DI-su ile dolu bir plastik yıkama şişesi kullanın. </li><li> Boncuklar kaputun altında bir saat camına yerleştirerek 1 saat kurumasını bekleyin. Su ile durulama için aynı yöntemi kullanarak boncuk durulayın hekzan ile dolu bir yıkama şişesi kullanın. </li><li> Bir saat camına boncuk yerleştirin. Izlemek camını yerleştirin ve kaputun altında boncuklar kuru. </li><li> Boncuklar tamamen kuruduktan sonra, ileride kullanmak üzere oda sıcaklığında küçük bir yapışmalı cam şişe ve mağaza koyun. </li></ol></li><li> SEM Analizi ve SEM Ayarları için Boncuk Montaj <ol><li> Do bir şerit yerleştirinboncuklar monte edileceği üzerine saplama üstünde uble taraflı karbon iletken bant. Makas kullanarak, kenarları üzerinde hiçbir kaset kilitleniyor sağlamak için saplama etrafında kırpın. </li><li> Düz bir yüzeye saplama altında filtre bir parça kağıt yerleştirin. Yapışkan alt maruz böylece banttan üst tabaka çıkarın. </li><li> Yavaşça saplama üzerine boncuk dökün. Bazı boncuklar bant sopa, ama çoğu filtre kağıdı üzerinde kapalı çıkma ve arazi olacak. Onlar filtre kağıdı üzerinde kaldı, şişenin içine bu geri dökün. Gerekirse kontamine hale (2.4.5 için 2.4.2 göre) herhangi bir boncuk yıkama, tekrarlayın. </li><li> Boncuk saplama güvenli olmasını sağlamak için, ampul şırınga kullanmak ve hafifçe saplama yüzeye çok yakın darbe. Sadece birkaç bant yapıştırılır eğer saplama üzerinde daha fazla boncuk dökün. Tüm boncuklar SEM odasına saplama yerleştirme ve tahliye önce güvenli olduğundan emin olun. </li><li> Numuneler düzgün monte edildikten sonra artık SEM anal geçmesi hazırızYsis 15. Boncuk yüzey özellikleri çözünürlüğünü optimize etmek için 15 keV de DÜŞÜK VAC modunda görüntüleri toplayın. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Pedraza, E., Brady, A. C., Fraker, C. A., Stabler, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+macroporous+poly%28dimethylsiloxane%29+scaffolds+for+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomater.+Sci.%2C+Polym.+Ed%22%5BJournal%5D)">Synthesis of macroporous poly(dimethylsiloxane) scaffolds for tissue engineering applications.</a> J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 24 (9), 1041-1056 (2013).</li>
<li>Ratner, B. D., Bryant, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials%3A+Where+we+have+been+and+where+we+are+going%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Biomaterials: Where we have been and where we are going.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 6, 41-75 (2004).</li>
<li>Bélanger, M. C., Marois, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemocompatibility%2C+biocompatibility%2C+inflammatory+and+in+vivo+studies+of+primary+reference+materials+low-density+polyethylene+and+polydimethylsiloxane%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater%22%5BJournal%5D)">Hemocompatibility, biocompatibility, inflammatory and in vivo studies of primary reference materials low-density polyethylene and polydimethylsiloxane: A review.</a> J. Biomed. Mater. 58 (5), 467-477 (2001).</li>
<li>Kobayashi, T., Saitoh, H., Fujii, N., Hoshino, Y., Takanashi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+membrane+of+polydimethylsiloxane+by+hydrosilylation+cure%3A+characteristics+of+membranes+having+pores+formed+by+hydrogen+foams%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Porous membrane of polydimethylsiloxane by hydrosilylation cure: characteristics of membranes having pores formed by hydrogen foams.</a> J. Appl. Polym. Sci. 50 (6), 971-979 (1993).</li>
<li>Yager, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+diagnostic+technologies+for+global+public+health%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Microfluidic diagnostic technologies for global public health.</a> Nature. 442 (7101), 412-418 (2006).</li>
<li>Yu, P., Lu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PDMS+used+in+microfluidic+devices%3A+principles%2C+devices+and+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater.+Sci.+Res%22%5BJournal%5D)">PDMS used in microfluidic devices: principles, devices and technologies.</a> Adv. Mater. Sci. Res. 11, 443-450 (2011).</li>
<li>Zhou, J., Khodakov, D. A., Ellis, A. V., Voelcker, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+for+PDMS-based+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Surface modification for PDMS-based microfluidic devices.</a> Electrophoresis. 33 (1), 89-104 (2012).</li>
<li>Spietelun, A., Pilarczyk, M., Kloskowski, A., Namieśnik, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyethylene+glycol-coated+solid-phase+microextraction+fibres+for+the+extraction+of+polar+analytes%E2%80%94A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Polyethylene glycol-coated solid-phase microextraction fibres for the extraction of polar analytes—A review.</a> Talanta. 87, 1-7 (2011).</li>
<li>Vas, G., Vékey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid-phase+microextraction%3A+a+powerful+sample+preparation+tool+prior+to+mass+spectrometric+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Solid-phase microextraction: a powerful sample preparation tool prior to mass spectrometric analysis.</a> J. Mass Spectrom. 39 (3), 233-254 (2004).</li>
<li>Odziemkowski, M., Koziel, J. A., Irish, D. E., Pawliszyn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sampling+and+Raman+confocal+microspectroscopic+analysis+of+airborne+particulate+matter+using+poly%28dimethylsiloxane%29+solid+phase+microextraction+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Sampling and Raman confocal microspectroscopic analysis of airborne particulate matter using poly(dimethylsiloxane) solid phase microextraction fibers.</a> Anal. Chem. 73 (13), 3131-3139 (2001).</li>
<li>Grosse, M. T., Lamotte, M., Birot, M., Deleuze, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+microcellular+polysiloxane+monoliths%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Polym.+Sci.%2C+Part+A%3A+Polym.+Chem%22%5BJournal%5D)">Preparation of microcellular polysiloxane monoliths.</a> J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 46 (1), 21-32 (2007).</li>
<li>Sun, W., Yan, X., Zhu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis%2C+porous+structure%2C+and+underwater+acoustic+properties+of+macroporous+cross-linked+copolymer+beads%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Synthesis, porous structure, and underwater acoustic properties of macroporous cross-linked copolymer beads.</a> Colloid Polym. Sci. 290 (1), 73-80 (2012).</li>
<li>Dufaud, O., Favre, E., Sadtler, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+elastomeric+beads+from+crosslinked+emulsions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Porous elastomeric beads from crosslinked emulsions.</a> J. Appl. Polym. Sci. 83 (5), 967-971 (2002).</li>
<li>Farmer, B. C., Mason, M., Nee, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concave+porosity+non-polar+beads+by+a+modified+microbubble+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Lett%22%5BJournal%5D)">Concave porosity non-polar beads by a modified microbubble fabrication.</a> Mater. Lett. 98, 105-107 (2013).</li>
<li>Flegler, S. L., Heckman, J. W., Klomparens, K. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFlegler%2C+SL+%22Scanning+and+Transmission+Electron+Microscopy%3A+An+Introduction%22">Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction</a>. , Oxford University Press. 151-155 (1995).</li>
<li>Brunauer, S., Emmett, P. H., Teller, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+of+Gases+in+Multimolecular+Layers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Adsorption of Gases in Multimolecular Layers.</a> J. Am. Chem. Soc. 60 (2), 309-319 (1938).</li>
<li>Sing, K. S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+porous+materials%3A+past%2C+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+Surf.+A%22%5BJournal%5D)">Characterization of porous materials: past, present and future.</a> Colloids Surf. A. 241 (1), 3-7 (2004).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Şekil 1&#39;de diğer SEM görüntüleri Şekil 1A karşılaştırılması ile görüldüğü gibi, bu protokolü kullanarak (ve elektrolit konsantrasyonu ve kimliğini ayarlayarak) üretilen boncuklar., Düşük iyonik kuvvet emülsiyonu ile üretilen temelde farklı Bizim ilk raporu kullanılan ayrıca sulu-alifatik bir arayüz 14 polimerizasyon çapraz bağlanmasını katalize niyeti ile PTCL 4. Bu raporda, büyük konkav girintiler görüldü. Bu raporda, biz SAV oranı için optimize prosedürlerimi...

Polidimetilsiloksan (PDMS), en yaygın kullanılan silikon bileşiklerinden biridir. Biyouyumluluğu, implant ve diğer biyomedikal mühendislik yapılarında yaygın kullanıma yol açmıştır1,2. Bir organosilil bileşiği (trietoksisilan gibi) kullanılarak elastik yapılara önemsiz bir şekilde çapraz bağlanır, bu da onu bir miktar esnekliğin gerekli olduğu dökme polimer uygulamaları için kullanışlı hale getiren basit ve güvenilir bir prosedürdür3. Çapraz bağlandıktan sonra, PDMS, özellikle biyolojik koşullarda büyük ölçüde inerttir ve bu nedenle çeşitli gıda ve tıbbi uygulamalar için yararlıdır4,5. Döküm kolaylığı, kimyasal inertlik ve hidrofobiklik, onu mikroakışkan cihazlar için doğal bir seçim haline getirmiştir6,7. Halojenlenmemiş, polar olmayan organik bileşiklere olan afinitesi, onu ayırma kimyası8-10'da popüler bir durağan faz haline getirmiştir. 
Son zamanlarda, katalizör yapısal substratları olarak veya kimyasal ayırmalarda kullanılmak üzere gözenekli boncuklar oluşturmak için mikro kabarcık fabrikasyonları kullanılmıştır11,12. Her iki uygulamada da ideal malzemeler, en iyi verimlilik için maksimum yüzey alanı-hacim (SAV) oranına sahip olacaktır. Bir mikro kabarcık üretim sürecinde, malzemelerin mikro yapılandırılması tipik olarak, polimerin sulu sürekli bir fazda emülsifikasyon yoluyla alifatik "mikro kabarcıklar" içinde izole edilmesiyle gerçekleştirilir. Mikro gözenekli PDMS boncuklarının ilk raporu, bunları iki fazın (alifatik ve sulu) mekanik emülsifikasyonu ile üretti13. Stok PDMS sıvısı (ve çapraz bağlama maddesi), (sürekli) sulu faz içinde kavitasyona zorlanarak mikroskobik boncuklar halinde yapılandırılan alifatik faz içinde çözülür. Emülsifikasyon, iyonik olmayan bir yüzey aktif maddenin eklenmesiyle stabilize edilir. Emülsiyon, ısıtılmış bir banyoya damla damla eklendiğinde, mikro kabarcıkların çapraz bağlı PDMS'nin küçük küreleri kümeleri halinde topaklanmasıyla katı boncuklar oluşur. Bu protokoldeki amacımız, malzemenin SAV oranını iyileştirmek için ters gözenekliliğe sahip boncuklar geliştirmek için bu prosedürü değiştirmektir.
Daha önce bildirildiği gibi, boncukların kontrolü, emülsiyondaki alifatik: sulu oranlar tarafından bir dereceye kadar yönlendirilebilir. Bununla birlikte, son zamanlarda platin (IV) klorür (PtCl4) ilavesinin gözenekliliği tersine çevirdiğini bildirdik: PDMS'nin içbükey gözenekler14 ile delik deşik olduğu malzemeler oluşur. Bu, orijinal çalışmada13 yayınlananlara benzer alifatik: sulu oranlara sahip olmasına rağmen, sulu tabakanın alifatik olanın içinde kavitasyon yaptığını gösterir. Yöntemimizin birincil avantajı, bu içbükey gözenekliliğin doğal olarak artan bir SAV oranı ile sonuçlanması ve böylece analitik kimya uygulamaları için verimliliğin artmasıdır. Platin bileşiğinin eklenmesinin spesifik etkilerini keşfetmeye devam ederken, burada aynı etkinin, belki de azaltılmış bir ölçüde olsa da, suda çözünen herhangi bir iyonik bileşik kullanılarak gerçekleştirilebileceğini gösteriyoruz. Tekniklerimiz daha önce bildirilenlerden bazı önemli yönlerden farklı olduğundan, başkalarını yöntemlerimizi genişletmeye teşvik etmek için protokollerimizi burada bir video olarak sunuyoruz. En önemlisi, mikro kabarcık imalatında sıklıkla kullanılan (önemli ölçüde daha pahalı) prob sonikatörü yerine, cam eşyaları veya diğer ekipmanları temizlemek için kullanılan tipte ortak bir banyo sonikatörü kullanıyoruz. Mikro kabarcık üretim prosedürüne yönelik bu düzeltilmiş yaklaşım, biyomedikal cihazlar, havacılık ve otomotiv endüstrisi veya kimyasal kataliz için substratlar için uygulamalara sahip olabilecek gözenekli levhalar veya levhalar oluşturarak, büyük miktarlarda dökme malzemelerin üretimi için de potansiyel olarak genişletilebilir. Bu tür analizler için diğer benzer polimerleri kullanarak yüksek SAV oranlı, mikro yapılı malzemeler üretmek isteyen kullanıcılar, protokollerimizin mikro kabarcık emülsiyon tekniğinin uygulanabileceği herhangi bir polimere genişletilebileceğini görebilirler.

<table><tbody><tr><td>Poli (dimetilsiloksan), vinil sonlu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>68083-19-2</td><td></td></tr><tr><td>n-Heptan</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>142-82-5</td><td>Yanıcı</td></tr><tr><td>Trietoksisilan</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>998-30-1</td><td>Yanıcı, Aküsküllü</td></tr><tr><td>Toksik Sorbitan Monoleat (Span-80)</td> <td>Fluker</td><td>1338-43-8</td><td></td></tr><tr><td>Platin (IV) Klorür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>13454-96-1</td><td>Aktüel Toksik</td></tr><tr><td>Çinko (II) Klorür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7646-85-7</td><td></td></tr><tr><td>Sodyum Klorür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>2.8 L Su Banyosu Sonikatörü</td><td>VWR</td><td>97043-964</td><td></td></tr></tbody></table>

konkav-gözenek pdms boncuk mikro-fabrikasyon

Microbubble Fabrication of Concave-porosity PDMS Beads

Mikro kabarcık üretimi (ince bir emülsiyon kullanılarak), polimer malzemelerin yüzey alanı-hacim (SAV) oranını artırmak için bir araç sağlar, bu da özellikle ayırma uygulamaları için yararlıdır. Gözenekli polidimetilsiloksan (PDMS) boncukları, sulu ve alifatik fazlar arasındaki arayüzün polimerin morfolojisini şekillendirmesine izin veren böyle bir emülsiyonun ısıyla kürlenmesiyle üretilebilir. Burada açıklanan prosedürlerde, hem polimer hem de çapraz bağlayıcı (trietoksisilan) bir soğuk banyo sonikatöründe birlikte sonikleştirilir. Bir çapraz bağlama periyodundan sonra, emülsiyonlar, emülsiyonun sulu fazının ayrılmasına ve gözenekli polimer boncuklar oluşturmasına izin vererek, sıcak bir yüzey aktif madde çözeltisine damla damla eklenir. Emülsiyondaki sulu fazın elektrolit içeriğini ayarlayarak bu yöntemin ayarlanabileceğini ve SAV oranının optimize edilebileceğini gösteriyoruz. Bu şekilde üretilen boncuklar taramalı elektron mikroskobu ile görüntülenir ve temsili SAV oranları Brunauer-Emmett-Teller (BET) analizi kullanılarak belirlenir. Elektrolit kimliği ile önemli ölçüde değişkenlik gözlenir, ancak genel eğilim tutarlıdır: belirli bir konsantrasyonda elde edilen SAV'de bir maksimum vardır, bundan sonra gözeneklilik belirgin şekilde azalır.

Farklı elektrolit koşulları emülsiyonlardan oluşan boncukların Örnek SEM görüntüleri, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Şekil 1A DUFAUD ile elde edilenler, ve ark., 13 benzer bir boncuk gösterir, herhangi bir elektrolit ilavesi olmadan, prosedürler kullanılarak üretilmiş. Boncuk her metal iyonu için farklı morfolojileri sonuçlanan Şekil 1B-D gösterilen. Gösterilen tüm görüntüler için, 0,03-M elektrolit çözeltileri 300 ul bu faz içinde 0.012 M bir elektrolit konsantrasy...

Mikro yapılı içbükey gözenekliliğe sahip polidimetilsiloksan boncukları oluşturmak için kullanılan prosedürler sunulmuştur. Elektrolit konsantrasyonunun ve kimliğinin sulu faz içindeki etkileri özellikle vurgulanmaktadır.

Konkav-gözenek PDMS Boncuk mikro-Fabrikasyon

Microbubble fabrication (by use of a fine emulsion) provides a means of increasing the surface-area-to-volume (SAV) ratio of polymer materials, which is ...

Bu prosedürün genel amacı, konkav morfolojilere sahip milimetre boyutunda mikrogözenekli polimer boncuklar üretmektir. Bu prosedür, yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip polimerik malzemeler üretmek için tasarlanmıştır. Bu malzemeler, ayırma bilimi için veya yeni enerji malzemeleri için altlıklar olarak kullanılabilir.Bu tekniğin temel avantajı, boncuk morfolojilerini ayarlamak için emülsiyonumuzun sulu fazında tuz konsantrasyonlarını kullanmamızdır. Genellikle, bu yöntemde yeni olan kişiler zorluk yaşayabilirler çünkü sonikasyon boyunca sıcaklığın korunması son derece kritiktir. 10 mililitre 0.03 molar çözelti üretmek için uygun miktarda tuzu tartmaya başlamak üzere, 1.02 gram vinil uçlu polimetil SUBOXANE veya PDMS'i bir karıştırma çubuğu üzerinden yavaşça dökerek 20 mililitrelik kapatılabilir cam bir şişeye tartın.Sıfırlanmış bir terazi üzerine yerleştirip ardından viyale 1.02 milliliters N heptan pipetleyin. Viyale iki damla iyonik olmayan sürfaktan, ardından 0.3 milliliters tuz çözeltisi ve 0.45 milliliters deiyonize su ekleyin. Cam viyalin kapağını sıkıca vidalayarak kapattıktan sonra, sonikasyona başlamadan önce emülsiyonu başlatmak için 60 saniye boyunca kuvvetlice çalkalayın.Bir su banyosu ator düzeneği kurmak için, atoru minimum dolum çizgisine kadar suyla doldurun. 400 mililitrelik bir behere 250 mililitre musluk suyu ekleyin. 400 mililitrelik beheri, su seviyesi tam olarak kenara ulaşana kadar buzla doldurun.Bu beheri su banyolu sonikatörün içine yerleştirin. Sonikatördeki dolum çizgisini kontrol edin ve gerekirse ayarlayın. Ardından bir ring yerleştirin.Su banyolu sonikatörün hemen yanında durun. İki adet ring stand klempi kullanın. Bunları, bir kol ring standa dik olarak dışarı uzanacak, diğeri ise su banyosuna doğru uzanıp buzlu suyla dolu beherin içine aşağıya doğru bakacak şekilde konumlandırın.Halkalara başka bir kıskaç takın. Sıcaklığın işlem boyunca izlenebilmesi için 400 mililitrelik beherin içine bir termometre yerleştirin. Emülsifikasyon işlemini gerçekleştirmek için, emülsiyon içeren tüpü kıskaç yardımıyla beherin içine doğru sarkacak şekilde sabitleyerek 400 mililitrelik beherin içinde tamamen daldırın.Çapraz bağlama öncesinde emülsiyonun sıcaklık kontrolü, en önemli tek adımdır. Çözeltide topaklanmalar varsa, çapraz bağlama öncesinde çözelti homojen değildir; bu durum emülsiyona zarar verecek ve katılar oluşmayacaktır. Sonikatörü açın ve sonikasyon süresini yedi dakika olarak ayarlayın.Emülsiyon ısıya karşı çok hassas olduğundan, sonikasyon boyunca beher içindeki sıcaklığın sıfır ile beş santigrat derece arasında olduğundan emin olun. Beher içindeki sıcaklık istenen seviyeye ulaştığında sonikasyona başlayın. Yedi dakikalık sonikasyonun ardından tüpü çıkarın ve emülsiyonda oluşabilecek topaklanmaları gidermek için tüpü üst kısmından tutarak bir dakika boyunca nazikçe çalkalayın veya dairesel hareketlerle sallayın.Beherdeki içeriği boşaltın, ardından beheri 250 milliliters su ile yeniden doldurun ve beherin üst kısmından bir santimetre kalacak şekilde buz ekleyin. Sonikasyon adımlarını, toplam sekiz adet yedi dakikalık sonikasyon periyodu boyunca veya sonikasyon homojen görünene ve topaklanma kalmayana kadar tekrarlayın. Emülsiyonu oda sıcaklığında saklayın.Bir test tüpüne 5,4 mililitre trixi silene pipetleyin ve tüpü, daha sonra çeker ocak altında çalışmak üzere çeker ocak içindeki bir test tüpü rafına yerleştirin. Buzlu suyla doldurulmuş 400 mililitrelik bir beherin ağzının tam üzerine uzanan, kıskaçlı bir ring stand yerleştirin. Bu, Tri Oxy ilavesi için kullanılacak buz banyosu olacaktır.Ardından, 800 mililitrelik bir beheri yaklaşık 700 mililitre musluk suyu ile doldurun ve ring standının diğer tarafındaki bir ısıtıcı tabla üzerine yerleştirin. 800 mililitrelik beher içindeki suyun sıcaklığının izlenebilmesi için ring standına termometreli bir kıskaç takın. 800 mililitrelik beher içindeki sıcaklığı 75 ile 85 degrees Celsius arasında tutun.0,5 gram sodyum esal sülfatı 375 mililitre suda çözerek sürfaktan çözeltisini hazırlayın. Temiz ve boş bir deney tüpüne yaklaşık 10 mililitre sürfaktan çözeltisi ekleyin. Halkalı standa, sürfaktan deney tüpündeki sıvı seviyesi 800 mililitrelik beherin içindeki suyun yüzeyinin altında kalacak şekilde sabitlenmiş başka bir kıskaç takın.Termal dengeleme için 10 dakika bekleyin. Emülsiyon şişesini, çeker ocak içindeki buzlu su beherin üzerindeki klempe yerleştirin. PDMS karışımının bulunduğu şişeyi, içeriği su yüzeyinin altında kalacak şekilde klembe konumlandırın.Trixi silene eklenmesi ekzotermik bir reaksiyona neden olur, bu nedenle emülsiyonun yapısını korumak için soğuk tutulması gerekir; trixi silene içeren test tüpünü cam şişeye sürekli bir akış şeklinde yavaşça boşaltın. Yaklaşık 10 saniyelik bir süre boyunca, trixi silene eklenmesi ekzotermik bir reaksiyonu ve korozif hidrojen klorür gazı salınımını başlatır. Trixi eklerken içeriği karıştırmayın. Trixi tamamen eklendikten sonra, ısı koruyucu bir eldiven giyerek içeriği cam bir bagetle nazikçe karıştırın.Çapraz bağlama işleminin ardından, iki dakika boyunca veya şişeden gaz çıkışı durana kadar bekleyin. Örnekte görünür bir faz ayrımı yoktur. Eğer topaklanmalar mevcutsa, şişeyi kapağından tutarak kapatın ve 20 saniye boyunca kuvvetlice çalkalayın.Emülsiyon pipetlerken, emülsiyonun sürfaktan çözeltisine bir damla şeklinde temas etmesi son derece önemlidir. Aksi takdirde, düzgün bir boncuk oluşmayacaktır. Bu nedenle emülsiyonun hızlıca pipetlenmesi önemlidir.Bu şekilde emülsiyon pipetin içinde pıhtılaşmaz. Cam şişedeki çapraz bağlı emülsiyonu çekmek için temiz bir cam pipet kullanın. Çapraz bağlı emülsiyonu, deney tüpündeki sürfaktan çözeltisine damla damla ekleyin.Isı koruyucu eldivenler takılıyken, damlalar arasında mümkün olduğunca az süre bırakarak, test tüpünü kıskaçtan çıkarın ve tüm içeriğini çeker ocak altındaki filtrasyon düzeneğine boşaltın. Beş dakika boyunca filtrelemeden sonra, filtre kağıdını filtreden çıkarın. Filtrelenen katıları bir saat camına aktarın ve boncukları çeker ocak altında gece boyunca kurumaya bırakmak üzere ayırın.Boncukları temizlemek için, onları temiz bir filtreleme düzeneğine boşaltın ve iyonlaşmamış suyla dolu plastik bir yıkama şişesi kullanarak, tüm boncukların durulandığından emin olmak için onları hafifçe hareket ettirerek nazikçe durulayın. Boncukları çeker ocak altında bir saat camı üzerine yerleştirerek bir saat boyunca kurumaya bırakın. Su için kullanılan yöntemle aynı yöntemi uygulayarak, boncukları durulamak için heksanla dolu bir yıkama şişesi kullanın.Boncuklar tamamen kuruduktan sonra, onları küçük, kapatılabilir bir cam şişeye yerleştirin ve oda sıcaklığında saklayın. Gelecekteki kullanımlar için. Boncukların üzerine monte edileceği stub'ın üst kısmına çift taraflı karbon iletken bant şeridi yerleştirin; bandın kenarlardan taşmadığından emin olmak için stub çevresini makasla kesin, düz bir yüzey üzerinde stub'ın altına bir parça filtre kağıdı yerleştirin.Yapışkan alt yüzey açığa çıkacak şekilde bandın üst katmanını çıkarın. Boncukları yavaşça stub üzerine dökün. Bazı boncuklar banda yapışacak, ancak çoğu sekip filtre kağıdına veya filtre kağıdı üzerinde kalan boncukların üzerine düşecektir; ardından bunları tekrar şişeye aktarın.Boncukların stub üzerinde sabitlendiğinden emin olmak için, kontamine olan boncukları yıkayarak işlemi gerekirse tekrarlayın. Bir ampul şırınga kullanın ve stub yüzeyine çok yakın bir mesafeden hafifçe üfleyin. Bant üzerine yalnızca birkaç boncuk yapışmışsa, stub üzerine daha fazla boncuk dökün.Stub SEM haznesine yerleştirilmeden ve hazne vakumlanmadan önce tüm boncukların sabitlendiğinden emin olun. Numuneler uygun şekilde monte edildikten sonra, temsilci SEM metin protokolünde açıklandığı üzere taramalı elektron mikroskobu analizine tabi tutulmaya hazırdır. Farklı elektrolit koşullarına sahip emülsiyonlardan elde edilen boncukların görüntüleri burada gösterilmiştir.Sulu katmana herhangi bir elektrolit eklenmeden üretilen boncuklar, tamamen konveks gözeneklilik ile karakterize edilir. Diğer boncuklar ise elektrolit eklenmesiyle üretilmiştir ve gösterilen yüzeyler, her metal iyonu için farklı morfolojilerin oluştuğunu kanıtlamaktadır. Platin klorür, çinko klorür ve sodyum klorür ile üretilenler, daire içine alınan alanda belirtildiği üzere mikro kabarcık oluşumuna bağlı olarak önemli ölçüde konkav gözeneklerin eklenmesini içeren farklı morfolojiler sergilemektedir.Elektrolit kullanılmadan ve çinko klorür kullanılarak üretilen boncukların daha yüksek çözünürlüklü görüntüleri, elektrolit eklenmemiş halleriyle gösterilmiştir. Küresel alt yapılar, yüzey alanı/hacim oranındaki artışa önemli ölçüde katkıda bulunan çinko klorür ilavesine kıyasla genellikle daha büyük ve daha sıkı paketlenmiştir. Boncukların Brunauer-Emmett-Teller analizi, çinko klorür kullanılarak üretilen boncukların yüzey alanı/hacim oranının, elektrolitsiz üretilenlere göre 30 kattan fazla olduğunu ve bunun yüzey etkileşimleri için mevcut alanda radikal bir artış sağladığını ortaya koymuştur. Bu video izlendiğinde, teknik bir kez kavrandıktan sonra, düzgün bir şekilde uygulandığında yaklaşık 90 dakikada tamamlanabilir.Emülsiyonunuzun sulu fazına küçük bir miktar tuz ekleyerek yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip polimerik boncukların nasıl üretileceği konusunda iyi bir anlayış kazandığınızı umuyorum. Bu prosedürü uygularken, özellikle çapraz bağlama öncesinde, sonikasyon boyunca emülsiyonun düşük sıcaklıkta tutulması son derece önemlidir. Bu videoda ana hatları belirtilen prosedürleri takip ettiğinizde, emülsiyon içerisinde hiçbir topaklanma olmamalıdır.Boncuklarınızın gerçek kantitatif yüzey alanı/hacim oranını belirlemek için BET analizi gibi diğer teknikleri kullanabilirsiniz. Tri Oxy Silene ile çalışmanın tehlikeli olabileceğini unutmayın; Tri Oxy silene'in birincil emülsiyona eklenmesi sırasında çeker ocak camının neredeyse tamamen aşağıda tutulması gibi önlemler alınmalıdır. Geliştirildiği günden beri bu teknik, analitik kimya ve malzeme bilimi araştırmacılarına kromatografi uygulamaları gibi alanlar için ayırma malzemeleri ve yeni enerji uygulamaları için substratlar üretme imkanı sağlamıştır.

microbubble-fabrication-of-concave-porosity-pdms-beads

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Biz elastomerik polidimetilsiloksan (PDMS)-tabanlı photolithographically tanımlanan hassas birimleri kapatın ve özellik için ekstra enerji ihtiyacını Mikrovalf dizileri imalat ve otomatikleştirmek için protokolleri göstermektedir. Bir paralel subnanoliter ses mikseri ve entegre bir mikroakışkan perfüzyon sistemi sunulmaktadır.

Elastomerik Mikrovalf Diziler Kontrollü mikroakışkan Chips

Bu mikron çaplı daralması bir düzeni sekansından geçerken hücre için gereken süreden daha ölçmek için mikroflüidik bazlı analiz göstermektedir.

Mikroakışkan Tekniği Hücre deformabilitesi Probe

Yumuşak litografi, fizyolojik solunum hareketini taklit ederek periyodik olarak genişleyen ve daralan pulmoner alveollü hava yollarının temsili gerçek ölçekli bir modelini üretmek için kullanıldı. Bu platform, bir çip üzerinde solunumsal asiner akışları yeniden oluşturur ve pulmoner asinunsta solunan aerosol dinamiklerinin ve birikiminin deneysel olarak araştırılmasını kolaylaştırması beklenmektedir.

Pulmoner Asiner Airways Solunum Biomimetically bir mikroakışkan Modeli

Polidimetilsiloksan (PDMS) içinde iki mikrokanal arasında nanoakışkan bir bağlantı oluşturmak için silika kolloidal nanopartiküllerin basit bir kendi kendine montaj tekniği öneriyoruz. Bu teknik kullanılarak, bir mikrokanalın içine ~ 45 nm'ye kadar gözenek boyutuna sahip nano gözenekli bir boncuk zarı inşa edildi ve DNA örneklerinin elektrokinetik ön konsantrasyonuna uygulandı.

Kolloidal Parçacıkların Öz-Montaj Süreci yoluyla PDMS mikroakışkan Chip Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions oluşturma

Bu el yazması karmaşık yüksek maliyetli İmkanları için gerek kalmadan içbükey microwells imalatı, sağlam bir yöntem sunar. Manyetik kuvvet, çelik boncuk ve bir delik aracılığıyla dizi kullanarak, birkaç yüz microwells 3 cm x 3 cm polydimethylsiloxane (PDMS) substrat kuruldu.

Eşleştirilmiş boncuk ve mıknatıs dizi Microwells değişken içbükey geometrileri ile kalıplama için

Bu iletişim kuralı kez mikro eşleşmeyen Kırılma endeksi nedeniyle microchannel yapıları ve sulu bir çözüm arasında ortaya çıkan eserler ortadan kaldırmak için MY133-V2000 mikrosıvısal cihazları imalatı açıklar. Bu iletişim kuralı bir akrilik sahibi yapışma kimyasal ve mekanik olarak iyileştirilmesi kapsüllenmiş aygıt sıkıştırmak için kullanır.

Biyomedikal Havacilik için refraktif Dizin eşleşen cihazların imalat

Yağdaki su damlacık tahlilleri analitik kimya, enzim evrimi ve tek hücre analizi için yararlıdır, ancak tipik olarak damlacıkları oluşturmak için mikroakışkanlar gerekir. Burada, damlacık tahlillerini gerçekleştirmek için mikroakışkan içermeyen bir yaklaşım olan parçacık şablonlu emülsifikasyonu açıklıyoruz.

Parçacık Şablonlu Emülsifikasyonu MikroakışkanSız Damlacık Tahlillerini Mümkün

Bu protokol, çeşitli rejeneratif tıp uygulamaları için kullanılabilecek mikro gözenekli tavlanmış parçacık iskelesi için mikrojel yapı taşlarını sentezlemek için bir dizi yöntemi açıklamaktadır.

Mikro Gözenekli Tavlanmış Partikül İskelesi için Mikrojel Yapı Taşlarının Mikroakışkan Sentezi

Bu protokol, PDMS katmanları arasına yapışkan olmayan bir bariyer olarak silikon yağı ekleyerek Polidimetilsiloksan (PDMS) çift döküm tekniği için geliştirilmiş bir kalıptan çıkarma prosedürü sunar. Plazma veya kimyasal yüzey modifikasyon yöntemlerinden farklı olarak, bu yaklaşım özel veya maliyetli ekipman gerektirmez, bu da onu daha erişilebilir ve uygun maliyetli bir alternatif haline getirir.

Yoğun Paketlenmiş Mikroyapı Replikasyonu için Silikon Yağı İşlemi ile Geliştirilmiş Polidimetilsiloksan (PDMS) Çift Döküm

Sistein içeren oligopeptidlerin gaz-fazlı asitliğe belirlenmesi açıklanmaktadır. Deneyler, bir üçlü dört kutuplu kütle spektrometresi kullanılarak gerçekleştirilir. Peptidlerin göreli asitliğe çarpışma ile indüklenen ayrışma deneyleri kullanılarak ölçülür ve kantitatif asitliğe genişletilmiş Aşçılar kinetik yöntem kullanılarak belirlenir.

Oligopeptidlerin Gaz fazlı asitliğe belirlenmesi

Öğrenin, konkav gözenekli PDMS boncuk üretimi için emülsiyon ve sonikasyon tekniklerini kullanarak yüksek yüzey alanlı polimer malzemeler nasıl hazırlanır. Bu yöntem ayrım bilimi ve enerji uygulamaları için uygundur.

Konkav-gözenek PDMS Boncuk mikro-Fabrikasyon

Daha fazla video keşfet