3D Kağıt mikroakışkan Cihazlar Construct Yapışkan Desenlendirme kullanma

Bu tekniğin genel amacı, aerosol yapıştırıcı desenleme yoluyla, üretim sırasında ve kullanım sonrasında katlanıp açılabilen düzlemsel ve düzlemsel olmayan üç boyutlu kağıt mikroakışkan cihazlar oluşturmaktır. Bu yöntem, araştırmacıların daha önce düz kanal ağları dışına çıkmasını engelleyen kısıtlamaları ortadan kaldırarak, kağıt mikroakışkanlar için tamamen yeni bir tasarım alanı açmaktadır. Bu tekniğin temel avantajları, kağıt mikroakışkan cihazların üretimi sırasında uygulanan yapıştırıcı miktarını önemli ölçüde azaltması ve düzlemsel olmayan üç boyutlu kağıt mikroakışkan devrelerin inşasına olanak tanımasıdır.

İlk olarak, cihazın her bir katmanının dizisini katı mürekkep yazıcısı kullanarak filtre kağıdına yazdırın. Balmumu bazlı mürekkebi eritmek ve kağıda tamamen nüfuz ederek hidrofobik bariyerler oluşturmasını sağlamak için her bir filtre kağıdını 170 °C sıcaklıktaki bir ısıtıcı tabla üzerine iki dakika boyunca yerleştirin. Kağıt soğuduğunda, bir mikropipet kullanarak üçüncü katmanın her bir koluna farklı bir boya rengi ekleyin.

Beş millimolar boyalardan dört mikrolitrelik alikotlar yeterli olacaktır. Şimdi, kuruluma başlayın. İlk olarak, en alt katmanı şablon ile plaka cam parçası gibi sert bir destek arasına sıkıştırın.

Sprey gölgelerini en aza indirmek için şablonun kağıda düz bir şekilde temas ettiğinden emin olun. Ardından, bir metronomu dakikada 180 vuruşa ayarlayın ve yaklaşık 24 santimetre mesafeden dört vuruş boyunca yapıştırıcı püskürtün. Kutuyu şablon üzerinde dört eşit hareketle hareket ettirin.

Kutu çok yavaş hareket ettirilirse, yapıştırıcı şablonun üzerinde birikerek şablonu tıkayacaktır. Kutu çok hızlı hareket ettirilirse, yeterli miktarda yapıştırıcı uygulanmayacaktır. Ardından şablonu kaldırın ve cihazın bir sonraki katmanını, kenarlardan dikkatlice hizalayarak yeni püskürtülmüş katmanın üzerine yerleştirin.

Katmanları birbirine sıkıca bastırın. Ardından, yapıştırıcıyı tekrar püskürtün. Tüm katmanlar sıkıca yapışana kadar bu işleme devam edin.

Sıvı sızıntısını önlemek için dört katmanlı yığının alt katmanının üzerinden bir şerit paketleme bandı yapıştırın. Ardından, basılı deseni takip ederek yığından tekil cihazlar kesilebilir. Önceki prosedürde olduğu gibi, cihazı katı mürekkeple çalışan bir yazıcı kullanarak filtre kağıdına basın ve mürekkebi bir ısıtıcı tabla üzerinde 170 °C'de iki dakika boyunca eritin.

Bu prosedür için katlama şablonunu da aynı şekilde ancak standart yazıcı kağıdına yazdırın. Çıktılar soğuduktan sonra, katlama şablonundaki çizgileri kanal desenlerinin kenarlarıyla hizalayın. Ardından, bunları bant kullanarak sabitleyin.

Ardından, katlama deseninin üzerinden küt uçlu bir kalemle geçin. Cihaz kağıdını işaretleyecek kadar kuvvet uygulayın ancak kağıdı yırtmayın. Eğer bir yırtılma meydana gelirse, işleme baştan başlayın.

Bu ön katlama tekniği, katlamanın doğruluğunu ve hassasiyetini artırır. Şimdi, katlama şemasına uygun olarak dağ ve vadi katlamalarını kullanarak cihazı katlamaya başlayın. Yapıştırıcı uygulanmadan önce katlama yapmak, cihazın montajını hızlandırmaya yardımcı olur.

Katlama işlemi tamamlandıktan sonra, yapıştırıcı gerektiren kısımları ortaya çıkarmak için açın. Ardından, bir bıçak yardımıyla, yapıştırıcının uygulanacağı alanları sınırlandırmak için maskeler kesin. Şimdi, cihazı; maskeli şablon ile sert bir destek arasında düz bir şekilde sıkıştırın.

1,3 saniyeyi ölçmek için bir metronom kullanın ve yapıştırıcıyı daha önce olduğu gibi uygulayın. Ortam nemi düşükse, yapıştırıcının çok hızlı kurumaması için yapıştırıcıyı nem kontrollü bir alanda uygulayın. Ardından, şablonu ve maskeyi çıkarıp levhayı ters çevirin.

Ardından, kağıdın arka yüzeyini aynı şekilde püskürtün. Cihazı hemen şablondan çıkarın ve cihazı katlamaya başlayın. Cihaz tamamen katlandığında, yapışkan içeren bölge kuruyana kadar sürekli basınç uygulayın.

Dört katmanlı cihazlar üzerinde emilim testi gerçekleştirmek için rastgele 20 cihaz seçin. Buharlaşmayı minimize etmek amacıyla cihazları hava akımlarından korunaklı bir yere yerleştirin. Ardından, her cihazın girişine 40 µL su damlatın.

Her bir cihazın tüm çıkışlarının tamamen boyayla dolmasının ne kadar sürdüğünü kaydedin. Origami cihazlar için, biri daha önce açıklandığı gibi yapılan, diğeri ise yapıştırıcı uygulanırken şablon kullanılmadan yapılan iki origami tavus kuşunu karşılaştırın. Ardından, küçük bir kağıt iletkenin bir ucunu tavus kuşunun gövdesine yerleştirin.

%90'ın üzerindeki kontrollü bağıl nem altında, her bir peacock ayağını ve kağıt iletkenini beş millimolar boya ile dolu bir kaba yerleştirin. Farklı miktarlarda yapıştırıcı uygulanarak oluşturulan dört katmanlı cihazlar için ortalama emme süreleri ve başarı oranları karşılaştırılmıştır. Homojen yapıştırıcı kaplaması, yapıştırıcı miktarı arttıkça azalan nispeten yüksek başarı oranları ile sonuçlanmıştır.

Desenli yapıştırıcı her iki tarafa uygulandığında, başarı oranları ve fitilleme süreleri sadece tek tarafa uygulandığına göre çok daha yüksek ve hızlıydı. Yapıştırıcının yalnızca bir tarafa uygulandığı durumlarda başarısızlıklar daha sık meydana geldi. Tipik üst üste istiflenmiş cihaz başarısızlığı, çıkışların boya ile tamamen dolmaması veya dolmasının beş dakikadan uzun sürmesi ile karakterize edildi.

Origami katlamalı cihazlarda, cihaz arızası, herhangi bir miktar boya ile dolmayan çıkışlarla karakterize edilmiştir. Bu çıkışlar, münhasıran cihazın katlama çizgilerini içeren iki kenarı boyunca yer almıştır. Kanalların etrafındaki kenarlık boyutu iki katına çıkarılarak, hem tek taraflı hem de çift taraflı yapıştırıcı uygulamaları için başarı oranları artırılmıştır.

Her iki yapıştırıcı uygulama yöntemi de, sıvının kanallar boyunca karışmadan ve başarılı bir şekilde yönlendirildiği cihazlarla sonuçlanmıştır. Ancak, yapıştırıcının homojen uygulandığı cihaz belirgin şekilde daha yavaştır. Bu prosedür uygulanırken, yapıştırıcının eşit ve tutarlı bir şekilde uygulandığından emin olmak önemlidir.

Aerosol yapıştırıcının yalnızca iyi havalandırılan alanlarda uygulanması gerektiğini unutmayın. Bu videoyu izledikten sonra, düzlemsel ve düzlemsel olmayan 3D kağıt mikroakışkan cihazlar oluşturmak için desenli yapıştırıcıların nasıl uygulanacağı ve kullanılacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Bu teknik, araştırmacıların; entegre aktivasyon ve algılama gibi, daha önce düzlemsel cihazlarda bulunmayan işlevselliği sağlamak amacıyla düzlemsel olmayan yapıların kullanımını keşfetmelerine olanak tanıyacaktır.