Paslanmaz çelik kaygan bir yüzeye hazırlık ve yüksek sıcaklık Anti-Yapışma davranışını

Bu deneyin genel amacı, yüksek sıcaklık direncine sahip kaygan yüzeylerin nasıl imal edileceğini açıklamak ve hazırlanmış yüzeylerin yüksek sıcaklıklarda yapışma önleyici etkisini araştırmaktır. Bu yöntem, biyotıp alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Elektrocerrahi aletlerinde yumuşak doku yapışma sorunu gibi.

Bu tekniğin temel avantajı, hazırlanan kayma yüzeylerinin yüksek sıcaklıklarda mükemmel yapışma sağlayabilmesidir. Prosedürü göstermek, laboratuvarımdan bir yüksek lisans öğrencisi olan Liu Guang olacak. Bu prosedüre başlamak için, fotoğraf maskesini metin protokolünde belirtildiği gibi tasarlayın ve üretin.

Daha sonra, paslanmaz çelik plakayı alkali solüsyonlarda oda sıcaklığında 15 dakika yıkayın. Ultrasonik bir temizleme makinesi kullanarak, plakayı 500 watt'lık ultrasonik güçte 40 kilohertz çalışma frekansında iyice temizleyin. Daha sonra deiyonize su ve heksan, aseton ve etanol ile her biri 10 dakika boyunca sırayla durulayın.

Yıkanmış plakayı 150 santigrat dereceye ayarlanmış bir ocak gözüne yerleştirin. Paslanmaz çeliği bir alüminyum folyo ile örtün ve kuruması için 30 dakika ocak gözü üzerinde bırakın. Bundan sonra, çeliği merkeze yerleştirerek bir sıkma kesiciye aktarın.

Bir damlalık kullanarak, merkezden başlayarak ve tüm plaka kaplanana kadar kenara doğru hareket ederek plaka üzerine yaklaşık 1 mililitre pozitif fotorezist biriktirin. Ardından, altı saniye boyunca 700 rpm'de dönen sıkma kesiciyi başlatın ve ardından fotorezisti eşit şekilde yaymak için 15 saniye boyunca 1500 rpm'ye yükseltin. Ardından vakum valfini serbest bırakın.

Bir cımbız kullanarak, kaplanmış çeliği sıkma kesiciden çıkarın. Fotorezisti pişirmek için çeliği 120 santigrat derecede bir ocak gözünde iki dakika tutun. Daha sonra paslanmaz çeliği fotomatografi makinesinin vakum valfine aktarın.

Pozlama süresini 25 saniyeye ayarlayın ve fotomatografi makinesini açın. Bundan sonra çeliği çıkarın. Fotorezisti UV ışığına maruz bırakmadan çıkarmak için bir dakika boyunca geliştirici solüsyonuna batırın.

Ardından plakayı geliştirici solüsyonundan çıkarın ve deiyonize su ile yıkayın. Yıkanmış plakayı nitrojen gazı altında kurutun. Daha sonra kurutulmuş çeliği bir ocak gözüne yerleştirin.

120 derecede iki dakika pişirin. 100 kat büyütme oranına sahip dik bir mikroskop kullanarak, elde edilen fotorezist dokuyu paslanmaz çelik üzerinde inceleyin. Başlamak için, 500 mililitrelik bir beherde 200 mililitre kimyasal aşındırma çözeltisi hazırlayın.

Ardından paslanmaz çeliği ekleyin. Plakayı 10 dakika boyunca çözelti içinde bırakın. Cımbız kullanarak kimyasal olarak kazınmış çeliği çıkarın.

Bir dakika boyunca deiyonize su ile yıkayın. Azot gazı kullanarak kurutun. Fotorezist dokuyu çıkarmak için çeliği asetonda beş dakika temizlemek için ultrasonik bir temizleme makinesi kullanın.

Daha sonra kazınmış plakayı nitrojen gazı ile kurulayın. Kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çeliği temizlemek için sabit bir deiyonize su akışı kullanın. Azot gazı ile kurulayın.

Bir ocak gözü kullanarak, yüzeyi tamamen kurutmak için çeliği 30 dakika boyunca 100 santigrat dereceye ısıtın. Daha sonra çeliği bir RF plazma makinesine aktarın. Çeliği 10 dakika boyunca O2 plazma işlemiyle hidroksillemek için 100 watt'lık bir RF gücü, 100 milibar'lık bir sistem basıncı ve 20 SSCM'lik bir akış hızı kullanın.

Bundan sonra, susuz toluen içinde bir mililitre OTS çözeltisi hazırlayın. Kazınmış çeliği OTS çözeltisine aktarın. Beheri kapatın ve oda sıcaklığında dört saat dinlendirin.

Ardından çeliği çözeltiden çıkarın ve susuz toluen ile temizleyin. Ultrasonik bir temizleme makinesi kullanarak plakayı 10 dakika boyunca temizleyin. Azot gazı ile kurulayın.

Başlamak için, OTS kaplı kimyasal olarak kazınmış paslanmaz çelik üzerine yaklaşık 10 mililitre silikon yağı biriktirmek için bir damlalık kullanın. Daha sonra, silikonun çelik yüzeydeki ıslatma sürecini gözlemlemek için optik bir stereomikroskop kullanın. Fazla yağı çıkarmak için çelik plakayı bir saat boyunca dikey konuma getirin.

Daha sonra kaygan silikon yüzeye dört mikrolitrelik bir su damlası bırakın. Çeliği optik bir mikroskoba yükleyin ve yaklaşık iki dereceye kadar eğin. Düşük bir büyütmede, kaygan yüzeyde kolayca hareket edebileceğini doğrulamak için su damlacığını gözlemleyin.

Cımbız kullanarak çeliği bir ocak gözüne aktarın. Metin protokolünde belirtildiği gibi farklı yüksek sıcaklıklarda ıslanma önleyici davranışları analiz etmek için sıcaklığı ayarlayın. Yüksek hızlı bir kamerayı bir tripoda sabitleyin ve çeliğe doğru yönlendirin.

Odağı ayarladıktan sonra, kaygan yüzeye 10 mikrolitre su bırakmak için bir mikroşırınga kullanın ve su damlacığının hareketini 500 hertz'lik bir kare hızında kaydedin. Damlacık çelik kaygan yüzeyden kaydığında kaydı durdurun. Ardından, test protokolünde belirtildiği gibi kaygan yüzeyin yumuşak doku üzerindeki yapışma önleyici etkilerini analiz edin.

Bu çalışmada, OTS kaplı kimyasal olarak aşındırılmış paslanmaz çeliğe silikon yağı eklenerek kaygan bir yüzey hazırlanmıştır. Islatma işlemi tamamlandıktan sonra, kuru yüzeyden görünür bir yağ tabakası ayırt edilebilir. Kaygan özellik daha sonra incelenir ve iki derecelik bir açıyla yönlendirildiğinde hazırlanan yüzey üzerinde bir su damlası biriktirilir.

Sarı noktalı çizgi temas noktasını işaretler ve su damlacığının yüzey boyunca yüzdüğü ve kaydığı görülür. Daha sonra, ıslanma önleyici davranışlar çeşitli yüksek sıcaklıklarda incelenir. 200 santigrat derecede, su damlacığının başlangıçta yüzeye sıkıca temas ettiği görülür, ancak bu temas zamanla azalır.

6200 milisaniyede damlacık yüzeyden kaymaya başlar. 250 santigrat derecede, damlacığın ilk temas alanının önemli ölçüde daha küçük olduğu görülmektedir. Bu sıcaklıkta, damlacık sadece 800 milisaniye sonra yüzeyden kaymaya başlar.

Bununla birlikte, 300 santigrat derecede damlacık temas halinde hemen kararsızdır ve sadece 250 milisaniye sonra yüzeyden hızla kayar. Daha sonra kaygan yüzeyin yumuşak doku üzerindeki yapışma önleyici etkisi değerlendirilir ve yapışma kuvveti ölçülür. Yapışma kuvvetinin düz paslanmaz çelik üzerinde 0.80 artı veya eksi 0.18 newton, kaygan yüzeyde ise 0.04 artı veya eksi 0.02 newton olduğu görülmektedir.

Bu nedenle, kaygan yüzey ile pürüzsüz paslanmaz çelik yüzey arasındaki yapışma kuvvetinde bir büyüklük sırası farkı vardı. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 12 saat içinde yapılabilir. Bu yöntem, etkili yapışma etkisi için kaygan yüzeylere sahip elektrocerrahi aletlerinin tasarlanması ve üretilmesi hakkında fikir verebilir.

Kontrollerin yağlanması ve ajanların yapışması gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Bu prosedürü denerken, yüksek sıcaklıklardayken ocak gözüne dokunmaktan kaçınmayı unutmamak önemlidir. Bu teknik, geliştirilmesinin ardından biyomedikal mühendisliği alanındaki araştırmacıların elektrocerrahi aletlerindeki yumuşak doku yapışma problemlerini çözmelerinin önünü açmıştır.

Bu videoyu izledikten sonra, yüksek sıcaklık direncine sahip kaygan bir yüzeyin nasıl üretileceğini iyi anlamış olmalısınız.