Engineering
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Рисование и гидрофобность кучность Лонг полидиметилсилоксан силиконовые волокна
Summary January 7th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Здесь мы представляем протокол производить длинные нити полидиметилсилоксан (PDMS) силикона, гравитация рисунок через печь. Волокна являются порядка сотен микрометров в диаметре и десятки сантиметров в длину и hydrophobically patternable через систему Arduino контролируемых коронным разрядом.
Transcript
Polydimethylsiloxane является универсальным материалом, который не может быть сформирован в длинные нити до сих пор. В то время как силиконовые нити могут иметь применение в ткацком или аддитивном производстве, мы особенно заинтересованы в них в качестве модели foldamer. Масштабируемое производство позволяет рисовать уже излечивая силикон через трубчатую печь.
Мы также демонстрируем способ изменения поверхности силиконовых нитей с помощью управляемого компьютером разгрузщика короны. Сроки в этой процедуре имеет решающее значение, потому что полимер лечит непрерывно. Держите таймер рядом, и будьте готовы к следующему шагу заранее.
Без визуальной демонстрации динамический процесс изготовления нитей будет нелегко воспроизвести. Этот процесс включает в себя несколько чувствительных к времени шагов, которые требуют адаптации к меняющимся условиям. Для начала подключите 1/8-й дюймовый внутренний диаметр высокотемпрессионых силиконовых труб к сжатому воздуху через измерительный клапан.
Соедините другой конец трубки с латунным экструзионным адаптером с диафрагмой диаметром 2,15 миллиметра. Затем, исправить цилиндрической керамической трубки печи вертикально в дым капот, два фута над полом капота. Положите алюминиевую фольгу под печь, чтобы поймать избыток PDMS во время экструзии.
Накрепляй экструзионные адаптеры над трубчатой печью с диафрагмой, сосредоточенной на открытии печи. Убедитесь, что печь находится не под углом, чтобы экструдированная нить не соедилась с печью. Затем прикрепите умереть с круговой разрез экструдера и использовать почтовый галстук для подключения высокой температуры силиконовой резины трубки экструдер бит.
Подключите другой конец трубки к адаптеру экструзии. Навемить инфракрасный термометр к печи, а затем нагреть печь до внутренней температуры составляет около 250 градусов по Цельсию. Затем вывихни печь из-под экструзионного адаптера так, чтобы адаптер не нагревается до начала производства нити.
Затем начните разогревать одноразовую пробную трубку до 65 градусов по Цельсию в вискометре, который может измерять от 200 до 10 тысяч миллипаскаля секунд. Проверьте баланс, установите скорость вращения до пяти об/мин и установите скорость измерения до одного раза в минуту. В то время как образец трубки нагревается, смешать 18 граммов PDMS базы с 1,8 грамма лечебного средства, в лодке для взвешивания.
Дега смеси PDMS в вакууме комнатной температуры desiccator в течение 15 минут, или до тех пор, пока пузырьки остаются в смеси. Периодически вентиляционные desiccator поп пузыри вблизи поверхности. Затем удалите разогретую пробную трубку с вискометрового.
Налейте дегазированную смесь PDMS в него, и положить трубку обратно в вискометр. Немедленно запустите последовательность измерений. Когда динамическая вязкость PDMS достигает четырех тысяч миллипаскальных секунд, обратите внимание на время, а затем используйте плоскогубцы, чтобы удалить образец трубки из вискометра.
Немедленно вылейте смесь PDMS в экструдер комнатной температуры. Подтвердите, что печь находится на 250 градусов по Цельсию и ждать, пока PDMS был из вискометра в течение четырех минут. Затем перемести печь под экструзионные адаптеры и выровнять внутреннюю иглу адаптера с трубчатой печью.
Твист экструдер винт на половину революции и начать собирать нить на деревянной палке. Каждые три-пять секунд, крутить экструдер еще половину революции для поддержания устойчивого потока PDMS. Окно вязкости для рисования нитей очень узкое.
Если вязкость слишком низкая, подождите 30 секунд и попробуйте еще раз. PDMS будет продолжать перекрестные при комнатной температуре. Положите нарисованные нити через деревянные стеллажи, чтобы вылечить.
Пусть нити вылечить при комнатной температуре в течение 12 часов, когда закончите. Чтобы начать процесс шаблонирования, навести сборку узоров в дымовом капоте и отправьте нужный шаблон микропроцессору. Затем вымойте вылеченную нить PDMS с 1% додекилового сульфата натрия.
И тщательно промойте его ультра чистой водой. Удалите видимые капли воды со сжатым воздухом и пусть нить закончить сушки в окружающем воздухе. Затем привяжут непроводяную леску к круговой, вырезанной из непроводяющей нити лотка.
Положите сухую нить PDMS над центральной вырезать из лотка и закрепить его на месте с двойной односторонней лентой. Вставьте лоток в вентилируемую коробку для сброса короны и убедитесь, что он находится на уровне. Поместите металлическую плиту под нить лоток так, чтобы нить выровнена вдоль края плиты.
Намонтировать электрод разряда короны примерно на три миллиметра над нитью и соединить разгрузщик короны с микроконтроллером. Зафиксировать свободный конец непроводяющей линии на шпиндель, установленный на степпер-моторе, гарантируя, что линия натянута. Запустите программу микроконтроллера для узора нити с гидрофильных секций.
Нити PDMS, производимые этим методом, были примерно 200 микрометров в диаметре и до 0,5 метров в длину. Удаление PDMS от тепла, прежде чем его вязкость была достаточно высока для рисования нитей, и давая ему пересечь связь при комнатной температуре в течение четырех с половиной минут, продлил время окно, в котором нити могут быть закручены примерно до четырех минут. Успех коронного узора был подтвержден с помощью измерений угла контакта капель.
Вода образуется симметричной, баррель формы капель на корона обработанных гидрофильных PDMS, и асимметричные, оболочки формы капель на необработанных гидрофобных PDMS. Ключом к этой процедуре является то, что вы манипулируете вязкостью PDMS со временем и температурой. Вязкость увеличивается со временем, как он пересекает и лечения ускоряется при более высоких температурах.
Подход частичного лечения полимера и рисования его через трубчатую печь, может быть адаптирован к другим полимерам, вылеченным температурой. Эти нити достаточно гибки, чтобы принять во многих конформациях, и гидрофобные регионы аффективно придерживаются вместе в воде. Мы изучаем, как гидрофобность нитей влияет на их складные пути.
PDMS может капать на печь и производить небольшое пламя. Аккуратно выровняйте экструдер с печкой и быстро очистите любой мусор от печи деревянным дюбелем.
Please enter your institutional email to check if you have access to this content
has access to
BackLogin to access JoVE
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
To receive a free trial, please fill out the form below.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You
Thank You
Thank You
