بروتوكولنا يوفر طريقة مفصلة لتصنيع قنوات نانو الارتفاع دمج سطح الموجات الصوتية اشتغل عن طريق niobate ليثيوم ل nanofluidics الصوتية. ويمكن استخدام هذه التقنية لأداء درجة حرارة الغرفة سطح البلازما تنشيط متعدد الطبقات الترابط من niobate الكريستال واحد، وهي عملية مفيدة على قدم المساواة لالترابط niobate الليثيوم أو ثاني أكسيد السيليكون وأكاسيد أخرى. وينبغي إزالة أي حطام والجسيمات أثناء التنظيف وسطح البلازما العمليات المنشطة لمنع فشل الترابط في تشكيل قناة نانو الارتفاع.
يمكن أن البصرية مظاهرة من هذه الطريقة التقاط عملية التصنيع بأكملها في التفاصيل مما أدى إلى عرض واضح للبروتوكول للباحثين الآخرين. لإعداد قناع قناة نانو ارتفاع، ضع رقاقة منقوشة بنمط مصمم ليكون التصوير الضوئي العادي في إجراءات الإقلاع في نظام ترسب ة ابر واستخلاص فراغ الغرفة إلى خمسة أضعاف 10 إلى المليتور الستة السلبية. السماح الأرجون للتدفق في 2.5 ملليتور والكروم sputter في 200 واط لإنتاج قناع 400 نانومتر التضحية في غضون 18 دقيقة.
في نهاية الترسيب، غمر تماما رقاقة في منقار الأسيتون و sonicate رقاقة في كثافة متوسطة لمدة 10 دقيقة. في نهاية سونيكيشن، شطف رقاقة مع المياه ديونيد وتجفيف رقاقة مع تدفق النيتروجين الجاف. ثم استخدام منشار dicing لتقسيم رقاقة إلى رقائق الفردية مع نمط واحد نانو شق لكل رقاقة.
لتصنيع قناة نانو الارتفاع، ضع الرقاقة في غرفة حفر أيونات تفاعلية. تعيين المعلمات الغرفة كما هو مبين لإنتاج 120 نانومتر عميق نانو الشق في niobate الليثيوم. لحفر مداخل القناة ومنافذ البيع، استخدم الشريط على الوجهين لإرفاق لوحة فولاذية صغيرة في الجزء السفلي من طبق بيتري ورقاقة محفورة إلى لوحة.
ملء الطبق بالماء لتزج تماما رقاقة وإرفاق 0.5 ملليمتر قطعة من الماس الحفر بت إلى الصحافة الحفر. ثم حفر بسرعة لا تقل عن 10،000 دوران في الدقيقة الواحدة لآلة المداخل المطلوبة ومنافذ. بالنسبة للنقش الرطب الكروم، استخدم قلم نقش رأس الماس للتمييز بوضوح على السطح المسطح غير الممخرَب من niobate الليثيوم المحفورة لتتبع أي جانب تقع قناة النانو الارتفاع و sonicate رقائق في نقش الكروم.
لتنظيف المذيبات من رقائق، مكان أزواج رقاقة تتكون من سطح واحد جهاز الموجة الصوتية واحد محفورة رقاقة الاكتئاب النانو وغمر أزواج في منقار من الأسيتون وضعت مع حمام سونيكيشن. بعد دقيقتين من سونيكيشن في الأسيتون، سونيكات رقائق في الميثانول لمدة دقيقة واحدة. في نهاية سونيكيشن الميثانول، شطف رقائق في المياه ديونيد.
بعد ذلك، أضف بيروكسيد الهيدروجين إلى حمض الكبريتيك بنسبة واحد إلى ثلاثة في غطاء محرك السيارة جيد التهوية ووضع جميع الرقائق في حامل تفلون. ضع حامله بعناية في منقار حمض البيرانا لمدة 10 دقائق قبل شطف الرقائق وحاملها في حمامين مائيين متتابعين. بعد الشطف الثاني، وتجفيف رقائق مع تدفق النيتروجين الجاف ووضع على الفور العينات في معدات تنشيط البلازما الأكسجين الاحتفاظ بها مغطاة أثناء المناولة لتجنب التلوث.
باستخدام 120 واط من الطاقة مع تعريض رقائق لتدفق الأكسجين في 120 سنتيمتر مكعب القياسية لمدة 150 ثانية، وتفعيل الأسطح رقاقة مع البلازما. في نهاية التنشيط، غمر العينات على الفور في حمام مياه طازج لمدة دقيقتين على الأقل. بعد تجفيف رقائق مع تدفق النيتروجين الجاف، وضعت بعناية رقاقة نانو شق على سطح رقاقة جهاز الموجات الصوتية في الموقف المطلوب مع رقائق الانحياز في الاتجاه المناسب.
ثم استخدام ملاقط أو ما شابه للضغط على أسفل على العينة من مركزها لبدء السندات، وتطبيق ضغط لطيف على المناطق التي فشلت في السندات بعد الاكتئاب الأولي. بعد ذلك ، ضع العينات المستعبدة في مشبك مُزَمَّق لممارسة الأحمال بأمان على الرغم من التمدد الحراري ووضع العينات المثبّتة في فرن درجة حرارة الغرفة. ثم تعيين درجة حرارة الفرن إلى 300 درجة مئوية مع ارتفاع درجة مئوية من درجتين مئويتين في الدقيقة كحد أقصى مع وقت الإقامة ساعتين قبل إيقاف التلقائي.
لمراقبة حركة السوائل في فتحة النانو المكتملة ، ضع رقاقة الشق النانوي تحت مجهر مقلوب وتدوير الشريحة من خلال مرشح استقطاب خطي في المسار البصري لمنع الصورة المستندة إلى birefringence بشكل مناسب مضاعفة في niobate الليثيوم. ثم إضافة المياه غير المؤينة ultrapure إلى مدخل وصورة تطور السائل. بالنسبة لتشغيل الموجات الصوتية السطحية، قم بإرفاق الممتصات اهان جهاز الموجات الصوتية السطحي لمنع الموجات الصوتية المنعة، وتعيين تردد الرنين على مولد إشارة إلى حوالي 40 ميغاهيرتز.
استخدام مكبر للصوت لتضخيم إشارة واستخدام منظار لقياس الجهد الفعلي، الحالية والقوة المطبقة على الجهاز. ثم تطبيق حقل الجيوب الأنفية الكهربائية إلى محول بين الدجيجيت القياسي وتسجيل حركة السوائل أثناء التشغيل داخل فتحة نانو. في هذه الصور، يتم عرض ملء شعرية من المياه الأيونية فائقة التبخر في واحد 100 نانومتر طويل القامة 400 ميكرومتر قناة واسعة وواحد 100 نانومتر طويل القامة 40 ميكرومتر واسعة القناة.
تسحب قوات الشعيرات الدموية ملء السائل من كامل فتحة النانو مع قطرة من الماء فائقة الpure تسليمها من خلال مدخل وملء وقعت بسرعة أكبر داخل القناة الأضيق بسبب قوتها الشعرية أكبر. في هذه التجربة، تم تصريف المياه في فتحة ارتفاع 100 نانومتر لإظهار واجهة الماء والهواء مع الطول الأقصى في الوسط مما يدل على الحد الأقصى للطاقة الصوتية في منتصف جهاز الموجة الصوتية السطح. وهناك حاجة إلى قوة عتبة تطبيقية من حوالي واط واحد لإجبار الضغط الصوتي ليكون أكبر من ضغط الشعيرات الدموية لدفع ظاهرة استنزاف مرئية.
وينبغي إجراء معظم عمليات التصنيع في غرفة نظيفة لمنع التلوث الجسيمات على نطاق صغير وينبغي أن تكون السوائل المستخدمة في ملء ultrapure لمنع انسداد الشق نانو. يقدم نهجنا نظام fluidics nano-acoustic للتحقيق في مجموعة متنوعة من المشاكل الفيزيائية والتطبيقات البيولوجية على النطاق النانوي.
