עבודה זו ממומנת על ידי את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (21674018), המחקר מפתח הלאומי, תוכנית פיתוח של סין (2016YFA0201702 /2016YFA0201700), את "תוכנית Shuguang" נתמך על ידי פיתוח החינוך שנגחאי קרן, שנגחאי העירוני ועדת החינוך (15SG30), ד'ו להבחין פרופסור צעיר התוכנית (A201302), קרנות מחקר בסיסי האוניברסיטאות המרכזי, והפרוייקט 111 (No.111-2-04).

אזהרה: נא עיין גליונות נתונים בטיחות חומרים רלוונטיים כל לפני השימוש. כמה מן הכימיקלים שמשתמשים בהם בהכנת המכייר רעילים בחריפות. נא להשתמש ציוד מגן אישי (בטיחות משקפיים, כפפות, חלוק המעבדה, באורך מלא מכנסיים ונעליים סגורות).
 1-Microfluidic ספינינג של RSF תמיסה מימית <ol><li>הכנה של RSF מימית ספינינג סמים 4 , 15 , 16 <ol><li>Degumming של silkworm קוקון <ol><li>Degum טוואי המשי הפקעות פעמיים ב נה 2 CO 3 מימית פתרונות (0.5% wt במים) ב 100 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן לשטוף את המשי עם מים יונים כדי להסיר sericin.</li>
		</ol></li> <li>Dissolving של קוקון silkworm degummed גסה <ol><li>לייבש את הבדים קוקון degummed גסה באוויר; ואז לפזר את הבדים קוקון degummed גסה ב תמיסה מימית LiBr 9.0 מ' עם יחס של 1:10 (w/v) ב 40 מעלות צלזיוס במשך שעתיים. לדוגמה, הוסף 10 מ"ל LiBr לכל 1 גרם משי ( איור 1 א').</li>
		</ol></li> <li>Centrifuging וסינון <ol><li>לדלל את הפתרון RSF פי 1.5 על ידי מים יונים. צנטריפוגה וסינון כדי להסיר זיהומים. צנטריפוגה הפתרון RSF בבקבוקי 250 מ ל- 4 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות ב ג x 1,234.8 לסנן את הפתרון RSF באמצעות מסנן 20 מיקרומטר משאבת ואקום. מיטה נייר סינון כפול עדיפה בהתחשב באפקט ניסויים.</li>
		</ol></li> <li>Dialyzing <ol><li>Dialyze הפתרון RSF במים יונים ב 5 מעלות צלזיוס במשך 3 ימים באמצעות ממברנה חדירה תאית (MWCO: 14,000 ± 2,000). הנפח הכולל של פתרון RSF הוא כ- 1 ליטר, נטען ב- 4 שקיות הדיאליזה. שימו את התיקים דיאליזה אלה בדלי, אשר מלא 10 L אוסמוזה הפוכה (RO) יונים מים. 
			הערה: ערך ה-pH של מים יונים צריך להיות גבוה יותר מאשר 6, כדי להימנע gelation במהלך תהליך ריכוז. ה-pH של מים יונים לא מחייבים התאמה עבור פרוטוקול זה.</li>
		</ol></li> <li>Concentrating <ol><li>להתרכז על ידי אוויר מאולץ אז צופף הפתרון מימית RSF כדי 20 wt % זרימת אוויר מאולץ-תמיסה מימית של 5 ° C. להוסיף 3 מ' CaCl 2 לתוך הפתרון RSF כדי 1.0 mmol/g Ca 2 + ריכוז סופי; זרימה wt 38-47%.</li>
			<li>שוקלת טיפה אחת של פתרון RSF על משטח זכוכית, ואז לייבש אותו כבר שעתיים בתנור 105 מעלות צלזיוס 
			הערה: משקל האחוזים הנותרים מוצק לעומת המשקל של הירידה לפני הייבוש הוא ריכוז מוחלט של חלבון ו- CaCl 2. ריכוז RSF נגזר לאחר ניכוי של המסה של CaCl 2. לפחות ארבעה חזר מדידות בוצעו. שלנו מחקרים קודמים הראו כי הריכוז של Ca 2 + השפיעה מאוד את מאפייני rheological ואת spinnability של פתרונות מימית RSF. בינתיים, התוספת של Ca 2 + גרם להיווצרות מוגבלת של β-גיליון והן הצבירה של RSF 17. סם ספינינג מקורית, נחשב CaCl 2 כדי לשחק תפקיד חשוב במהלך האחסון של ספינינג סמים כדי להימנע gelation לפני ספינינג. 18</li></ol></li></ol></li> <li>הכנת צ'יפס microfluidic 8 , 19 <ol><li>הכנת photomask <ol><li>עיצוב המיקרו-הערוץ ב התיב ם. להדפיס קובץ CAD לייצר שקיפות ברזולוציה גבוהה 19.</li>
		</ol></li> <li>מכינים את התבנית <ol><li>ניקוי השקופית זכוכית <ol><li>בשכונה כימי, מרתיחים את השקופית זכוכית הפתרון מעורבות של חומצה גופרתית מרוכזת, 30 vol % מימן על-חמצני פתרון (10:1) במשך 20 דקות על פלטה חמה. 
				התראה: חומצה גופרתית, חמצן ואדים רעילים מאוד.</li>
			</ol></li> <li>לרחוץ את השקופית זכוכית <ol><li>לרחוץ את השקופית זכוכית באמצעות מים יונים, ולפוצץ יבש עם חנקן טוהר גבוהה.</li>
			</ol></li> <li>הסרט ציפוי <ol><li>להרגיע את photoresist SU-8 על השקופית זכוכית על-ידי התקן שהותקן ציפוי עם פער של 100 מיקרומטר בין המשטח התחתון של הבר ציפוי המשטח העליון של זכוכית-</li>
			</ol></li> <li>ספין ציפוי <ol><li>להפיץ את photoresist על השקופית זכוכית כדי ליצור סרט אחיד באמצעות coater ספין ב 40.3 x g עבור 30 s. העובי של הסרט אחיד הוא כ-85 מיקרומטר.</li>
			</ol></li> <li>התמצקות <ol><li>לחזק את photoresist בתוך תנור עם חום שליטה התוכנית. לרומם את הטמפרטורה בטמפרטורת החדר עד 65 ° C-2 ° C/min ו- 65 ° C עבור 2 דק המשך לחום מ- 65 ° C עד 95° C ולאחוז ב 95 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות להפוך התנור, מגניב באופן טבעי לחדר הטמפרטורה בתנור.</li>
			</ol></li> <li>סגול בהיר חשיפה <ol><li>וחושפים הצד של זכוכית להחליק עם photoresist האור האולטרה סגול 12 s באמצעות השקיפות כפי photomask על ידי פוטוליתוגרפיה 19. 
				הערה: מספר גל של האור האולטרה סגול הוא 365 nm והאנרגיה החשיפה היא mJ/ס מ 273.6 2. 
				התראה: לקחת אמצעי בטיחות נאותים בעת עבודה עם אור UV ואת התנור.</li>
			</ol></li> <li>לחזק את photoresist כפי שמתואר בשלב 1.2.2.5.</li>
			<li>מתפתחות <ol><li>לנקות את photoresist ultrasonically בתמיסה מפתח עבור 30 ס' לשטוף השקופית זכוכית על-ידי אלכוהול איזופרופיל ומפתח, לסירוגין בין השניים, עד שיש אין משקעים בשקופית זכוכית-</li>
			</ol></li> <li>לחזק את photoresist בתוך תנור עם חום שליטה התוכנית. לרומם את הטמפרטורה בטמפרטורת החדר עד 170 ° C ב- 2 ° C/דקה והחזק ב 170 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות להפוך התנור, מגניב טבעי לטמפרטורת החדר בתנור.</li>
		</ol></li> <li>ליתוגרפיה רך <ol><li>שופכים 8.8 g פולימר נוזלי polydimethylsiloxane (PDMS) מראש העובש ואת התרופה למשך 30 דקות ב 65 ° C, ו- 15 דקות ב- 80 ° C. PDMS נוזלי קדם פולימר מורכב PDMS וסוכן ריפוי (בדרך כלל 10:1 (w/w)).</li>
		</ol></li> <li>החבטות <ol><li>אגרוף חור המשוכפל PDMS בהתחלה של הערוץ לפי הנוהל. הקוטר של התרגיל הוא 1.2 מ מ.</li>
		</ol></li> <li>איטום <ol><li>לאטום את העותק המשוכפל של PDMS עם הערוץ לשכבת PDMS שטוח ללא תבנית על-ידי טיפול פלזמה חמצן על המשטחים של שתי השכבות PDMS. 
			הערה: תהליך הכנה הכוללת של השבב לוקח בערך 72 ה'</li>
		</ol></li></ol></li> <li>פבריקציה נוספת של RSF סיבים <ol><li>הזרקה של ספינינג סמים <ol><li>להזריק את RSF ספינינג סמים לתוך microchannel ב µL 2/דקה על ידי מזרק משאבה.</li>
		</ol></li> <li>הסביבה תקנה <ol><li>להתאים את הלחות היחסית כדי 40 ± 5% לחות יחסית או 50 ± 5% לחות יחסית באמצעות מכשיר לחות. ב- 40 RH ± 5%, כמו שמשמיע סיבים פני השטח למוצק במהירות רבה יותר מאשר 50 ± 5 RH %-</li>
		</ol></li> <li>הפקה של RSF סיבים <ol><li>לגעת הירידה RSF על ידי מדויק משקע החשמל של הערוץ microfluidic לצייר RSF סיבים לאוויר, אז תגלגל אותו על גלגלת דרך פרצה ס מ-10 אוויר במהירות של 3 ס"מ/s ( איור 1b ).</li>
		</ol></li> <li>אחסן הסיבים RSF desiccator חתומה על ה 24</li>
		<li>סיבים שלאחר הטיפול <ol><li>לצייר את הסיבים שמשמיע כמו 4 פעמים ב s מ מ -1 ב- 80 vol % ethano פתרון על-ידי המכונה לפי הזמנה ולאחר מכן לשמור סיבים מצוירות קבוע, לטבול את הסיבים בפתרון מאובטח. בגלל טיפול זה, אורך הסיבים מ"כיכר במקור 15 מ מ 60 מ מ.</li>
		</ol></li> <li>הכנת המדגם אפיון <ol><li>לתקן את הסיבים שלאחר שטופלו על מסגרת נייר באורך 10-מ מ מד. סיבי לפחות 20 הם הצורך המדידה, כולל בדיקת מתיחה, SEM, FTIR ו WAXS. הקוטר של הטווח סיבים שלאחר נמשך בין 5 ל- 10 מיקרומטר. איור 1 מראה התרשים של סיבים ייצור ואפיון WAXD. תכונות מכניות של הסיבים RSF נבחנו על-ידי מערכת בדיקות גשמי-(25 ± 2) ° C (45 ± 5) % לחות יחסית. הסיומת לדרג ולהערכת אורך היו 2 מ"מ/min ו- 1 ס מ, בהתאמה.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 2. סינכרוטרון קרינה אפיון של גבישי מבנה של RSF סיבים <ol><li>קרינה סינכרוטרון אפיון 4 , 13 , 17 <ol><li>ההתאמה של הפרעות לקרן החלקיקים <ol><li>להתאים את אורך הגל של צילומי רנטגן, בגודל נקודה 0.07746 ננומטר, 3 x 2 מיקרומטר 2, בהתאמה. 
			הערה: הפרוטוקול מתבצעת באמצעות הפרעות לקרן החלקיקים של BL15U1 במתקן קרינה סינכרוטרון שנגחאי.</li>
		</ol></li> <li>המיקום של נקודת צילום רנטגן <ol><li>למצוא את המיקום של הנקודה רנטגן. 
			הערה: המיקום של הנקודה רנטגן מכוון על ידי הטכנאי במעבדה במתקן קרינה סינכרוטרון.</li>
		</ol></li> <li>בדיקה של מדגם רגיל: דו תחמוצת Cerium (מנכ ל 2) <ol><li>מבחן אבקה 2 מנכ ל מדגם רגיל. האבקה 2 מנכ ל התאפיינה לחישוב למרכז המעגל ואת המרחק הדגימה הגלאי.</li>
		</ol></li> <li>לטעום הכנה <ol><li>לתקן את חוטים RSF במקביל אחד עם השני על המסגרת נייר באורך מד 10 מ מ. הדבק את המסגרת נייר על הבמה בדיקות. 
			הערה: לשמור על הסיבים אופקיים.</li>
		</ol></li> <li>SR-WAXD בדיקת <ol><li>לפתוח את התריס <ol><li>לסגור את הדלת של התחנה הפרעות לקרן החלקיקים לאחר בדיקה שאין אין אנשים בחדר. לפתוח את התריס של מקור קרן רנטגן.</li>
			</ol></li> <li>התמקדות <ol><li>להעביר סיבים מעט עד בפוקוס. להתאים את המיקום של סיבים לאורך x, y, z כיוון מרחוק באמצעות תוכנה ( איור 1 ג).</li>
			</ol></li> <li>לטעום חשיפה <ol><li>להזיז הסיבים למעלה ולמטה מרחוק באמצעות תוכנה, עד שזה על המקום רנטגן. לחצו על לחצן start על התוכנה כדי לחשוף את סיבים הפרעות לקרן הרנטגן החלקיקים 20 s ( איור 1 ג).</li>
			</ol></li> <li>רקע עקיפה <ol><li>בדיקה עקיפה של רקע אוויר עם הזמן חשיפה של המהלך ס' 20 הסיבים מן המקום רנטגן מרחוק באמצעות תוכנה. הקש &#34; התחלה &#34; לחצן על התוכנה כדי לחשוף את הפרעות לקרן החלקיקים רנטגן כדי &#34; אוויר בינוני &#34; עבור 20 ס</li>
			</ol></li></ol></li></ol></li> <li>עיבוד נתונים SR-WAXD 13 <ol><li>תוכנת כיול <ol><li>לעבד נתונים WAXD באמצעות FIT2D (V12.077). לכייל את מרכז המעגל ולמרחק של הדגימה כדי-הגלאי באמצעות הנתונים עקיפה של האבקה 2 מנכ ל.</li>
		</ol></li> <li>תבנית עקיפה 2-D <ol><li>להחסיר את הרקע אוויר מהרשימה תבנית עקיפה של סיבים באמצעות FIT2D (V12.077).</li>
		</ol></li> <li>Crystallinity וגודל crystallite <ol><li>לשלב את עוצמת עקיפה כפונקציה של פיזור זווית 2θ. לבצע deconvolution של שילוב עוצמת-שיא אוטומטיות ההפרדה התוכנה (גירסה 4.12) 12. מידת crystallinity, x, c, היה מוערך מן היחס: <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/56271/56271eq1.jpg" /> , איפה אני c הוא הסכום של עוצמות משולב של הפסגות גבישי ואני זה את העוצמה משולב של הילה אמורפי 4 , 11. השילוב של הדפוסים WAXD הראה את רוחב שיא [200], [020], השתקפויות [002]. FWHM הפסגות הללו שימשו כדי לקבוע את גודלו crystallite לאורך a, b ו- c צירים באמצעות Scherrer &#39; s נוסחה 4.</li>
		</ol></li> <li>קביעה של אוריינטציות crystallite <ol><li>לחשב את כיווני של crystallite ואת אמורפי לפי שילובי azimuthal של (020) (210) פסגות 11. ניתן לחשב את הכיוון גבישי באופן כמותי על-פי הרמן &#39; s התמצאות. הנה, שני (020) (210) פסגות היו מצויד עם שתי פונקציות לפי עקומת גאוס. הצרה היא לאוריינטציה גבישי והוא השני רחבה עבור חומרים אמורפיים 13 מונחה. . הנה, הכיוונים crystallite RSF סיבים הושוו באמצעות לכל רוחב חצי מקסימום (FWHM) של פסגות azimuthal שילובים (002).</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Asakura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+observations+on+the+structure+and+function+of+the+spinning+apparatus+in+the+silkworm+Bombyx+mori.">Some observations on the structure and function of the spinning apparatus in the silkworm Bombyx mori.</a> Biomacromolecules. 8 (1), 175-181 (2007).</li><li>Vollrath, F., Knight, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+crystalline+spinning+of+spider+silk.">Liquid crystalline spinning of spider silk.</a> Nature. 410 (6828), 541-548 (2001).</li><li>Zhou, G. Q., Shao, Z. Z., Knight, D. P., Yan, J. P., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+Fibers+Extruded+Artificially+from+Aqueous+Solutions+of+Regenerated+Bombyx+mori+Silk+Fibroin+are+Tougher+than+their+Natural+Counterparts.">Silk Fibers Extruded Artificially from Aqueous Solutions of Regenerated Bombyx mori Silk Fibroin are Tougher than their Natural Counterparts.</a> Adv Mater. 21 (3), 366-370 (2009).</li><li>Sun, M. J., Zhang, Y. P., Zhao, Y. M., Shao, H. L., Hu, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure-property+relationships+of+artificial+silk+fabricated+by+dry-spinning+process.">The structure-property relationships of artificial silk fabricated by dry-spinning process.</a> J Mater Chem. 22 (35), 18372-18379 (2012).</li><li>Martel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+Fiber+Assembly+Studied+by+Synchrotron+Radiation+SAXS/WAXS+and+Raman+Spectroscopy.">Silk Fiber Assembly Studied by Synchrotron Radiation SAXS/WAXS and Raman Spectroscopy.</a> J Am Chem Soc. 130 (50), 17070-17074 (2008).</li><li>Rammensee, S., Slotta, U., Scheibel, T., Bausch, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+mechanism+of+recombinant+spider+silk+proteins.">Assembly mechanism of recombinant spider silk proteins.</a> P Natl Acad Sci USA. 105 (18), 6590-6595 (2008).</li><li>Kinahan, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+silk:+using+microfluidics+to+fabricate+silk+fibers+with+controllable+properties.">Tunable silk: using microfluidics to fabricate silk fibers with controllable properties.</a> Biomacromolecules. 12 (5), 1504-1511 (2011).</li><li>Luo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tough+silk+fibers+prepared+in+air+using+a+biomimetic+microfluidic+chip.">Tough silk fibers prepared in air using a biomimetic microfluidic chip.</a> Int J Biol Macromol. 66, 319-324 (2014).</li><li>Peng, Q. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+spider+silk+from+aqueous+solutions+via+a+bio-inspired+microfluidic+chip.">Recombinant spider silk from aqueous solutions via a bio-inspired microfluidic chip.</a> Sci Rep. 6, (2016).</li><li>Peng, Q. F., Shao, H. L., Hu, X. C., Zhang, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+humidity+on+the+structures+and+properties+of+regenerated+silk+fibers.">Role of humidity on the structures and properties of regenerated silk fibers.</a> Prog Nat Sci-Matter. 25 (5), 430-436 (2015).</li><li>Sampath, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+diffraction+study+of+nanocrystalline+and+amorphous+structure+within+major+and+minor+ampullate+dragline+spider+silks.">X-ray diffraction study of nanocrystalline and amorphous structure within major and minor ampullate dragline spider silks.</a> Soft Matter. 8 (25), 6713-6722 (2012).</li><li>Martel, A., Burghammer, M., Davies, R. J., Riekel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+Behavior+of+Bombyx+mori+silk:+Evolution+of+crystalline+parameters,+molecular+structure,+and+mechanical+properties.">Thermal Behavior of Bombyx mori silk: Evolution of crystalline parameters, molecular structure, and mechanical properties.</a> Biomacromolecules. 8 (11), 3548-3556 (2007).</li><li>Pan, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoconfined+crystallites+toughen+artificial+silk.">Nanoconfined crystallites toughen artificial silk.</a> J Matter Chem B. 2 (10), 1408-1414 (2014).</li><li>Zhang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructural+evolution+of+regenerated+silk+fibroin/graphene+oxide+hybrid+fibers+under+tensile+deformation.">Microstructural evolution of regenerated silk fibroin/graphene oxide hybrid fibers under tensile deformation.</a> Rsc Adv. 7 (6), 3108-3116 (2017).</li><li>Wei, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-inspired+capillary+dry+spinning+of+regenerated+silk+fibroin+aqueous+solution.">Bio-inspired capillary dry spinning of regenerated silk fibroin aqueous solution.</a> Mat Sci Eng C-Mater. 31 (7), 1602-1608 (2011).</li><li>Jin, Y., Zhang, Y. P., Hang, Y. C., Shao, H. L., Hu, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+process+for+dry+spinning+of+regenerated+silk+fibroin+aqueous+solution.">A simple process for dry spinning of regenerated silk fibroin aqueous solution.</a> J Mater Res. 28 (20), 2897-2902 (2013).</li><li>Jin, Y., Hang, Y. C., Zhang, Y. P., Shao, H. L., Hu, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Ca2++on+structures+and+properties+of+regenerated+silk+fibroin+aqueous+solutions+and+fibres.">Role of Ca2+ on structures and properties of regenerated silk fibroin aqueous solutions and fibres.</a> Mater Res Innov. 18, 113-116 (2014).</li><li>Koh, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structures,+mechanical+properties+and+applications+of+silk+fibroin+materials.">Structures, mechanical properties and applications of silk fibroin materials.</a> Prog Polym Sci. 46, 86-110 (2015).</li><li>McDonald, J. C., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(dimethylsiloxane)+as+a+material+for+fabricating+microfluidic+devices.">Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic devices.</a> Accounts Chem Res. 35 (7), 491-499 (2002).</li><li>Knight, D. P., Vollrath, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+crystals+and+flow+elongation+in+a+spider's+silk+production+line.">Liquid crystals and flow elongation in a spider's silk production line.</a> P Roy Soc B-Biol Sci. 266 (1418), 519-523 (1999).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

במהלך הדיאליזה של הפתרון RSF, ערך pH הוא קריטי עבור תהליך ריכוז הבא. אם ערך ה-pH של המים יונים הוא קטן יותר מאשר 6, הפתרון RSF יהיה קל יותר להתחבר במהלך תהליך ריכוז. כדי להימנע gelation, CaCl2 נוסף הפתרון RSF. ריכוז CaCl2 הוא mmol 1 לכל כובד RSF.
העבודות הקודמות שלנו הוכיח את האפשרות של mic...

עכביש, silkworm יכול לייצר סיבי משי מצטיין מהפתרון חלבון מימית-טמפרטורת החדר ובלחץ. ההטיה, הארכת זרימה יכול לגרום להיווצרות של גביש נוזלי מרקם בלוטת משי1. בשנים האחרונות חלה התעניינות רבה מחקה את התהליך ספינינג של העכביש על מנת לייצר סיבים מלאכותיים חוזק גבוה. עם זאת, כמויות גדולות של חלבוני משי עכביש לא יכול להיות מיוצר יעילות וחיסכון על ידי חקלאות עכבישים עקב אכילת בשר אדם. כמויות ניכרות של משי silkworm ניתן להשיג בקלות על ידי חקלאות. אחרת, silkworm עכביש יש דומה ספינינג תהליך ושל חומצות אמינו קומפוזיציה. לכן, fibroin משי silkworm נבחר כתחליף לסובב משי מלאכותי בבעלי חיים על ידי חוקרים רבים.
עכביש, silkworm הבלטת חלבון פתרון באמצעות צינור ספינינג שלהם לתוך סיב באוויר. כוחות לחץ נפשי שנוצר לאורך התעלה ספינינג סביר למתוח מולקולות fibroin משי קונפורמציה מורחב יותר2. משי מלאכותי סיבי נטוו באמצעות המסתובבים הרגילים רטוב יבש-ספינינג תהליכים3,4, אשר לא עשה חשבון כוחות נוזל שנוצר בצינור ספינינג.
ראשית, גישות microfluidic שימשו כדי לחקור את מכלול של חלבוני משי5,6. לאחר מכן, ייצור microfluidic של RSF נחקר באמצעות מידול את ההטיה, הארכת כוחות7,8. מודולוס של יאנג וקוטר RSF סיבים ניתן לכוונן לפי ספינינג רטוב microfluidic, אך חוזק מתיחה של סיבים מצוירות MPa פחות מ-1007. לבסוף, חוזק גבוה RSF סיבי הוכנו בהצלחה באמצעות השיטה יבש-ספינינג microfluidic, אבל הקוטר של סיבי הוא רק 2 מיקרומטר8. לאחרונה, ספינינג רטוב microfluidic שימש בהצלחה בייצור של סיבי משי עכביש רקומביננטי חוזק גבוה. הציור ספינינג שלאחר באוויר משופרת על פגמיו משטח ופנימיים של סיבים מלאכותיים9.
במחקר זה, הוא הציג את microfluidic משופר ספינינג תהליך סיבים RSF. הוא שואף לחקות את תהליך ספינינג silkworm משי, כולל ספינינג, הסמים, הטיית הכוחות ותהליך יבש-ספינינג. שיטה זו ספינינג לא רק יכול לייצר סיבי משי מלאכותי חוזק גבוה, אלא גם יכול להתאים הקוטר של הסיבים. ראשית, RSF ספינינג סמים לכסנתם, מוארך בערוץ biomimic עם דעיכה מעריכית הסדר השני. שנית, השפעותיהם של לחות יחסית (RH) על מורפולוגיה סיבים ועל מאפייני נחקרו על תהליך יבש-ספינינג microfluidic10. בהשוואה ל- spinneret המסתובבים הרגילים, שלנו microfluidic המערכת מאוד ביונים, יכול לשמש כדי לייצר סיבי חוזק גבוהה מפתרונות בטמפרטורת הסביבה על ידי בסאונה היבשה או רטוב ספינינג בשיטה.
עקב ברזולוציה גבוהה, בהירות, אנרגיה גבוהה של microfocus סינכרוטרון קרינת רנטגן, זה יכול לשמש כדי לאפיין את מיקרו של סיבים יחיד בקוטר של מיקרומטר מספר4,11 , 12 , 13 , 14. כאן, SR-WAXD טכניקה השתמשו כדי לחשב את crystallinity, crystallite גודל וכיוון הגבישי של סיבי RSF.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>B. mori Cocoons</td>
			<td>Farmer in Tongxiang, Zhejiang Province, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium carbonate, anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium bromide, 99.1%</td>
			<td>Shanghai China Lithium Industrial Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride, anhydrous, 96.0%</td>
			<td>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, anhydrous, 99.7%</td>
			<td>Sinopharm Group Chemical Reagent Co.,Ltd., China</td>
			<td>10009218</td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 photoresist</td>
			<td>MicroChem Corp., USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developing solution</td>
			<td>MicroChem Corp., USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td>Dow Corning, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Concentrated sulfuric acid</td>
			<td>Pinghu Chemical Reagent Factory, China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 vol% hydrogen peroxide</td>
			<td>Shanghai Jinlu Chemical reagent Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Shanghai Zhengxing Chemical Reagent Factory, China</td>
			<td></td>
			<td>Analytically Pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen plasma treatment</td>
			<td>DT-01, Suzhou Omega Machinery Electronic Technology Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>&#160;KD Scientific, USA</td>
			<td></td>
			<td>KDS 200P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Humidifier</td>
			<td>SEN electric</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Driller</td>
			<td>Hangzhou Bo Yang Machinery Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>bench drilling machine Z406c</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Material testing system</td>
			<td>Instron, USA</td>
			<td></td>
			<td>Model: 5565</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PeakFit</td>
			<td>Systat Software, Inc., USA</td>
			<td></td>
			<td>Version 4.12</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic dry-spinning and characterization of regenerated silk fibroin fibers

הפרוטוקול מדגימה שיטה לחקות את תהליך ספינינג silkworm. בתהליך ספינינג מקורית, צינור ספינינג קבלנות מאפשר את החלבונים משי להיות קומפקטי, שהוזמנו על ידי הטיית וכוחות התארכות. כאן, ערוץ microfluidic הביוני תוכנן כדי לחקות את הגיאומטריה ספציפי של ההדבקה ספינינג של ה-silkworm. Fibroin משי מחדש (RSF) מסתובב מסטול עם הריכוז הגבוה, היה extruded דרך microchannel כדי יבש-ספין סיבים-טמפרטורת החדר ובלחץ. בתהליך שלאחר טיפול, הסיבים שמשמיע כמו היו נמשכים ומאוחסנים בתמיסה המימית אתנול. סינכרוטרון קרינת רנטגן רחבת זווית עקיפה (SR-WAXD) טכנולוגיה שימש לחקור את מיקרו של סיבי RSF יחיד, אשר היו קבוע כדי בעל מדגם עם הציר סיבים RSF נורמלי microbeam צילומי הרנטגן. Crystallinity, crystallite הגודל והכיוון הגבישי של סיבי חושבו מתוך הנתונים WAXD. הקשתות עקיפה בסמוך לקו המשווה של התבנית WAXD דו-ממדית מציינים כי סיבים RSF שלאחר טיפול יש תואר אוריינטציה גבוהה.

חוזק גבוה RSF סיבי יוצרו בהצלחה באמצעות microfluidic של ספינינג בשיטה. עקומות לחץ-זן תמונות SEM של סיבי RSF מתוח C44R40 מוצגים באיור2. סיבי לפחות 10 נמדדו בבדיקת מתיחה. מתח-זן עקומות נבחרו לפי הערך הממוצע של שבירת לחץ ומתח של סיבים. הנתונים WAXD של סיבי מוצגים בא?...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers at JoVE.com

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש

פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

microfluidic-dry-spinning-characterization-regenerated-silk-fibroin

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.7K Views.  Donghua University. פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

Video: Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid phase by using combinatorial chemistry. One of the most well studied classes of peptidomimetics is peptoids. Peptoids are easy to synthesize and have been shown to be proteolysis-resistant and cell-permeable. Over the past decade, many useful protein ligands have been identified through screening of peptoid libraries. However, most of the ligands identified from peptoid libraries do not display high affinity, with rare exceptions. This may be due, in part, to the lack of chiral centers and conformational constraints in peptoid molecules. Recently, we described a new synthetic route to access peptide tertiary amides (PTAs). PTAs are a superfamily of peptidomimetics that include but are not limited to peptides, peptoids and N-methylated peptides. With side chains on both &#945;-carbon and main chain nitrogen atoms, the conformation of these molecules are greatly constrained by sterical hindrance and allylic 1,3 strain. (Figure 1) Our study suggests that these PTA molecules are highly structured in solution and can be used to identify protein ligands. We believe that these molecules can be a future source of high-affinity protein ligands. Here we describe the synthetic method combining the power of both split-and-pool and sub-monomer strategies to synthesize a sample one-bead one-compound (OBOC) library of PTAs.

Peptide tertiary amides (PTAs) are a superfamily of peptidomimetics that include but are not limited to peptides, peptoids and N-methylated peptides. Here we describe a synthetic method which combines&#160;both split-and-pool and sub-monomer strategies to synthesize a one-bead one-compound library of PTAs.

סינתזה מפוצלת וברכה ואפיון של הספרייה אמידה השלישון פפטיד

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

Manufacturing of Three-dimensionally Microstructured Nanocomposites through Microfluidic Infiltration

Microstructured composite beams reinforced with complex three-dimensionally (3D) patterned nanocomposite microfilaments are fabricated via nanocomposite in&#64257;ltration of 3D interconnected microfluidic networks. The manufacturing of the reinforced beams begins with the fabrication of microfluidic networks, which involves layer-by-layer deposition of fugitive ink filaments using a dispensing robot, filling the empty space between filaments using a low viscosity resin, curing the resin and finally removing the ink.&#160;Self-supported 3D structures with other geometries and many layers (e.g.&#160;a few hundreds layers) could be built using this method. The resulting tubular micro&#64258;uidic networks are then infiltrated with thermosetting nanocomposite suspensions containing nanofillers (e.g.&#160;single-walled carbon nanotubes), and subsequently cured. The infiltration is done by applying a pressure gradient between two ends of the empty network (either by applying a vacuum or vacuum-assisted microinjection). Prior to the infiltration, the nanocomposite suspensions are prepared by dispersing nanofillers into polymer matrices using ultrasonication and three-roll mixing methods. The nanocomposites (i.e.&#160;materials infiltrated) are then solidified under UV exposure/heat cure, resulting in a 3D-reinforced composite structure. The technique presented here enables the design of functional nanocomposite macroscopic products for microengineering applications such as actuators and sensors.

Three-dimensional (3D) microstructured composite beams are fabricated through the directed and localized infiltration of nanocomposites into 3D porous microfluidic networks. The flexibility of this manufacturing method enables the utilization of different thermosetting materials and nanofillers in order to achieve a variety of functional 3D reinforced nanocomposite macroscopic products.

ייצור של Nanocomposites microstructured תלת ממדי באמצעות Microfluidic הסתננות

Microstructured composite beams reinforced with complex three-dimensionally (3D) patterned nanocomposite microfilaments are fabricated via nanocomposite ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Preparation and Characterization of SDF-1&#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under appropriate conditions. The glycan nanoparticles are useful carriers for protein factors, which facilitate the in vivo delivery of the proteins and sustain their retention in the targeted tissue. The glycan polyelectrolyte complexes are also ideal for protein delivery, as the incorporation is carried out in aqueous solution, which reduces the likelihood of inactivation of the proteins. Proteins with a heparin-binding site adhere to dextran sulfate readily, and are, in turn, stabilized by the binding. These particles are also less inflammatory and toxic when delivered in vivo. In the protocol described below, SDF-1&#945; (Stromal cell-derived factor-1&#945;), a stem cell homing factor, is first mixed and incubated with dextran sulfate. Chitosan is added to the mixture to form polyelectrolyte complexes, followed by zinc sulfate to stabilize the complexes with zinc bridges. The resultant SDF-1&#945;-DS-CS particles are measured for size (diameter) and surface charge (zeta potential). The amount of the incorporated SDF-1&#945; is determined, followed by measurements of its in vitro release rate and its chemotactic activity in a particle-bound form.

The objective of this protocol is to incorporate SDF-1&#945;, a stem cell homing factor, into dextran sulfate-chitosan nanoparticles. The resultant particles are measured for their size and zeta potential, as well as the content, activity, and in vitro release rate of SDF-1&#945; from the nanoparticles.

הכנה ואפיון של SDF-1α-Chitosan-Dextran סולפט חלקיקים

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Highly Stable, Functional Hairy Nanoparticles and Biopolymers from Wood Fibers: Towards Sustainable Nanotechnology

Nanoparticles, as one of the key materials in nanotechnology and nanomedicine, have gained significant importance during the past decade. While metal-based nanoparticles are associated with synthetic and environmental hassles, cellulose introduces a green, sustainable alternative for nanoparticle synthesis. Here, we present the chemical synthesis and separation procedures to produce new classes of hairy nanoparticles (bearing both amorphous and crystalline regions) and biopolymers based on wood fibers. Through periodate oxidation of soft wood pulp, the glucose ring of cellulose is opened at the C2-C3 bond to form 2,3-dialdehyde groups. Further heating of the partially oxidized fibers (e.g., T = 80 &#176;C) results in three products, namely fibrous oxidized cellulose, sterically stabilized nanocrystalline cellulose (SNCC), and dissolved dialdehyde modified cellulose (DAMC), which are well separated by intermittent centrifugation and co-solvent addition. The partially oxidized fibers (without heating) were used as a highly reactive intermediate to react with chlorite for converting almost all aldehyde to carboxyl groups. Co-solvent precipitation and centrifugation resulted in electrosterically stabilized nanocrystalline cellulose (ENCC) and dicarboxylated cellulose (DCC). The aldehyde content of SNCC and consequently surface charge of ENCC (carboxyl content) were precisely controlled by controlling the periodate oxidation reaction time, resulting in highly stable nanoparticles bearing more than 7 mmol functional groups per gram of nanoparticles (e.g., as compared to conventional NCC bearing &#60;&#60; 1 mmol functional group/g). Atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM), and scanning electron microscopy (SEM) attested to the rod-like morphology. Conductometric titration, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance (NMR), dynamic light scattering (DLS), electrokinetic-sonic-amplitude (ESA) and acoustic attenuation spectroscopy shed light on the superior properties of these nanomaterials.

Synthesis schemes to prepare highly stable wood fiber-based hairy nanoparticles and functional cellulose-based biopolymers have been detailed.

מאוד יציבים, חלקיקים שעירים פונקציונליים Biopolymers סיבי עץ: לקראת ננוטכנולוגיה קיימא

Nanoparticles, as one of the key materials in nanotechnology and nanomedicine, have gained significant importance during the past decade. While ...

Low-energy Cathodoluminescence for (Oxy)Nitride Phosphors

Nitride and oxynitride (Sialon) phosphors are good candidates for the ultraviolet and visible emission applications. High performance, good stability and flexibility of their emission properties can be achieved by controlling their composition and dopants. However, a lot of work is still required to improve their properties and to reduce the production cost. A possible approach is to correlate the luminescence properties of the Sialon particles with their local structural and chemical environment in order to optimize their growth parameters and find novel phosphors. For such a purpose, the low-voltage cathodoluminescence (CL) microscopy is a powerful technique. The use of electron as an excitation source allows detecting most of the luminescence centers, revealing their luminescence distribution spatially and in depth, directly comparing CL results with the other electron-based techniques, and investigating the stability of their luminescence properties under stress. Such advantages for phosphors characterization will be highlighted through examples of investigation on several Sialon phosphors by low-energy CL.

Low-energy Cathodoluminescence for OxyNitride Phosphors

An excellent chemical and luminescence stabilities of (oxy)nitride phosphors present it as an promising alternative to currently used sulfide and oxide phosphors. In this paper, we present the way to investigate its local luminescence properties using low-energy cathodoluminescence (CL).

Cathodoluminescence בעלי אנרגיה נמוכה עבור (Oxy) ניטריד Phosphors

Nitride and oxynitride (Sialon) phosphors are good candidates for the ultraviolet and visible emission applications. High performance, good stability and ...

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs): A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The first COF was reported in 2005 with much effort centered on the establishment of new synthetic routes for its preparation. To date, most available synthetic methods for COF synthesis are based on bulk mixing under solvothermal conditions. Therefore, there is increasing interest in developing systematic protocols for COF synthesis that provide for fine control over reaction conditions and improve COF processability on surfaces, which is essential for their use in practical applications. Herein, we present a novel microfluidic-based method for COF synthesis where the reaction between two constituent building blocks, 1,3,5-benzenetricarbaldehyde (BTCA) and 1,3,5-tris(4-aminophenyl)benzene (TAPB), takes place under controlled diffusion conditions and at room temperature. Using such an approach yields sponge-like, crystalline fibers of a COF material, hereafter called MF-COF. The mechanical properties of MF-COF and the dynamic nature of the approach allow the continuous production of MF-COF fibers and their direct printing onto surfaces. The general method opens new potential applications requiring advanced printing of 2D or 3D COF structures on flexible or rigid surfaces.

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

We present a novel microfluidic-based method for synthesis of covalent organic frameworks (COFs). We demonstrate how this approach can be used to produce continuous COF fibers, and also 2D or 3D COF structures on surfaces.

Microfluidic מבוסס סינתזה של מסגרות אורגני קוולנטי (COF): כלי לייצור רציף של סיבים COF והדפסה ישירה על משטח

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The ...

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We present methods for depositing and passively manipulating C60 molecules on rippled graphene that advance the pursuit of realizing applications involving 1D C60/graphene hybrid structures. The techniques applied in this exposition are geared towards high vacuum systems with preparation areas capable of supporting molecular deposition as well as thermal annealing of the samples. We focus on C60 deposition at low pressure using a homemade Knudsen cell connected to a scanning tunneling microscopy (STM) system. The number of molecules deposited is regulated by controlling the temperature of the Knudsen cell and the deposition time. One-dimensional (1D) C60 chain structures with widths of two to three molecules can be prepared via tuning of the experimental conditions. The surface mobility of the C60 molecules increases with annealing temperature allowing them to move within the periodic potential of the rippled graphene. Using this mechanism, it is possible to control the transition of 1D C60 chain structures to a hexagonal close packed quasi-1D stripe structure.

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Here we present a protocol for the fabrication of C60/graphene hybrid nanostructures by physical thermal evaporation. Particularly, the proper manipulation of deposition and annealing conditions allow the control over the creation of 1D and quasi 1D C60 structures on rippled graphene.

הכנה ואפיון של C60/Graphene היברידית Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation usually consists in the formation of droplets containing low molar mass liquid crystals at elevated temperatures. Subsequently, these particle precursors are oriented in the flow field of the capillary and solidified by a crosslinking polymerization, which produces the final actuating particles. The optimization of the process is necessary to obtain the actuating particles and the proper variation of the process parameters (temperature and flow rate) and allows variations of size and shape (from oblate to strongly prolate morphologies) as well as the magnitude of actuation. In addition, it is possible to vary the type of actuation from elongation to contraction depending on the director profile induced to the droplets during the flow in the capillary, which again depends on the microfluidic process and its parameters. Furthermore, particles of more complex shapes, like core-shell structures or Janus particles, can be prepared by adjusting the setup. By the variation of the chemical structure and the mode of crosslinking (solidification) of the liquid crystalline elastomer, it is also possible to prepare actuating particles triggered by heat or UV-vis irradiation.

This article describes the microfluidic process and parameters to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. This process allows the preparation of actuating particles and the variation of their size and shape (from oblate to strongly prolate, core-shell, and Janus morphologies) as well as the magnitude of actuation.

Microfluidic הכנת Elastomer גבישי נוזלי מפעילים

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation ...