Yazarlar, Grant No kapsamındaki Ulusal Bilim Vakfı'nın desteği için minnettardır. CMMI-00748094 ve ONR N000141110629.

Protokol metni üç ana bölüme ayrılmıştır: 1) PDMS (polidimetilsiloksan) sütunlarının imalatı, 2) sütunların üstlerinin işlevselleştirilmesi ve 3) kılcal köprülerin oluşumu ve karakterizasyonu.
1. PDMS Sütunlarının İmalatı
Bu bölümde, pdms sütunlarının silikon/SU-8 kalıp ile kalıp dökümü kullanılarak imalatı ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
<ol><li>
Silikon/SU-8 kalıbının imalatı
	<ol>
<li>Pirex Petri kabına silikon gofrete temiz bir 4 yerleştirin.</li>
		<li>Ayrı bir beherde hidrojen peroksit (piranha) çözeltisine 4:1 (hacim olarak) sülfürik asit hazırlayın. Not: Piranha çözeltisinin hazırlanmasında ve kullanımında çok dikkatli olunması gerekir. Reaksiyon son derece ekotermiktir ve gagaları işlemek için yalıtımlı eldivenler gerekecektir. Piranha organiklerle şiddetli tepki verir. Piranha çözeltisini atmadan önce oda sıcaklığına soğumaya bırakın. Sadece gofretleri yemeğe batırmak için yeterli çözelti hazırlayın.</li>
		<li>Piranha çözeltisini tamamen suya batırılana kadar silikon gofret üzerine yavaşça dökün. 15 dakika otur.</li>
		<li>Gofreti Petri kabından çıkarın ve bir akış altında durulayın: 2 dakika deiyonize (DI) su, 30 sn etanol, 30 sn aseton, sonra azotla kurulayın. Not: Aseton kalıntıları bir sorunsa, IPA ile ek bir durulama önerilir</li>
		<li>Gofret 150 °C'de sıcak bir tabakta 15 dakika kurutun.</li>
		<li>Sıcak plakadan çıkarın ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın.</li>
		<li>Spin coat SU-8 2002, 500 rpm'de 40 saniye boyunca gofret yüzeyine.</li>
		<li>İki adımlı spin kaplayıcı programı ile GOFRETE SU-8 2050 spin coat. Adım 1: 500 rpm'de 40 sn. Adım 2: 1,500 rpm'de 1 dk.</li>
		<li>Gofreti spin kaplayıcıdan çıkarın ve önceden ısıtılmış bir ocak (65 °C) üzerine 10 dakika yerleştirin.</li>
		<li>Oda sıcaklığına soğumaya bırakın, ardından maskeyi gofret üzerine yerleştirin.</li>
		<li>Ultraviyole lambanın altına yerleştirin ve 200 watt'ta 30 saniye boyunca maruz bırak.</li>
		<li>Maskeyi çıkarın ve gofreti önceden ısıtılmış bir ocakta (95 °C) 10 dakika yerleştirin.</li>
		<li>SU-8 Geliştirici çözümüne yerleştirin ve tüm pozlanmamış SU-8 kaldırılana kadar hafifçe ajite edin. Daha sonra 30 saniye boyunca bir izopropil alkol akışında durulayın, azotla kurulayın.</li>
		<li>Son bir hardbake için 30 dakika boyunca önceden ısıtılmış bir ocak (95 °C) üzerine yerleştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
PDMS sütunlarının kalıp dökümü
	<ol>
<li>10:1 kütleli PDMS sylgard-184 tabanının beherdeki kürleme maddesine oranını kuvvetlice karıştırın.</li>
		<li>Tüm kabarcıklar gidene kadar vakum odasında DEGAS PDMS.</li>
		<li>Bölüm 1.1'de imal edilen kalıbı plastik tartım kabında büyük bir 4'e yerleştirin ve PDMS'yi dökün.</li>
		<li>PDMS ve kalıp içeren tabağı vakum odasına geri yerleştirin. Tüm baloncuklar gidene kadar tekrar degas.</li>
		<li>Tüm yemeği en az 2 saat boyunca bir fırına (önceden 75 °C'ye ısıtılmış) yerleştirin. Daha sonra oda sıcaklığına soğumaya bırakın.</li>
		<li>Yemeği PDMS'den ve PDMS'yi silikon gofretten düz bir jiletle kesin.</li>
		<li>PDMS bölgesini toplu sütunlarla kesin ve temiz bir Petri kabında saklayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Sütunların Üstlerinin İşlevselleştirilmesi
Bu üç adımlı süreç, önce bir silikon gofret üzerinde altın bir filmin buharlaşmasını, ardından altın filmin16'sını PDMS sütunlarına (bölüm 1'de imal edilen) baskı transferi litografisini ve son olarak altın filmin hidrofilik hale getirmek için kendi kendine monte edilmiş bir monolayer ile işlevselleştirilmesini içerir.
<ol><li>Baskı transfer litografisi için silikon gofretlerde altın imalatı 
	<ol>
<li>Dairesel silikon gofretteki 4'leri eşit büyüklükte 4 parçaya zarlamak için bir cam kesici kullanın. Not: Gofretler 1.1.2-1.1.4 adımları kullanılarak temizlenebilir ve yeniden kullanılabilir.</li>
		<li>20 nm altını doğrudan silikon gofret üzerine buharlaştır.</li>
		<li>Aşağıdaki bölüm 3 tamamlanana kadar gofreti buharlaşma odasında (veya bir kurutucuda) bırakın. Bu gofret mümkün olduğunca temiz tutacaktır.</li>
		<li>8 μl:20 ml, (3-mercaptopropyl)-trimetoksilane (MPTS) hazırlayın: temiz bir cam şişede toluen çözeltisi.</li>
		<li>Temiz bir beherde 200 ml 16 mM hidroklorik asit (HCl) hazırlayın.</li>
		<li>Altın filmli gofretleri plazma reaktörüne koy.</li>
		<li>Gofretleri oksijen plazması kullanarak 300 mTorr basınçta, 10 dakika boyunca 50 W gücünde temizleyin. Not: Bu prosedür için ev yapımı plazma reaktörü kullanılmıştır.</li>
		<li>Gofreti en az 10 dakika boyunca 200 prova etanol dolu bir Pyrex Petri kabına koyun. Not: Bu adım, oksijen plazması nedeniyle altın üzerinde oluşan kararsız oksitleri gidermek için yapılır.</li>
		<li>Gofretleri etanol ile durulayın, sonra azotla kurulayın.</li>
		<li>MPTS çözeltisini 30 saniye boyunca 500 rpm'de gofrete ve ardından 1 dakika boyunca 2.750 rpm'ye çevirin. Not: MPTS, PDMS ve altın tabaka16arasında bir yapıştırma katmanı olarak kullanılır.</li>
		<li>Gofreti spin kaplayıcıdan alın ve bir etanol akışı altında durulayın. Daha sonra DI suyu ile durulayın ve azotla kurulayın. Not: Altın tabakanın silikon gofretten soyulmasını önlemek için hafifçe durulayın.</li>
		<li>Gofretleri, gofretleri tamamen batırmak için yeterli 16 mM HCl çözeltisi içeren bir Pyrex Petri kabına yerleştirin. HCl'de en az 5 dakika bekletin. Not: Altının soyulmasını önlemek için çözeltiye hafifçe yerleştirin. Not: Bu, PDMS ve altın tabaka16arasındaki yapışma geliştirmek için yapılır.</li>
		<li>Gofretleri HCl çözeltisinden çıkarın ve azotla kurulayın. Not: Bu adım tamamlandıktan sonra gofretler en fazla 15-20 dakika kullanılmalıdır.</li>
	</ol></li>
	<li>Altının gofretten PDMS sütunlarına baskı transfer litografisi
	<ol>
<li>Her PDMS numunesi için etanol, DI su ile durulayarak bir adet 25 mm x 75 mm cam slayt hazırlayın ve azotla kurulayın.</li>
		<li>PDMS sütunlarını plazma odasına yerleştirin ve oksijen plazmayı 300 mTorr basınçta ve 30 saniye boyunca 50 W gücünde gerçekleştirin. Not: PDMS'nin oksijen plazmasına aşırı maruz kalarak çatlamaya neden olur. Plazma koşullarını buna göre ayarlayın.</li>
		<li>PDMS alt tabakalarının arkasını, hafif basınç uygulayarak temiz cam slaytlara bağlayın. Cam slayt, PDMS sütunlarının manipülasyonlarını ve 3.</li>
		<li>Cam destekli PDMS yüzeylerini çevirin ve sütunları MPTS tarafından işlevlendirilmiş altın filmlere bastırın (adım 2.1). Başlangıçta orta derecede basınç uygulayın ve ardından konformsal temastan emin olmak için cam kaydırağa bir ağırlık (yaklaşık 100 g) koyun.</li>
		<li>Alt tabakayı silikon gofretle en az 12 saat temas halinde bırakın.</li>
		<li>PDMS alt katmanını gofretten ayırın. PDMS alt tabakası sıkışmışsa, PDMS'nin bir kenarını gofretten dikkatlice çıkarmak için düz bir jilet kullanın.</li>
		<li>Bu noktada PDMS sütunlarının üstünde tek tip altın bir film bulunmalıdır. Altın filmin kırılmadığını veya sütun boyunca eksik parça olmadığını doğrulamak için optik bir mikroskop kullanın.</li>
	</ol></li>
	<li>PDMS sütunlarının üstündeki altının işlevselleştirilmesi
	<ol>
<li>PDMS sütunlarının üzerine altını tamamen batırmak için dimetil sülfit (DMSO) içinde yeterli 1 mM mercaptohexadecanoic asit (MHA) hazırlayın. Not: DMSO düşük PDMS şişme faktörü17için kullanılır.</li>
		<li>PDMS substratlarını MHA çözeltisine yerleştirin ve en az 24 saat orada tutun.</li>
		<li>Substratı MHA çözeltisinden çıkarın ve DI suyu ile durulayın, ardından azotla kurulayın.</li>
		<li>Vakum odasına (25 °C'de 100 mTorr < basınç) en az 12 saat yerleştirin.</li>
	</ol></li>
</ol>Not: İşlevselleştirme işleminin başarılı olduğunu doğrulamak için, 2. MHA altın filmlerin ilerleyen ve geri çekilen su temas açıları sırasıyla <15° ve ~0° olmalıdır. 18
3. Kılcal Köprülerin Oluşumu ve Karakterizasyonu
Bu bölümde, iki alt tabaka arasında sıvı bir köprünün nasıl tanıtılabildiği ve ardından farklı yüksekliklerde ve sıvı hacimlerinde görüntüleme yoluyla karakterizasyonu ayrıntılı olarak yer alıyor.
<ol><li>İki sütun substratı kullanarak (1-2 adımlarında yapılır), birini üste, birini de alt tutuculara yerleştirin. Yan gerilim vidalarını kullanarak alt tabakaları sabitleyin. Not: Cihaz ayrıntıları için Şekil 1'e ve temsili sonuçlara bakın.</li>
	<li>Üst alt tabaka aşamasını ekmek tahtasına, üst alt tabakanın kabaca alt alt tabakanın üzerinde olacak şekilde bağlayarak cihazı monte edin. İki bakan sütun arasındaki yüksekliği yaklaşık 1 mm'ye düşürin.</li>
	<li>Kaba hizalama: alt alt tabaka aşamasındaki x, y ve döndürme düğmelerini kullanarak, iki alt tabakanın altın şeritlerini paralel olacak şekilde hizalayın (üst alt tabakadan yukarı bakacak şekilde).</li>
	<li>İnce hizalama: kamerayı PDMS sütununun uzunluğuna bakacak şekilde konumlandırın. Bilgisayar ekranındaki canlı kamera akışını kullanarak, sütunların paralel olması için alt alt tabakanın konumunu daha da ayarlayın.</li>
	<li>Kamerayı cihazın karşı tarafına taşıyın ve 3.4 adımını yineleyin.</li>
	<li>Üst sütun alt sütunla temas edene kadar (canlı kamera beslemesi kullanarak) iki sütun arasındaki ayrımı azaltın. Dijital mikro aşamayı sıfırla. Bu, sıfır gözenek yüksekliği olarak tanımlanacaktır.</li>
	<li>Gözenek yüksekliğini yaklaşık 200 μm'ye çıkarın.</li>
	<li>% 80 gliserol, % 20 su çözeltisinin 1-5 μl'si ile bir şırınna hazırlayın. Şırınganın ucuna 30 G'lik bir iğne takın, hiçbir hava kabarcığı iğnenin içine sıkışmamasını sağlamak. Not: Su/gliserol karışımı deney sırasında buharlaşmayı azaltmak için kullanılır. Su da kullanılabilir.</li>
	<li>Şırınnayı mekanik bir kelepçe ile şırınna ksım çeviri aşamasına monte edin.</li>
	<li>Şırınga konumlandırma aşamasındaki mikrometreleri, iğnenin yarık gözeneklere sığacak şekilde ayarlayın (sütunların uzunluğuna paralel).</li>
	<li>Yarık gözenek yüksekliğini azaltın, böylece üst ve alt yüzeyler iğneye hafifçe temas eder. Bu, sıvının her iki yüzeye de dokunmasını ve kendiliğinden kılcal bir köprü oluşturmasını sağlayacaktır.</li>
	<li>Şırınddaki sıvıyı yavaşça yarık gözeneklere dağıtın.</li>
	<li>İğneyi yarık gözenekten çıkarmak için şırınga konumlandırma aşamasındaki mikrometreleri kullanın. Not: Bu noktada, yarık gözenek yüksekliği değiştirilebilir ve sıvı köprü görüntülenebilir. Not: Resimler açık kaynaklı yazılım paketi ImageJ ile analiz edilebilir.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Broesch, D. J., Frechette, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Concave+to+Convex:+Capillary+Bridges+in+Slit+Pore+Geometry.">From Concave to Convex: Capillary Bridges in Slit Pore Geometry.</a> Langmuir. 28, 15548-15554 (2012).</li><li>Orr, F. M., Scriven, L. E., Rivas, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pendular+rings+between+solids+-+meniscus+properties+and+capillary+force.">Pendular rings between solids - meniscus properties and capillary force.</a> J. Fluid Mech. 67, 723-742 (1975).</li><li>Rose, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumes+and+surface+areas+of+pendular+rings.">Volumes and surface areas of pendular rings.</a> J. Appl. Phys. 29, 687-691 (1958).</li><li>Erle, M. A., Dyson, D. C., Morrow, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+bridges+between+cylinders,+in+a+torus,+and+between+spheres.">Liquid bridges between cylinders, in a torus, and between spheres.</a> Aiche J. 17, 115-121 (1971).</li><li>Lambert, P., Chau, A., Delchambre, A., Regnier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+between+two+capillary+forces+models.">Comparison between two capillary forces models.</a> Langmuir. 24, 3157-3163 (2008).</li><li>Mason, G., Clark, W. 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> Liquid Bridges Between Spheres. Chem. Eng. Sci. 20, 859-866 (1965).</li><li>De Souza, E. J., Brinkmann, M., Mohrdieck, C., Arzt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+capillary+forces+by+multiple+liquid+bridges.">Enhancement of capillary forces by multiple liquid bridges.</a> Langmuir. 24, 8813-8820 (2008).</li><li>Hornbaker, D. J., Albert, R., Albert, I., Barabasi, A. L., Schiffer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+keeps+sandcastles+standing.">What keeps sandcastles standing.</a> Nature. 387, 765-765 (1997).</li><li>Scheel, M., 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=Morphological+clues+to+wet+granular+pile+stability.">Morphological clues to wet granular pile stability.</a> Nat. Mater. 7, 189-193 (2008).</li><li>Mastrangeli, M., Ruythooren, W., Celis, J. -. P., Van Hoof, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+for+Capillary+Self-Assembly+of+Microsystems.">Challenges for Capillary Self-Assembly of Microsystems.</a> IEEE T. Compon. Pack. 1, 133-149 (2011).</li><li>Josell, D., Wallace, W. E., Warren, J. A., Wheeler, D., Powell, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Misaligned+flip-chip+solder+joints:+Prediction+and+experimental+determination+of+force-displacement+curves.">Misaligned flip-chip solder joints: Prediction and experimental determination of force-displacement curves.</a> J. Electron. Pack. 124, 227-233 (2002).</li><li>Lin, W., Patra, S. K., Lee, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+Solder+Joints+for+Self-Aligned+Optoelectronic+Assemblies.">Design of Solder Joints for Self-Aligned Optoelectronic Assemblies.</a> IEEE T. Compon. Pack. B. 18, 543-551 (1995).</li><li>Berthier, 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=Capillary+self-alignment+of+polygonal+chips:+a+generalization+for+the+shift-restoring+force.">Capillary self-alignment of polygonal chips: a generalization for the shift-restoring force.</a> Microfluid. Nanofluid. 14, 845-858 (2013).</li><li>Lambert, P., Mastrangeli, M., Valsamis, J. B., Degrez, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+analysis+and+experimental+study+of+lateral+capillary+dynamics+for+flip-chip+applications.">Spectral analysis and experimental study of lateral capillary dynamics for flip-chip applications.</a> Microfluid. Nanofluid. 9, 797-807 (2010).</li><li>Mastrangeli, M., Valsamis, J. B., Van Hoof, C., Celis, J. P., Lambert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lateral+capillary+forces+of+cylindrical+fluid+menisci:+a+comprehensive+quasi-static+study.">Lateral capillary forces of cylindrical fluid menisci: a comprehensive quasi-static study.</a> J. Micromech. Microeng. 20, 10-1088 (2010).</li><li>Childs, W. R., Nuzzo, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-area+patterning+of+coinage-metal+thin+films+using+decal+transfer+lithography.">Large-area patterning of coinage-metal thin films using decal transfer lithography.</a> Langmuir. 21, 195-202 (2005).</li><li>Lee, J. N., Park, 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=Solvent+compatibility+of+poly(dimethylsiloxane)-based+microfluidic+devices.">Solvent compatibility of poly(dimethylsiloxane)-based microfluidic devices.</a> Anal. Chem. 75, 6544-6554 (2003).</li><li>Olivier, G. K., Shin, D., Gilbert, J. B., Monzon, L. A. A., Frechette, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Supramolecular Ion-Pair Interactions To Control Monolayer Assembly. Langmuir. 25, 2159-2165 (2009).</li><li>Ferraro, 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=Morphological+Transitions+of+Droplets+Wetting+Rectangular+Domains.">Morphological Transitions of Droplets Wetting Rectangular Domains.</a> Langmuir. 28, 13919-13923 (1021).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Burada sunulan yöntem, yarık gözenek geometrisinde kılcal köprüler oluşturmanın bir yolunu ve ayrıca morfolojilerinin analiz edilebilmesi ve simülasyon ve teori ile karşılaştırılabilmesi için bu köprüleri görüntüleme için bir yöntem sağlar.
Bu yöntem, asimetrik ıslatma özellikleri oluşturmak için fiziksel rahatlamanın yanı sıra seçici kimyasal desenleme içerir. Sadece kimyasal bir heterojenlik varsa, temas açısı daha az ıslak (alt yüzey enerjisi) bölgesi...

Kılcal köprülerin neden olduğu şekil ve sonuç kuvvetlerinin incelenmesi kapsamlı çalışmalara konu olmuştur2-7. Başlangıçta çoğu çaba, basitlikleri nedeniyle eksenemetrik kılcal köprülere odaklandı. Genellikle doğal sistemlerde meydana gelen kılcal köprüler, granül ve gözenekli ortamda bulunanlar gibi8,9 ve teknolojik uygulamalarda kullanılan köprüler, örneğin flip chip teknolojilerinde kılcal öz montaj10-15 etkileşime giren yüzeylerde asimetriktir. Geliştirilmiş litografi tekniklerinin yanı sıra basit sayısal aletlerin akışkan arayüzlerini modellemeye erişilebilirliği, kılcal köprülerin artan karmaşıklıkla oluşturulmasını ve modellenerek modellenmesini sağlar.
Yarık gözenekli geometrideki kılcal köprüler ilginç bir uzlaşma sunar: yönlü ıslatma özellikleri, bazı simetri düzlemlerini koruyan (analizi basitleştiren) nonaxisymmetric köprülere yol açar. Gözenekli medya için bir vaka çalışması olarak teorik ve sayısal olarak çalışılmıştır. Bununla birlikte, yarık gözenek geometrislerindeki kılcal köprülerin sistematik deneysel çalışmaları sınırlı olmuştur. Burada yarık gözenek geometrisinde kılcal köprüler oluşturmak ve karakterize etmek için bir yöntem sunuyoruz. Kısaca, yöntem 1) kimyasal ve fiziksel bir heterojenlik oluşturmak için sütunların imalatı, 2) köprüleri hizalamak ve manipüle etmek için bir mikrostage tasarımı ve 3) morfolojilerini karakterize etmek için kılcal köprülerin önden veya yanlardan görüntülenmesinden oluşur. Köprü morfolojisinin karakterizasyonu, yüzey evrimci simülasyonları ile karşılaştırmalar ayrı bir yayında sağlanmıştır1.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="425">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">99.999% Gold wire</td>
			<td style="width:84px;">Kurt J. Lesker</td>
			<td style="width:91px;">EVMAU40040</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Acetone</td>
			<td style="width:84px;">Pharmco-AAPER</td>
			<td style="width:91px;">C1107283</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:167px;">Dimethyl sulfoxide</td>
			<td style="width:84px;">Fisher</td>
			<td style="width:91px;">D128-500</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Ethanol (200 proof)</td>
			<td style="width:84px;">Pharmco-AAPER</td>
			<td style="width:91px;">111000200</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:84px;">EMD</td>
			<td style="width:91px;">HX0603-4</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Hydrogen peroxide (30%)</td>
			<td style="width:84px;">EMD</td>
			<td style="width:91px;">HX0635-3</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Isopropyl alcohol</td>
			<td style="width:84px;">Fisher</td>
			<td style="width:91px;">L-13597</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Mercapto hexadecanoic acid (90%)</td>
			<td style="width:84px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:91px;">448303-1G</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:167px;">Mercapto-propyl-trimethoxy-silane (MPTS)</td>
			<td style="width:84px;">Gelest</td>
			<td style="width:91px;">Sim6476-O-100GM</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Milli-Q DI water</td>
			<td style="width:84px;">Millipore</td>
			<td style="width:91px;">Milli-Q</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Nitrogen (gas)</td>
			<td style="width:84px;">Airgas</td>
			<td style="width:91px;">UN1066</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Oxygen (gas)</td>
			<td style="width:84px;">Airgas</td>
			<td style="width:91px;">UN1072</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Silicon wafers (4 in)</td>
			<td style="width:84px;">WRS Materials</td>
			<td style="width:91px;">CC8506</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">SU-8 2002 (negative photo resist)</td>
			<td style="width:84px;">MicroChem</td>
			<td style="width:91px;">SU82002</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">SU-8 2050 (negative photoresist)</td>
			<td style="width:84px;">MicroChem</td>
			<td style="width:91px;">SU82050</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">SU-8 Developer solution</td>
			<td style="width:84px;">MicroChem</td>
			<td style="width:91px;">Y020100 4000L1PE</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:167px;">Sulfuric acid</td>
			<td style="width:84px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:91px;">9681-03</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Poly dimethy sulfoxide (PDMS)</td>
			<td style="width:84px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:91px;">Sylgard -184</td>
			<td style="width:84px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Toluene</td>
			<td style="width:84px;">Omnisolv</td>
			<td style="width:91px;">TX0737-1</td>
			<td style="width:84px;">
			
			</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and visualization of capillary bridges in slit pore geometry

Yarık gözenek geometrisinde kılcal köprüler oluşturmak ve görüntülemek için bir prosedür sunulmuştur. Yüksek en boy oranı hidrofobik sütunlar, üst yüzeylerini hidrofilik hale getirmek için imal edilir ve işlevsel hale getirilir. Fiziksel bir özelliğin (sütun) kimyasal bir sınırla (sütunun üstündeki hidrofilik film) kombinasyonu, üçlü temas hattını sabitleyen hem fiziksel hem de kimyasal bir heterojenlik sağlar, bu da istikrarlı uzun ama dar kılcal köprüler oluşturmak için gerekli bir özelliktir. Sütunlu alt tabakalar cam slaytlara tutturulur ve özel tutuculara sabitlenir. Tutucular daha sonra dört eksenli mikrostages üzerine monte edilir ve sütunlar paralel ve birbirine bakacak şekilde konumlandırılmıştır. Kılcal köprüler, karşılıklı sütunlar arasındaki ayrım birkaç yüz mikrometreye düşürüldükten sonra iki alt tabaka arasındaki boşluğa bir sıvı sokularak oluşur. Özel mikrostage daha sonra kılcal köprünün yüksekliğini değiştirmek için kullanılır. Ccd kamera, akışkan arayüzünün morfolojisini karakterize etmek için kılcal köprünün uzunluğunu veya genişliğini görüntüleye kadar konumlandırılmıştır. 250 μm'ye kadar genişlikleri ve 70 mm'ye kadar uzunlukları olan sütunlar bu yöntemle imal edildi ve 1001'inüzerinde en boy oranlarına (uzunluk/genişlik) sahip kılcal köprülere yol açtı.

Deneysel cihazın açıklaması
Deneysel cihaz dört ana parçaya ayrılabilir: 1) üst substrat aşaması, 2) alt substrat aşaması, 3) şırıng / şırınna ksim-çeviri aşaması ve 4) kamera / optik ve kamera tutucu. Her birinin ayrıntıları aşağıdaki gibidir:
<ol><li>
Üst substrat aşaması. Dijital çeviri aşaması, özel işlenmiş konnektör parçası aracılığıyla P serisi montaj kelepçesine tutturulur. Montaj kelepçesi, P serisi bir sıkma çatalı ile...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry at JoVE.com

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

Yarık gözenek geometrisinde kılcal köprüler oluşturmak ve görüntülemek için bir prosedür sunulmuştur. Kılcal köprülerin oluşturulması, sıvıyı sabitlemek için yönlü fiziksel ve kimyasal bir heterojenlik sağlamak için sütunların oluşumuna dayanır. Kılcal köprüler mikrostages kullanılarak oluşturulur ve manipüle edilir ve ccd kamera kullanılarak görselleştirilir.

Yarık Gözenek Geometrisinde Kılcal Köprülerin İmalatı ve Görselleştirilmesi

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

fabrication-visualization-capillary-bridges-slit-pore

Research

JoVE Journal

Engineering

6.4K Görüntüleme.  Johns Hopkins University. Yarık gözenek geometrisinde kılcal köprüler oluşturmak ve görüntülemek için bir prosedür sunulmuştur. Kılcal köprülerin oluşturulması, sıvıyı sabitlemek için yönlü fiziksel ve kimyasal bir heterojenlik sağlamak için sütunların oluşumuna dayanır. Kılcal köprüler mikrostages kullanılarak oluşturulur ve manipüle edilir ve ccd kamera kullanılarak görselleştirilir.

Video: Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we present the fabrication protocol for a multilayered SAW acoustic counterflow device. The device is fabricated starting from a lithium niobate (LN) substrate onto which two interdigital transducers (IDTs) and appropriate markers are patterned. A polydimethylsiloxane (PDMS) channel cast on an SU8 master mold is finally bonded on the patterned substrate. Following the fabrication procedure, we show the techniques that allow the characterization and operation of the acoustic counterflow device in order to pump fluids through the PDMS channel grid. We finally present the procedure to visualize liquid flow in the channels. The protocol is used to show on-chip fluid pumping under different flow regimes such as laminar flow and more complicated dynamics characterized by vortices and particle accumulation domains.

In this video we first describe fabrication and operation procedures of a surface acoustic wave (SAW) acoustic counterflow device. We then demonstrate an experimental setup that allows for both qualitative flow visualization and quantitative analysis of complex flows within the SAW pumping device.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Mühendislik

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including microresonators. However, because of the increased acoustic radiative losses during direct liquid immersion of optomechanical devices, almost all published optomechanical experiments have been performed in solid phase. This paper discusses a recently introduced hollow microfluidic optomechanical resonator. Detailed methodology is provided to fabricate these ultra-high-Q microfluidic resonators, perform optomechanical testing, and measure radiation pressure-driven breathing mode and SBS-driven whispering gallery mode parametric vibrations. By confining liquids inside the capillary resonator, high mechanical- and optical- quality factors are simultaneously maintained.

Parametric optomechanical excitations have recently been experimentally demonstrated in microfluidic optomechanical resonators by means of optical radiation pressure and stimulated Brillouin scattering. This paper describes the fabrication of these microfluidic resonators along with methodologies for generating and verifying optomechanical oscillations.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and polar dielectric liquids. These bridges are unique from capillary bridges in that they exhibit extensibility beyond a few millimeters, have complex bi-directional mass transfer patterns, and emit non-Planck infrared radiation. A number of common solvents can form such bridges as well as low conductivity solutions and colloidal suspensions. The macroscopic behavior is governed by electrohydrodynamics and provides a means of studying fluid flow phenomena without the presence of rigid walls. Prior to the onset of a liquid bridge several important phenomena can be observed including advancing meniscus height (electrowetting), bulk fluid circulation (the Sumoto effect), and the ejection of charged droplets (electrospray). The interaction between surface, polarization, and displacement forces can be directly examined by varying applied voltage and bridge length. The electric field, assisted by gravity, stabilizes the liquid bridge against Rayleigh-Plateau instabilities. Construction of basic apparatus for both vertical and horizontal orientation along with operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Horizontal and vertical electrohydrodynamic liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields and polar dielectric liquids. The construction of basic apparatus and operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Polar Dielektrik Sıvılar gelen elektrohidrodinamik Köprülerin Hazırlanması

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space of a carbonate rock at pressures and temperatures representative of typical formations used for CO2 storage. Chemical equilibrium between the CO2, brine and rock phases was maintained using a high pressure high temperature reactor, replicating conditions far away from the injection site. Fluid flow was controlled using high pressure high temperature syringe pumps. To maintain representative in-situ conditions within the micro-CT scanner a carbon fiber high pressure micro-CT coreholder was used. Diffusive CO2 exchange across the confining sleeve from the pore-space of the rock to the confining fluid was prevented by surrounding the core with a triple wrap of aluminum foil. Reconstructed brine contrast was modeled using a polychromatic x-ray source, and brine composition was chosen to maximize the three phase contrast between the two fluids and the rock. Flexible flow lines were used to reduce forces on the sample during image acquisition, potentially causing unwanted sample motion, a major shortcoming in previous techniques. An internal thermocouple, placed directly adjacent to the rock core, coupled with an external flexible heating wrap and a PID controller was used to maintain a constant temperature within the flow cell. Substantial amounts of CO2 were trapped, with a residual saturation of 0.203 &#177; 0.013, and the sizes of larger volume ganglia obey power law distributions, consistent with percolation theory.

We present a methodology for the imaging of multiple fluid phases at reservoir conditions by the use of x-ray microtomography. We show some representative results of capillary trapping in a carbonate rock sample.

Çoklu Akışkan Aşama Rezervuar Durumu Gözenek ölçekli Görüntüleme X-ışını Microtomography kullanma

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space ...

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve geologic seals and allow CO2 to escape. However, the dissolution processes at reservoir conditions are poorly understood. Thus, time-resolved experiments are needed to observe and predict the nature and rate of dissolution at the pore scale. Synchrotron fast tomography is a method of taking high-resolution time-resolved images of complex pore structures much more quickly than traditional &#181;-CT. The Diamond Lightsource Pink Beam was used to dynamically image dissolution of limestone in the presence of CO2-saturated brine at reservoir conditions. 100 scans were taken at a 6.1 &#181;m resolution over a period of 2 hours. The images were segmented and the porosity and permeability were measured using image analysis and network extraction. Porosity increased uniformly along the length of the sample; however, the rate of increase of both porosity and permeability slowed at later times.

Synchrotron fast tomography was used to dynamically image dissolution of limestone in the presence of CO2-saturated brine at reservoir conditions. 100 scans were taken at a 6.1 &#181;m resolution over a period of 2 h.

Sinkrotron Hızlı Tomografi ile Karbonat içinde Reaksiyon Dinamik Gözenek ölçekli Rezervuar-koşul Görüntüleme

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

Süperiletken Rezonatörler Fabrikasyon ve Karakterizasyonu

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify their influence on void formation in composite parts. Wicking in a fibrous medium described by the Washburn equation was considered equivalent to a flow under the effect of capillary pressure according to the Darcy law. Experimental tests for the characterization of wicking were conducted with both carbon and flax fiber reinforcement. Quasi-unidirectional fabrics were then tested by means of a tensiometer to determine the morphological and wetting parameters along the fiber direction. The procedure was shown to be promising when the morphology of the fabric is unchanged during capillary wicking. In the case of carbon fabrics, the capillary pressure can be calculated. Flax fibers are sensitive to moisture sorption and swell in water. This phenomenon has to be taken into account to assess the wetting parameters. In order to make fibers less sensitive to water sorption, a thermal treatment was carried out on flax reinforcements. This treatment enhances fiber morphological stability and prevents swelling in water. It was shown that treated fabrics have a linear wicking trend similar to those found in carbon fabrics, allowing for the determination of capillary pressure.

An experimental method to measure geometrical parameters and the apparent advancing contact angles describing capillary wicking in unidirectional synthetic and natural fabrics is proposed. These parameters are mandatory for the determination of the capillary pressures that must be taken into account for liquid composite molding (LCM) applications.

Tek yönlü Kumaşlar Testleri esneklik: Kılcal Parametrelerinin Ölçümleri Sıvı Kompozit Kalıp Süreçlerinde Kılcal Basınç değerlendirin

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Eğik açısı ifade kullanarak medya yüksek emici ile Ultra ince renk filmleri imalatı

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

Expression of Cementitious Pore Solution and the Analysis of Its Chemical Composition and Resistivity Using X-ray Fluorescence

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste sample. The pore solution is expressed from a fresh paste sample using a pressurized nitrogen gas system. The pore solution is then immediately transferred to a syringe to minimize evaporation and carbonation. After that, assembled testing containers are used for the X-ray fluorescence (XRF) measurement. These containers consist of two concentric plastic cylinders and a polypropylene film which seals one of the two open sides. The pore solution is added into the container immediately prior to the XRF measurement. The XRF is calibrated to detect the main ionic species in the pore solution, in particular, sodium (Na+), potassium (K+), calcium (Ca2+), and sulfide (S2-), to calculate sulfate (SO42-) using stoichiometry. The hydroxides (OH-) can be calculated from a charge balance. To calculate the electrical resistivity of the solution, the concentrations of the main ionic species and a model by Snyder et al. are used. The electrical resistivity of the pore solution can be used, along with the electrical resistivity of concrete, to determine the formation factor of concrete. XRF is a potential alternative to current methods to determine the composition of pore solution, which can provide benefits in terms of reduction in time and costs.

This protocol describes the procedure to express fresh pore solution from cementitious systems and the measurement of its ionic composition using X-ray fluorescence. The ionic composition can be used to calculate pore solution electrical resistivity, which can be used, together with concrete electrical resistivity, to determine the formation factor.

Cementitious gözenek çözüm ve onun kimyasal bileşimi ve x-ışını floresans kullanarak direnci Analizi ifadesi

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste ...