Bu yöntem, nanoyapıların yüzeyüzerindeki etkileri ve ince film profili ve fitil hızı gibi mikroakışkandinamiği alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, çeşitli fitil sütun dizilerinin maliyet ve zaman açısından verimli bir şekilde imal etme yöntemini sağlamasıdır. Prosedürü gösteren Thomas Germain, bizim laboratuvardan bir lisansüstü öğrenci olacaktır.
Başlamak için, protokol için damgalama aygıtını hazırlayın. Bu damgalama cihazının temel detayları bu şematik bulunmaktadır. Kalıbı destekleyen bir destek plakası XY sahnesine monte edilir.
Plastiği damgalamak için, Theta-Z sahnesi mikro boyutta bir parça hareket ettirir. Bir lazer plastik kalıbı bit ucunda ısıtır. Burada destek plakave kendi aşamalarında damgalama bit için destek vardır.
10x objektifi ile donatılmış bir video kamera bit tarafına bir bakış açısı bir görünüm sağlar. Bir damgalama kalıp ile birlikte cihazdan destek plakası alın. Kalıp bir akrilik disk, çapı bir inç ve sekizde bir inç kalınlığında.
Damgalama kalıbını cihazda kullanmak üzere arka plakaya sabitle. Daha sonra, zarar vermemek için damgalama kısmını el ile çevirin. Daha sonra motorlu XY damgalama aşamasına kalıp ile destek plakası güvenli.
Bilgisayar denetimleri ile, plastik kalıbı damgalama bitinin ekseniyle hizalanacak ve ortalanacak şekilde hareket ettirin. Şimdi elle plastik kalıp ile temas edene kadar damgalama bit çevirmek. Bilgisayarlı damgalama kontrol programını kullanın ve biti izleyin.
Ucu plastikle temas edene kadar damgalama kısmını küçük artışlarla çevirin. Bundan sonra, damgalama bitini örnekten uzağa çevirin. Her zaman plastik kalıp bit normal olduğundan emin olun.
Aksi takdirde, PDMS kalıbı oluşturulduktan sonra sütunlar tek düze yüksekliğe sahip olmaz. Tek tip olmayan sütun yükseklikleri sıvının hemiwicking etkileyebilir. Ardından, piksel uzunluğu, boşluk derinliği ve ilk konum da dahil olmak üzere desen oluşturmak için parametreler atayın.
Hazırlanmış bir desenleme haritası yükleyerek devam edin. Gri tonlama değeri istenilen kavite derinliğini gösterir ve siyah ayarlanan maksimum kavite derinliğidir. Damgalama işlemini başlatın.
Yazılım piksel uzunluğunu kullanarak biti uygun konumlara taşır. Bit, ayarlanan parametrelere göre bir boşluğu damgalar. Boşluklar oluşturulduktan sonra, damgalı plastik kalıp kaldırın.
İşte damgalama işleminden hemen sonra damgalı kalıp. Bu örnekte olduğu gibi, yüzeyi 9.000 grit ıslak kuru zımpara kağıdı ile parlattıktan sonra kalıp tamamlanır. Bir kalıp oluşturmak için kalıp kullanmak için taşıyın.
Bir kabın içinde, 10-1 oranına PDMS elastomer ve kür ajan koyun. Daha sonra, üç dakika boyunca iyice karıştırın. Karıştırdıktan sonra, herhangi bir tuzak hava kabarcıkları serbest bırakmak için boşaltılan bir odaya beher yerleştirin.
Devam etmeden önce, karışımı herhangi bir kabarcıklar olmadığından emin olun. Daha sonra, duvarlı bir kap içine damgalı plastik kalıp yerleştirin. İdeal olarak, konteyner çok kalıp dış çapı daha büyük olmaz.
PDMS karışımını damgalı alanın ortasına dökmeye başlayın ve eşit olarak dağıtmak için dışa doğru sarmal. Hava kabarcıkları serbest bırakmak için tahliye odasına konteyner yerleştirin. Bittiğinde, 15 dakika boyunca 100 santigrat derecede ısıtmak için bir sıcak plaka için konteyner aktarın.
Bundan sonra, sıcak plaka soğumasını izin vermeden, 25 dakika boyunca 65 derece santigrat ısıtın. Kabı ısıdan çıkarın ve PDMS'nin soğumasını bekleyin. Konteyner duvarından kalıp kesmeden önce soğutma ve kür için 20 dakika bekleyin.
PDMS'yi kalıptan çıkarın ve plastik kalıp ve PDMS örneğini kapalı kaplarda saklayın. Ancak, plastik kalıp kullanmadan önce, beş dakika boyunca bir ultrason su banyosu yerleştirerek herhangi bir artık PDMS yüzeyini temizlemek için emin olun. Bu bitmap dikdörtgen bir wicking yapısı tanımlar.
Her piksel, 100 mikrometre yan uzunluğu olan bir kareyi temsil eder. Düzgün siyah pikseller, PDMS'deki her bir sütunun 100 mikrometreye ayarlanmış aynı yüksekliğe sahip olacağı anlamına gelir. Bu, bit map ile oluşturulan PDMS sütunlarının üst görünümüdür.
Bir kenardan bu yan görünüm, fitil yapısının nispeten tutarlı yüksekliğini gösterir. Burada yatırılan alüminyum yaklaşık 70 mikrometre kalınlığında tabaka ile bir PDMS yapısıyan ve üst görünümleri vardır. Yüzeye etanol uygulanması ile, bu aynı yapılar sütunların tabanı boyunca sıvı kanıt göstermektedir.
Bu yöntem hemiwicking dinamikleri içine fikir sağlayabilir rağmen, aynı zamanda ısı boruları ve nano ölçekli ısı transferi gibi diğer sistemlere uygulanabilir. Bu prosedürü takiben, menisküs eğriliği wicking yapısı tarafından nasıl belirlenir ve nasıl bölgede ısı akısı etkiler gibi ek sorulara cevap vermek için interferometri gibi diğer yöntemler yapılabilir. Bu teknik, geliştirildikten sonra mikro ölçekli ısı transferi alanında araştırmacıların ince film bölgesinin şeklinin ısı blokları üzerindeki rolünü keşfetmelerinin önünü açmıştır.
Lazerlerle çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve damgalama işlemi yapılırken lazer güvenlik gözlüklerinin her zaman takılması gerektiğini unutmayın.
