Name: process of making three-dimensional microstructures using vaporization of a sacrificial component
Uploaded: 2013-11-02T17:00:00
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इस काम FA9550-12-1-0352 और एक 3M गैर tenured संकाय पुरस्कार के तहत AFOSR युवा अन्वेषक कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था. लेखक इस परियोजना से संबंधित उपयोगी चर्चा के लिए Lalisa Stutts और जैनी टॉम धन्यवाद देना चाहूंगा. लेखकों को अपनी सुविधाओं के उपयोग की अनुमति के लिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन के Calit2 माइक्रोस्कोपी सेंटर और लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी सुविधा धन्यवाद. हॉज Harland और यूसीआई शारीरिक विज्ञान मशीन शॉप उपकरणों के निर्माण के लिए स्वीकार कर रहे हैं. पाली (लैक्टिक) एसिड फाइबर उदारता Teijin monofilament द्वारा प्रदान किया गया.

1. बलि फाइबर उत्प्रेरित <ol><li> कम आसपास पाली (लैक्टिक) एसिड फाइबर ¾ अनुकूलित धुरी के के वांछित राशि लपेटें. अधिकतम सतह क्षेत्र ऋण उपलब्ध कराने के लिए फाइबर ओवरलैप कम करें. </li><li> एक बंद बोतल में Disperbyk 130 में से 40 मि?...

<ol>
	<li>Bellan, L. M., Singh, S. P., Henderson, P. W., Porri, T. J., Craighead, H. G., Spector, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+an+artificial+3-dimensional+vascular+network+using+sacrificial+sugar+structures.">Fabrication of an artificial 3-dimensional vascular network using sacrificial sugar structures.</a> Soft Matter. 5 (7), 1354 (2009).</li><li>Bellan, L. M., Strychalski, E. A., Craighead, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-channels+fabricated+in+polydimethylsiloxane+using+sacrificial+electrospun+polyethylene+oxide+nanofibers.">Nano-channels fabricated in polydimethylsiloxane using sacrificial electrospun polyethylene oxide nanofibers.</a> J. Vac. Sci. Technol. B Microelectron. Nanometer Struct. Process. Meas. Phenom. 26 (5), 1728 (2008).</li><li>Borenstein, J. T., Weinberg, E. J., Orrick, B. K., Sundback, C., Kaazempur-Mofrad, M. R., Vacanti, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfabrication+of+three-dimensional+engineered+Scaffolds.">Microfabrication of three-dimensional engineered Scaffolds.</a> Tissue Eng. 13 (8), 1837-1844 (2007).</li><li>Wu, H., Odom, T. W., Chiu, D. T., 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=Fabrication+of+complex+three-dimensional+microchannel+systems+in+PDMS.">Fabrication of complex three-dimensional microchannel systems in PDMS.</a> J. Am. Chem. Soc. 125 (2), 554-559 (2003).</li><li>Trask, R. S., Bond, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic+self-healing+of+advanced+composite+structures+using+hollow+glass+fibres.">Biomimetic self-healing of advanced composite structures using hollow glass fibres.</a> Smart Mater. Struct. 15 (3), 704-710 (2006).</li><li>Dong, H., Esser-Kahn, A. P., 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=Chemical+treatment+of+poly(lactic+acid)+fibers+to+enhance+the+rate+of+thermal+depolymerization.">Chemical treatment of poly(lactic acid) fibers to enhance the rate of thermal depolymerization.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (2), 503-509 (2012).</li><li>Esser-Kahn, A. P., Thakre, P. R., 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=Three-dimensional+microvascular+fiber-reinforced+composites.">Three-dimensional microvascular fiber-reinforced composites.</a> Adv. Mater. 23 (32), 3654-3658 (2011).</li><li>White, S. R., Blaiszik, B. J., Kramer, S. L. B., Olugebefola, S. C., Moore, J. S., Sottos, 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=Self-healing+polymers+and+composites.">Self-healing polymers and composites.</a> Am. Sci. 99 (5), 392 (2011).</li><li>Nguyen, D. T., Leho, Y. T., Esser-Kahn, 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=A+three-dimensional+microvascular+gas+exchange+unit+for+carbon+dioxide+capture.">A three-dimensional microvascular gas exchange unit for carbon dioxide capture.</a> Lab Chip. 12 (7), 1246 (2012).</li><li>Nguyen, D. T., Leho, Y. T., Esser-Kahn, 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=The+effect+of+membrane+thickness+on+a+microvascular+gas+exchange+unit.">The effect of membrane thickness on a microvascular gas exchange unit.</a> Adv. Funct. Mater. , (2012).</li></ol>

पीएलए तंतुओं में SnOx उत्प्रेरक का परिचय फाइबर एक कम तापमान पर depolymerize करने की अनुमति देता है. यह इस मामले PDMS में, एम्बेडिंग राल के क्षरण को रोकता है. एक कस्टम धुरी ठीक से उपचार समाधान (चित्रा 5A) मिश्रण करन...

प्राकृतिक प्रणालियों कई जैविक कार्यों की सुविधा के लिए व्यापक संवहनी नेटवर्क का उपयोग करें. जन परिवहन मात्रा अनुपात और अनुकूलित पैकिंग संरचनाओं को उच्च सतह क्षेत्र की वजह से इस तरह की व्यवस्था में कुशलता से प्राप्त किया जा सकता है. कई कृत्रिम निर्माण तकनीक माइक्रोवैस्कुलर संरचनाओं उत्पादन कर सकते हैं, जबकि मौजूदा निर्माण विधियों 1-5 से जटिलता और संगतता बनाए रखते हुए, कोई भी बड़े पैमाने पर microvasculature उत्पादन कर सकते हैं. ऐसे एवियन फेफड़ों के रूप में संरचनाएं एक प्रेरणा प्रदान करते हैं. कैसे हम बड़े पैमाने पर परिवहन को बढ़ाने के लिए इस जटिलता की संरचनाओं को बनाना है? एक बलि घटक के वाष्पीकरण (VaSC) बड़े पैमाने पर, जटिल माइक्रोवैस्कुलर संरचनाओं 6-7 उत्पादन कर सकते हैं. इस विधि थर्मल depolymerization और पाली की बाष्पीकरणीय हटाने (लैक्टिक) फाइबर टेम्पलेट के प्रतिलोम हैं कि खोखले चैनलों के लिए फार्म एसिड फाइबर का उपयोग करता है. यह मौजूदा विनिर्माण के साथ संगत एक बलि तकनीक हैतरीकों. मीटर लंबा, बेलनाकार microchannel के पैटर्न इस निर्माण की प्रक्रिया का उपयोग का गठन किया जा सकता है. इस तरह के 7-10 आत्म चिकित्सा पॉलिमर और 3 डी माइक्रोवैस्कुलर कार्बन कब्जा इकाइयों के रूप में vascularized उपकरणों को बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. कार्बन कब्जा इकाइयों उड़ान में इसके उपयोग के लिए एक कुशल गैस विनिमय के लिए वजन अनुपात के कारण प्रदान करता है कि एवियन फेफड़ों से प्रेरित थे. parabronchus उच्च गैस विनिमय दरों और संरचनात्मक रूप से स्थिर गैस विनिमय इकाइयों प्रदान करता है जो hexagonally नमूनों microchannels है, से बना है. तीन आयामों में गठबंधन microscale सुविधाओं के साथ विनिमय इकाइयों बनाने के क्रम में, हम स्वतंत्र रूप से गिटार ट्यूनर और लेजर micromachined प्लेटों के साथ एक कस्टम डिजाइन तनाव बोर्ड का उपयोग फाइबर तनाव की एक विधि विकसित की है. प्रत्येक फाइबर बाहरी तनाव द्वारा जगह में आयोजित किया जाता है और पैटर्न फाइबर चलाने के माध्यम से जो थाली में छेद के स्थान के द्वारा निर्धारित है.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tin (II) oxalate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>402761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disperbyk 130</td>
			<td>BYK Additives &#38; Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroethanol</td>
			<td>Halocarbon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Malachite Green (technical grade)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M6880</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (&#8805;98%, pellets)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S5881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimethylsiloxane (PDMS)</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>3097358-1004</td>
			<td>Distributed from Ellsworth Adhesives</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(lactic) acid fibers</td>
			<td>Teijin Monofilament</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RW 20 Digital Mixer</td>
			<td>IKA</td>
			<td>3593001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccator Jar</td>
			<td>Pyrex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Oven</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Third Hand</td>
			<td>Jameco Electronics</td>
			<td>26690</td>
			<td>Plate holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glue Gun</td>
			<td>Stanley</td>
			<td>GR20L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLA Spindle</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tensioning Board</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

process of making three-dimensional microstructures using vaporization of a sacrificial component

प्राकृतिक प्रणालियों में संवहनी संरचनाओं उच्च सतह क्षेत्रों और अनुकूलित संरचना के माध्यम से उच्च जन परिवहन प्रदान करने में सक्षम हैं. कुछ सिंथेटिक सामग्री निर्माण तकनीक स्केलेबिलिटी बनाए रखते हुए इन संरचनाओं की जटिलता की नकल करने में सक्षम हैं. एक बलि घटक (VaSC) प्रक्रिया के वाष्पीकरण ऐसा करने में सक्षम है. इस प्रक्रिया में एक मैट्रिक्स के भीतर एम्बेडेड खोखला, बेलनाकार microchannels के लिए फार्म एक टेम्पलेट के रूप में बलि फाइबर का उपयोग करता है. टिन (द्वितीय) oxalate (SnOx) पाली (लैक्टिक) इस प्रक्रिया के उपयोग की सुविधा है, जो एसिड (पीएलए) फाइबर के भीतर एम्बेडेड है. SnOx कम तापमान पर पीएलए फाइबर की depolymerization catalyzes. लैक्टिक एसिड मोनोमर इन तापमान पर गैसीय हैं और मैट्रिक्स नुकसान नहीं है कि तापमान में एम्बेडेड मैट्रिक्स से हटाया जा सकता है. यहाँ हम तीन dimensionally arrayed microchannels की जटिल पैटर्न बनाने के लिए micromachined प्लेट और एक तनाव उपकरण का उपयोग कर इन तंतुओं aligning के लिए एक विधि दिखा.प्रक्रिया फाइबर के लगभग किसी भी व्यवस्था का अन्वेषण topologies और संरचनाओं की अनुमति देता है.

यह प्रक्रिया एक राल भीतर एम्बेडेड माइक्रोवैस्कुलर संरचनाओं fabricating का एक तरीका प्रदान करता है. इन संरचनाओं पैटर्न के एक किस्म (चित्रा 2) के अनुरूप कर सकते हैं. microvascular नेटवर्क की संरचना ही बलि फाइबर के ?...

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Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component

एक बलि घटक (VaSC) प्रक्रिया के वाष्पीकरण माइक्रोवैस्कुलर संरचनाओं के निर्माण के लिए प्रयोग किया जाता है. यह प्रक्रिया लेजर micromachined गाइड प्लेट द्वारा प्रदान की सटीक 3 डी ज्यामितीय स्थिति के साथ खोखला microchannels के लिए फार्म बलि पाली (लैक्टिक) एसिड फाइबर का उपयोग करता है.

एक बलि घटक का वाष्पीकरण का उपयोग कर तीन आयामी Microstructures बनाने की प्रक्रिया

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

3 डी कार्बन नैनोट्यूब Microstructures के निर्माण, densification, और प्रतिकृति मोल्डिंग

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

संकीर्ण आकार वितरण के साथ चरण पारी nanoemulsions ध्वनिक Droplet वाष्पीकरण और बुलबुला बढ़ाया एबलेशन अल्ट्रासाउंड की मध्यस्थता के लिए संश्लेषण

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

डिजिटल फ्रिंज प्रक्षेपण तकनीक के साथ उच्च संकल्प, उच्च गति, तीन आयामी वीडियो इमेजिंग

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

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वैक्यूम शर्तों के तहत क्षतिपूर्ति के गुणांक के मापन के लिए एक प्रयोगात्मक सेटअप का विकास

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

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This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

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