Name: process of making three-dimensional microstructures using vaporization of a sacrificial component
Uploaded: 2013-11-02T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component at JoVE.com

Эта работа была поддержана AFOSR Программа молодых следователя под FA9550-12-1-0352 и 3M Номера для штатных преподавателей Award. Авторы хотели бы поблагодарить Lalisa Stutts Джанин и Тома за полезные обсуждения, связанные с этим проектом. Авторы благодарят Calit2 центр микроскопии и спектроскопии лазерной установки в Университете Калифорнии в Ирвине, позволяющего их использование для своих объектов. Ходж Харланд энд физических наук UCI Machine Shop признаны для изготовления инструментов. Поли (молочная) кислота волокна были любезно предоставлена ​​мононити Teijin.

1. Катализатор Жертвенный Волокна <ol><li> Обертка желаемое количество поли (молочная) кислота волокон вокруг нижней ¾ специализированных шпинделя. Уменьшите волокна перекрытия предоставить максимальный размер площади поверхности. </li><li> Смешать деионизированной Н 2 O 40 мл Disperbyk 130 в...

<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>

Введение катализатора в SnOx PLA волокна позволяет волокнам деполимеризации при более низкой температуре. Это предотвращает деградацию вложение смолы, в данном случае PDMS. Пользовательских шпиндель необходимо правильно смешивать раствор для обработки (фиг.5А). Шпиндель состоит и...

Природные системы используют обширные сосудистые сети для облегчения многих биологических функций. Массопереноса могут быть достигнуты эффективно в таких системах из-за большой площади поверхности к объему и оптимизированной упаковки структур. В то время как многие синтетические методы изготовления может производить микрососудистые структур, никто не может производить крупномасштабные микрососудов, сохраняя при этом сложность и совместимость с существующими методами производства 1-5. Структуры, такие как птичий легких обеспечивают вдохновения. Как мы можем изготовить структуры этой сложности для повышения общественного транспорта? Испарение жертвенный компонент (VASC) может привести к крупномасштабной, сложных структур микрососудистые 6-7. Этот метод использует тепловой деполимеризации и испарительного удаления поли (молочная) кислота волокон для образования полых каналов, которые являются обратными по отношению волокно шаблона. Это жертвенный техники совместимы с существующими производствеметодами. Метр длины, цилиндрические микроканальной шаблоны могут быть сформированы с помощью этого процесса изготовления. Это может быть использовано для создания васкуляризированной устройств, таких как самовосстановления полимеров и 3D микрососудистых единиц улавливания 7-10. Углеродных единиц захвата были вдохновлены птичьего легких, который обеспечивает эффективный газообмен-к весу вследствие использования устройства в самолете. Parabronchus состоит из гексагональной узорные микроканалов, что обеспечивает высокую газа обменные курсы и грубых единиц газообмен. Для того чтобы создать обмен единиц с функциями микромасштабной выровнены в трех измерениях, мы разработали метод независимо натяжения волокон с использованием специально созданных напряженности доска с гитарой тюнеров и лазерной микромеханический пластин. Каждое волокно удерживается на месте с помощью внешнего напряжения и шаблон установлен на размещение отверстий в пластине, через которое волокна идут.

<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

Сосудистых структур в природных системах в состоянии обеспечить высокие транспортные массы через районы с высокой поверхности и оптимизированной структурой. Мало синтетические методы изготовления материала способны имитировать сложность этих структур, сохраняя при этом масштабируемость. Испарение жертвенный компонент (VASC) процесс в состоянии сделать это. Этот процесс использует жертвенный волокон в качестве шаблона для формирования полый цилиндрический микроканалов, внедренного в матрицу. Олова (II) оксалат (SnOx) встроен в поли (молочная) кислота (PLA) волокон, которые облегчает использование этого процесса. SnOx катализирует деполимеризации PLA волокна при более низких температурах. Молочную кислоту мономеров являются газообразными при этих температурах и могут быть удалены из встроенного матрицы при температурах, которые не повреждают матрицы. Здесь мы показываем, метод для ориентации этих волокон с использованием микромеханический пластин и натяжным устройством для создания сложных моделей трехмерно выстроил микроканалов.Этот процесс позволяет исследование практически любое расположение волокон топологии и структуры.

Эта процедура обеспечивает способ изготовления микрососудистых структур встроенных в смоле. Эти структуры могут соответствовать различные узоры (рис. 2). Структура микрососудистой сети ограничен только те структуры, которые могут быть сформированы с жертвенного волокон. <p...

Watch this Scientific Journal Video about Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component at JoVE.com

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

Испарение жертвенный компонент (VASC) процесс используется для изготовления микрососудистые структур. В этой процедуре используется жертвенной поли (молочной) волокон кислотой с образованием полых микроканалов с точными геометрическими 3D позиционирования предоставляемые лазерной микромеханический направляющих пластин.

Процесс изготовления трехмерных микроструктур использованием Испарение жертвенный компонент

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

Изготовление, уплотнения, и реплики Формование 3D микроструктур углеродных нанотрубок

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

Синтез Фазовый наноэмульсии с узким распределением размера для акустической испарения капель и Bubble повышенной ультразвуковой аблации-опосредованной

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

Высокое разрешение, высокая скорость, Трехмерная Видео Формирование изображений с цифровой Fringe методы проекции

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

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

Разработка экспериментальной установки для измерения коэффициента восстановления в условиях вакуума

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

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Изготовление Процесс силиконовой основе диэлектрических эластомеров приводов

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

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

С использованием синхротронного излучения микротомография Расследования многомасштабном Трехмерные Микроэлектронные пакеты

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

Трехмерная Velocimetry Отслеживание частиц для Турбулентность Области применения: Случай струйного потока

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Проблемы в реологической Характеристике высококонцентрированных суспензий - тематическое исследование для трафаретной печати Silver Пасты

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

Прогнозирования поломок Extrudate катализатора, основанный на модуль разрыва

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

Three-Dimensional Ultrasonic Needle Tip Tracking with a Fiber-Optic Ultrasound Receiver

Трехмерные ультразвуковые иглы отзыв отслеживания с приемником волоконно оптических УЗИ

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. ...