Name: enhancement method of surface acoustic wave-atomizer efficiency for olfactory display
Uploaded: 2018-11-14T14:30:00
Duration: 8 min 6 s
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이 연구는 JST 토미 프로그램, 보조금 번호 JPMJMI17DD에 의해 부분적으로 지원 되었다.

여기에 설명 된 메서드는 인간의 연구 윤리 위원회의 도쿄 기술 연구소에 의해 승인 되었습니다가지고.
1. 본 장치 준비 및 임피던스 검사
<ol><li>LiNbO3 기판에 10 MHz 톱 장치 준비 [128o-21 손가락 쌍 IDT (간 digitated 변환기)의 전파, X Y-컷, 회전], 그림 1a와 같이 32 손가락 쌍 IDT 한쪽에 만든 반사 경와 함께. 참고: 그림 1b 는 분무의 원리를 보여 줍니다. 톱 액체 작은 물방울에서 경도 파로 변환 됩니다. 안개 때문에 본 에너지는 충분히 큰 경우에 음향 스트리밍 생성 됩니다. 참고: 본 장치는 저자 설계 된 전극 패턴에 따라 일반적인 포토 리소 그래피를 사용 하 여 제조 업체에 의해 조작 되었다. 위에서 언급 한 압 전 기판 때문에 높은 전기 기계 결합 계수 선정 됐다.</li>
	<li>인쇄 회로 기판 (이 본 장치에 대 한 설계) 알루미늄에 알루미늄 호 일 및 전도성 붙여넣기를 사용 하 여 본 장치를 탑재 SMA 커넥터 연결 (그림 2). 참고: 인쇄 회로 기판 알루미늄 방열에 대 한 효과적입니다.</li>
	<li>네트워크 분석기를 사용 하 여 임피던스의 주파수를 측정 합니다. 본 장치는 인쇄 회로 기판에서 동축 케이블 연결을 통해 분석기에 연결 된다. 주파수 특성 장치 출입의 허수 부분이 0, 본 장치 공명 주파수는 주파수를 표시 합니다. 참고: 장치에서 음향 손실이 큰 경우 원자화 발생 하지 않습니다. 청각 손실 임피던스의 주파수 특성을 측정 하 여 확인할 수 있습니다. 때 본 장치는 테 플 론 영화, 사이의 차이점은 전에 주파수 특성 코팅 영화는 너무 두꺼운 경우 확인 모니터링 해야 하는 후로 입힌 다.</li>
</ol>2입니다. Silanization
<ol><li>기반 아미노 실 란 커플링 에이전트 (3 ahhminopropyltriethoxy 실)을 준비 합니다. 0.5% (v/v)는 피 펫을 사용 하 여 물에 그것의 농도 조정 합니다. 참고: Silanization 비정 질 테 플 론 코팅의 접착을 향상 시키기 위해 필수입니다. 테 플 론 코팅 silanization 수행 되지 않은 경우 원자화 하는 동안 제거 됩니다.</li>
	<li>아세톤으로 젖은 면봉을 사용 하 여 본 장치의 표면 청소.</li>
	<li>Dip coater (그림 3)에서 장치를 설정 합니다. 참고: 인쇄 회로 보드 어디에 본 장치를 사용 하 여 고정 테이프 수에 연결 되어 dip coater 톱 장치 (0.5 m m)의 두께 너무 얇은를 dip coater 직접 연결할 수 있기 때문.</li>
	<li>원자화 지역 0.2 m m의 속도로 솔루션에 몰입 될 수/미는 5 분 동안 솔루션에 장치를 유지 하는 장치 아래로 당겨.</li>
	<li>1.7 m m의 속도로 장치를 당겨/s. 5 분 동안 공중에 장치를 유지 합니다.</li>
	<li>1 분에 대 한 순수한 물에서 장치 린스.</li>
	<li>30 분 동안 공기에서 장치를 계속.</li>
</ol>3. 비정 질 테 플 론 코팅
<ol><li>희석에 대 한 비정 질 테 플 론 소재 및 용 매를 준비 합니다. 3% (v/v) 용 매를 사용 하 여 비정 질 테 플 론 용액의 농도 조정 합니다.</li>
	<li>Dip coater (그림 3)에서 장치를 설정 합니다. 참고: 딥 코팅 채택 되었다 여기 있기 때문에 균일 한 코팅은 필수. 너무 두꺼운 코팅 뿐 아니라 거친 코팅 본 감쇄 때문 원자화 효율의 저하를 일으킬 수 있습니다.</li>
	<li>원자화 지역 0.2 m m의 속도로 솔루션에 몰입/미 15 솔루션에서 장치를 유지 하는 장치 아래로 당겨 s.</li>
	<li>1.7 m m의 속도로 장치를 당겨/s. 5 분 동안 공중에 장치를 유지 합니다.</li>
	<li>원자화 지역 0.2 m m의 속도로 솔루션에 몰입/미 15 솔루션에서 장치를 유지 하는 장치 아래로 당겨 s.</li>
	<li>1.7 m m의 속도로 장치를 당겨/미 30 분 동안 공중에 장치를 유지 합니다.</li>
	<li>뜨거운 접시를 사용 하 여 60 분 동안 180 ° C에서 장치를 구워. 참고: 코팅의 두께 약 400 nm 크리스털 중량 (QCM) 측정에 따르면.</li>
</ol>4. 실험 설정 원자화에 대 한
<ol><li>인쇄 회로 기판에 본 장치를 탑재 합니다. 참고: 본 장치의 두께 0.5 m m 이기 때문에, 그것은 수 쉽게 깨지지. 따라서, 그것은 기계적으로 그것을 지 원하는 데 필요한입니다.</li>
	<li>네트워크 분석기를 사용 하 여 본 장치 임피던스의 주파수를 측정 합니다. 본 장치는 인쇄 회로 기판의 동축 케이블 연결을 통해 분석기에 연결 된다. 주파수 특성 장치 출입의 허수 부분이 0, 본 장치 공명 주파수는 주파수를 표시 해야 합니다. 참고: 본 장치에서 RF 감쇄를 확인 하십시오. 본 장치의 손실 부적절 하 게 코팅 하는 때 증가 한다. 손실에 있는이 증가 코팅 이질성 또는 과도 한 두께의 코팅; 일반적으로 발생 합니다. 따라서, 코팅 전후 임피던스 특성을 비교 한다. 본 감쇠는 너무 많은 경우는 원자화를 수행할 수 없습니다.</li>
	<li>RF 전력 증폭기를 통해 함수 발생기에 본 장치를 연결 합니다.</li>
	<li>함수 발생기 (그림 4a)에서 RF 버스트 신호의 파형을 설정 합니다. 본 장치에 대 한 버스트 신호는 사인파, 고의 듀티 사이클 10% 이어야 한다. 파 주파수 임피던스 특성 측정에서 얻은 톱 장치 공명 주파수로 설정 되어야 합니다.</li>
	<li>솔레노이드 밸브에는 버스트 구형 파 발생기를 연결 [즉,., (그림 5) 구동 회로 통해 마이크로 디스펜서] 토론18, 에서 언급은 디스펜서를 24 V 펄스 신호를 제공할 수 있도록 19. 팁: 운전 솔레노이드 밸브, 트랜지스터 배열이 편리 합니다. 최대 8 개의 솔레노이드 밸브 트랜지스터 어레이 사용 하 여이 연구에서 구동 수 있습니다.</li>
	<li>마이크로 펌프 마이크로 디스펜서 (그림 5)에 액체 흐름에 압력을 적용 하려면 설정 합니다. 마이크로 펌프 마이크로 디스펜서20의 셀프 프라이 밍 기능을 지원합니다.</li>
	<li>SAW 소자의 온도 측정 하는 적외선 온도계를 사용 하 여 필요한 경우. 참고: 본 장치에는 온도 도달 하면 약 45 ° C는 RF 신호 (85 v p-p와 10% 듀티 사이클)를 파열 할 때 5 분 동안 적용 됩니다 일반적으로 표면.</li>
</ol>5입니다. 원자화
<ol><li>액체를 넣어 (즉., 향수 또는 화학 에탄올 희석)를 유리병에.</li>
	<li>마이크로 디스펜서 (그림 4b)에 적용 되는 펄스 신호 파형을 설정 합니다. 펄스 신호 10% 듀티 사이클 구형 파 펄스 시퀀스 이며, 함수 발생기와 함께 생성 됩니다.</li>
	<li>본 장치18액체 작은 물방울을 제트를 마이크로 디스펜서에 펄스 신호를 적용 됩니다. 마이크로 디스펜서에서 하나의 작은 물방울만 몇 nanoliters 이므로, 원자화에 대 한 더 큰 작은 물방울을 형성 하는 펄스 시퀀스 필요 합니다.</li>
	<li>본 장치 액체 방울17원자화에 RF 버스트 신호를 적용 합니다. 버스트 신호는 증폭기를 통해 액체 방울의 형성 후 함수 발생기에서 적용 됩니다. 증기 원자화 과정에서 여전히 생성으로 신호에 적용 되어야 한다. 참고: RF 버스트 신호는 평균 RF 파워를 조정 하는 데 사용 됩니다. 본 장치는 RF 전원이 W. 2 보다 훨씬 더 큰 경우 균열 있을 수 있습니다.</li>
	<li>나머지 액체 방울 검사 본 장치의 표면을 관찰 합니다.</li>
	<li>4.1-4.7 단계에서 완료 동일한 절차를 수행 하 고는 맨 손으로 5.1-5.5 본 장치. 다음, 맨 손으로 하나에서 그 코팅 된 기판에 남은 액체 방울의 양을 비교 합니다.</li>
</ol>6. 향기를 감지
<ol><li>5.1 단계에서 완료 된 유리병에 액체를 넣어.</li>
	<li>되도록 높이 참가자의 코와 같은 잭을 사용 하 여 본 분무기의 높이 조정 합니다.</li>
	<li>본 장치에 액체 분배.</li>
	<li>팬을 켭니다.</li>
	<li>냄새를 감지 하는 참가자를 허용 합니다. 참고: 저자 증기 농도 평가 한다 보다는 인식된 강도부터 이전 작업에 사용 되는 휘발성 유기 화합물 분석기 대신 감각 테스트를 않았다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Yanagida, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+of+olfactory+displays:+Making+and+delivering+scents.">A survey of olfactory displays: Making and delivering scents.</a> IEEE Sensors. , 1-4 (2012).</li><li>Yamada, T., Yokoyama, S., Tanikawa, T., Hirota, K., Hirose, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wearable+Olfactory+Display:+Using+Odor+in+Outdoor+Environment.">Wearable Olfactory Display: Using Odor in Outdoor Environment.</a> IEEE Virtual Reality. , 199-206 (2006).</li><li>Kim, 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=An+X-Y+addressablematrix+odor-releasing+system+using+an+on-off+switchable+device.">An X-Y addressablematrix odor-releasing system using an on-off switchable device.</a> Angewandte Chemie. 123 (30), 6903-6907 (2011).</li><li>Amores, J., Maes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essence:+olfactory+interfaces+for+unconscious+influence+of+mood+and+cognitive+performance.">Essence: olfactory interfaces for unconscious influence of mood and cognitive performance.</a> CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 28-34 (2017).</li><li>Dobbelstein, D., Herrdum, S., Rukzio, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=inScent:+A+Wearable+Olfactory+Display+as+an+Amplification+for+Mobile+Notifications.">inScent: A Wearable Olfactory Display as an Amplification for Mobile Notifications.</a> International Symposium on Wearable Computers. , 28-34 (2017).</li><li>Hasegawa, K., Qiu, L., Shinoda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Midair+Ultrasound+Fragrance+Rendering.">Midair Ultrasound Fragrance Rendering.</a> IEEE Transaction ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS. 24 (4), 1477-1485 (2018).</li><li>Nakamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of machine olfaction and taste. , 247-314 (2016).</li><li>Nakamoto, T., Yoshikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Movie+with+scents+generated+by+olfactory+display+using+solenoid+valves.">Movie with scents generated by olfactory display using solenoid valves.</a> Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. 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저자는 공개 없다.

이 연구의 주요 구성 요소 중 하나는 고속 솔레노이드 밸브18,19의 마이크로 디스펜서입니다. 그림 8a 이 마이크로 디스펜서의 원리를 보여 줍니다. 플런저는 전자기 코일에 의해 주도 되었다. 그 콘센트 OFF 단계 플런저에 의해 완전히 닫힙니다. 플런저 빠르게 이동 단계, 그 후에 그것에 짧은 기간 동안 앞에 액체를 그릴 원래 위치로 다시 이동 하 고 그림 8b의 회로 의해 구동 솔레노이드 밸브의 구멍에서 작은 액체 방울을 제트기. 한 액체 방울의 양은 몇 nanoliters 이다. 밸브의 주파수 1 사이 1000 Hz, 그것의 최소 펄스 폭은 0.5 ms 이며 전형적인 솔레노이드 밸브 보다 훨씬 더 빠르게 작동. 솔레노이드 밸브의 오리 피스와 기판 사이의 전형적인 거리 15 m m 이었다. 이 연구가 보여주었다는 액체의 양을 정확 하 고 재현; 또한, 그것은 거품에 대 한 강력한입니다.
냄새 지 속성 때문에 본 분무기에 따라 후 각 디스플레이 아 몰 퍼스 테 플 론 coatingwhen 크게 감소 될 수 있다21. 청소를 위해 기판 표면에 용 제를 제공 하는 채널 사용 하는 경우에 더 개선할 수 있습니다.
수동으로 프로토콜에 중요 한 단계는 최적의 하나에서 일탈 하는 때 분무기의 구동 주파수를 조정 이다. 이 수행 되어야 한다 자동으로 나중에. 테 프 론 silanization은 원자화 없이 자체 코팅 이후 silanization 프로세스를 포함 하도록 초기 프로토콜에서 수정이 했다.
이 기술 하나 되 서 파 문제를 제한 하는 두 개의 나머지 문제가 있습니다. 서 파 반사 기판의 가장자리에서 발생 하는 경우 생성 됩니다. 정재파와 노드는 주기적으로 나타납니다, 원자화 노드에서 약한 된다. 우리는 실리콘 젤 서 파 억제를 사용 하 여,이 충분 하지 않습니다. 음향 에너지를 흡수 하는 더 나은 자료는 필요 합니다.
두 번째 한계는 테 플 론 코팅의 내구성이 다. 테 플 론 코팅은 부분적으로 여러 번 액체를 분무 후 제거 됩니다. 코팅에 대 한 현재 상태는 광범위 하 게 공부 되는, 이후 저자는 테 플 론 코팅의 내 구성을 연장 하 그것을 최적화할 수 있습니다.
그럼에도 불구 하 고, 기존의 방법에 관하여 프로토콜의 의미 없이 코팅에 비해 코팅 표면에 분무 후 남은 액체의 감소 이다. 따라서, 냄새 지 속성은 크게 감소 함17설명 되어. 이 본 장치를 사용 하 여 후 각 디스플레이 수행 되었다. 카시 스, 주황색, 위스키, 그리고 그들의 혼합을 보여주는 8-구성 후 각 디스플레이 머리 (그림 9) 디스플레이 탑재19사용자에 게 제시 했다. 이 상황에서 제안 코팅 본 장치는 상당히 향기 프레 젠 테이 션의 품질을 악화 수 있습니다 냄새 지 속성 억제를 잘 작동 합니다.
여기에 설명 된 기술은 후 각 디스플레이 대 한 중요 하다. 또한, 본 분무기 의료 사용을 위한 분무기와 분무 이온화 질량 분석에 대 한에 적용 됩니다. 원자화 효율 또한 해당 응용 프로그램에 필요 합니다.

시각 및 청각 감각 자극에 대 한 장치는 인기, 우리 모든 감각을 우리가 인식; 현재 수 없다 하지만, 우리가 일반적으로 감각만이 두 가지 감각을 사용 하 여 표시할 수 있습니다. 후 각 디스플레이 향기를 제시할 수 있습니다 가제트 이며 향기1,2,3,,45,6, 인식 하는 사용자 수 있도록 그것은 가상 현실에서 사용 7. 후각이 감정에 크게 기여, 이후는 후 각 자극 현실 향상을 위한 불가결 하지 않습니다. 우리 이전 영화, 애니메이션, 그리고 향기8,9게임을 공부 했습니다.
몇몇 연구원은 공부 후 각 표시; 예를 들어 야나기 다 그 또는 그녀의 주위에 아무도1인식 하는 경우에 지정 된 사람에 게는 향기를 제공 하는 향기 프로젝터를 공부 했다. 야마다 외. 냄새 농도2의 간단한 가우스 분포 모델을 사용 하 여 가상 공간에 냄새 소스 지역화를 공부 했다. 김 외. 냄새를 방출 장치 3의 2 차원 배열의 개념을 제안 했다. 또한, 간단한 착용 후 각 디스플레이 이러한 향기의 방향을 제어 하기 위한 초음파 위상 배열 제안된4,,56되었습니다.
후 각 디스플레이에서 문제 중 하나는 냄새 지 속성입니다. 사용자는 공기 또는 다른 향기로 변경 될 것 후에 냄새를 검색할 수 있습니다. 가상 현실에서 최대한 신속 하 게 향기를 전환 하는 것이 바람직합니다, 이후 냄새 지 속성 문제를 공부 한다.
우리는 많은 재료를 혼합의 기능을 가진 후 각 디스플레이 공부 했다. 우리는 이전 고속 스위칭10솔레노이드 밸브를 사용 하 여이 시스템을 개발 했다. 그것은 안정적으로 많은 재료를 혼합, 비록 우리가 아직 냄새 지 속성의 문제를 해결 하지 수 없습니다. 따라서, 우리는 이후 마이크로 디스펜서를 사용 하 여 본 분무기11후 각 디스플레이 개발 하 고. 비슷한 기술 액체 방울12,,1314조작에 사용 되었습니다, 하지만 우리 세대 향기를 적용. 본 장치는 때문에 그것은 액체 방울을 원자화 수 액체 작은 물방울을 원자로 만드는 적합 즉시15,은16; 그러나, 우리는 작은 액체 방울은 원자화 후 압 전 기판에 있어 발견 했다. 이러한 작은 액체 물방울 발생 냄새 지 속성, 액체의 대부분을 원자화 하는 경우에.
일반적으로, 향수 점도 줄이기 위해 에탄올과 같은 용 매에 녹입니다. 그러나, 희석된 향수의 친수성 특성상 압 전 기판의 표면에 확산 하 고 분무 효율 악화 때 박막 확산. 따라서, 원자화, RF 전력 증가 하는 경우에 제거할 수 없습니다 후에 남아 있는 액체의 일부. 용 매 증발 후 곧,만 향수에 고 기판에 스틱.
이 연구에서 우리가 그렇게 되 면 실제로 소수 성 비정 질 테 플 론 박막과 압 전 기판의 표면 코트. 우리는 소수 성 표면에 물방울 모양의 구체를 유지할 수 있습니다, 이후 기판 표면에서 액체를 분리 하는 데 필요한 에너지는 감소 한다. 본 장치의 표면 소수 성 해지면 원자화 효율이 향상 된 전망 이다. 향기를 즉시 제시 하 고 그것의 프레 젠 테이 션 후 신속 하 게 사라질 수 있도록 분무 효율을 개선 하기 위해이 방법의 전반적인 목표는 궁극적으로 후 각을 응용 프로그램에 대 한 표시. 이 문서에서 우리 본 장치 비정 질 테 플 론 필름 코팅 방법을 보여 원자화 효율의 향상을 보여와 실험 결과 참조17에서 설명 했다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SAW device</td>
			<td style="width:71px;">Lightom</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Custom-made</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Network analyzer</td>
			<td style="width:71px;">SDR-kits</td>
			<td style="width:119px;">DG84AQ VNWA 3E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dip coater</td>
			<td style="width:71px;">Aiden</td>
			<td style="width:119px;">DC4300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Silane coupling agent</td>
			<td style="width:71px;">Shin-etsu Chemical</td>
			<td style="width:119px;">KBE 903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cytop amorphous teflon coating</td>
			<td style="width:71px;">Asahi glass</td>
			<td style="width:119px;">CT107MK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Solvent for diluting cytop coating</td>
			<td style="width:71px;">Asahi glass</td>
			<td style="width:119px;">CT-SOLV100K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Solenoid valve</td>
			<td style="width:71px;">Lee</td>
			<td style="width:119px;">INKA2438510H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Transistor array</td>
			<td style="width:71px;">Texas Instrument</td>
			<td style="width:119px;">ULN2803A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">RF power amplifier</td>
			<td style="width:71px;">Mini-Circuits</td>
			<td style="width:119px;">ZHL-5W-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Digital camera&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Panasonic Corp</td>
			<td style="width:119px;">DMC-FZ300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Head Mount Display</td>
			<td style="width:71px;">Occulus</td>
			<td style="width:119px;">Occulus Rift Headset</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hot plate</td>
			<td style="width:71px;">As One</td>
			<td style="width:119px;">HHP-170A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enhancement method of surface acoustic wave-atomizer efficiency for olfactory display

후각이 인간 인터페이스에서 중요 한 의미 이기 때문에, 우리는 후 각 디스플레이 표면 탄성 파 (SAW) 분무기와 마이크로 디스펜서를 사용 하 여 개발 했습니다. 이 후 각 디스플레이에서 원자화의 효율은 인간의 후 각 인터페이스에서 자주 발생 하는 냄새 지 속성 문제를 피하기 위해 중요 한. 따라서, 본 장치는 친수성에서 소수 성 기질 성격 변경 비정 질 테 플 론 필름으로 코팅 되어 있습니다. 그것은 또한 silanize 영화의 접착을 향상 시키기 위해 테 플 론 코팅 전에 압 전 기판 표면에 필요한입니다. 딥 코팅 방법 기판에 균일 한 코팅을 얻기 위해 채택 되었다. 고속 솔레노이드 밸브의 정확성과 재현성 높은 이후 톱 장치 표면에 액체 방울을 오 르네를 마이크로 디스펜서로 사용 되었다. 그렇다면,는 원자화 소수 성 기질에 쉽게 되었다. 이 연구에서는 분무 후 기판에 남은 액체를 최소화를 위한 비정 질 테 플 론 코팅 연구 했다. 여기에 설명 된 프로토콜의 목표 비정 질 테 플 론 영화와 함께 봤다 장치 표면 코팅에 대 한 메서드를 표시 하는 것입니다 감각 테스트 선행 본 분무기와 마이크로 디스펜서를 사용 하 여 냄새를 생성 하 고.

에탄올의 1 개 microliter 베어와 코팅 LiNbO3 기판 (에탄올 일반적으로 사용 되었다 용 매로 향수에 대 한)에 배치 되었다. (그림 6a); 기판에 확산 후 에탄올 솔루션의 박막 형성 되었다 다른 한편으로, 구체 모양의 코팅된 기판 (그림 6b)에 보관 했다. 물의 1 개 microliter의 접촉 각 (그림 6 c 와 d 6) 비정 질 테 플 론 코팅 후 110도에서 50 증가. 비정 질 테 플 론 코팅 소수 성의 특성을 향상 발견 했다. 반면 액체 맨 기판에 박막으로 확산 코팅 된 기판에는 물방울의 구체 모양의 유지 되었다.
다음, 200의 원자화와 실험 라벤더의 nL은 (그림 7)를 수행. 원자화 고 코팅의 후속 이미지 그림 7a , 7b, 각각 표시 됩니다. 사진에 날짜 표시줄 프레임 디지털 카메라에 의해 기록 된 수에서 얻은 했다. 라벤더는 에탄올 희석 (희석 비율: 50: 1 v/v). 노출 된 기판에 액체 확산 직후 적절 했다. 33 ms에서 강한 원자화 반면 제한 된 안개 그림 7a와 같이 동그라미 안에 액체 가장자리에서 생성 된 액체의 센터에서 발생 했습니다. 100 ms에서 원자화 중지; 그래서, 원자화 처음에 발생 했습니다, 하지만 그것은 곧 후 중단 되었습니다. 다음, 액체의 부분에 남아 있었다. 용 매, 급속 하 게 증발 하는 동안 부분 용액; 기판 표면에 남아 따라서, 나머지 용액 심각한 냄새 지 속성을 발생합니다. 그것은 적절 했다 후 이상 90도의 접촉 각도와 구체 모양의 코팅된 기판에 유지 했다 다른 한편으로, (그림 7b). 집중된 안개 분무 하는 동안 생성 되었습니다. 원자화, 후 훨씬 작은 지역에서 액체 맨 기판에 비해 작은 영역에 버려졌습니다. 이후 남은 액체는 부드럽고 완벽 한 표면 아니었지만 대신 작은 하나의 작은 물방울을 형성, 테 플 론 코팅에 방울의 범위를 정확 하 게 계산 하기가 어렵습니다. 대략 말하기, 소수 성 표면에 남은 액체에서 가장 친수성 표면에 그 10% 이었다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig1.jpg"> 그림 1: 톱 분무기. (a) 본 장치와 톱 분무기의 원리 (b)의 구성입니다. 골드와 크롬의 전극에 의하여 이루어져 있다. 그림 1a 는 허가20매 판. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58409/58409fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig2.jpg"> 그림 2: 인쇄 회로 기판에 장치를 보았다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig3.jpg"> 그림 3:이 연구에 사용 된 coater 찍어.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig4.jpg"> 그림 4: 시퀀스 시간. (a) RF 버스트 신호 파형. Tr Vpp 의 일반적인 값은 85 Vp-p 와 1 s, 각각. 일반적인 의무와 같은 TH/Tr 은 10%를 주기. (b) 파형 마이크로 디스펜서에 적용. 전형적인 Tw, T 및 N은 1 ms, 10 ms, 그리고 70 펄스, 각각.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig5.jpg"> 그림 5: 분무 액체 작은 물방울을 위한 실험 설치. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58409/58409fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig6.jpg"> 그림 6: 액체 작은 물방울 모양의 맨 그리고 subtrates 사이 비교. 벌 거 벗은 리튬 피리 표면에 박막의 (a) 평면도 및 코팅된 하나에 액체 작은 물방울의 (b)는 측면 보기는입니다. 에탄올의 1 개 microliter 사용 되었다 모두 (a)와 (b). 여기, (c)와 (d) 보기 쪽 물 한 microliter의 베어와 코팅 된 기판에 각각. 이 수치는 허가17재현 했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58409/58409fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig7.jpg"> 그림 7: 액체 작은 물방울의 분무. (A) 친수성 표면 (맨 리튬 피리) 및 (b) 소수 성 표면 (기판 비정 질 테플론으로 코팅)은입니다. 샘플은 200 라벤더의 nL. 이 수치는 허가17재현 했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58409/58409fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig8.jpg"> 그림 8: 솔레노이드 밸브를 기반으로 하는 마이크로 디스펜서. (A) 마이크로 디스펜서의 원리 및 (b) 단일 채널에 대 한 드라이버 회로입니다. 이 그림은 권한을20매 판. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58409/58409fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58409/58409fig9.jpg"> 그림 9: 톱 분무기 비정 질 테 플 론 필름 코팅의 응용 프로그램. 도쿄, 일본에서 지능형 사용자 인터페이스 (IUI) 심포지엄 2018에서에서 연구 시범.

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Enhancement Method of Surface Acoustic Wave-Atomizer Efficiency for Olfactory Display

우리 여기는 후 각 디스플레이에 응용 프로그램에 필요한 원자화 효율 향상을 위해 비정 질 테 플 론 필름 표면 탄성 파 (SAW) 장치의 표면 코팅 하는 방법을 설정 합니다.

후 각 디스플레이 대 한 표면 어쿠스틱 웨이브-분무기 효율의 향상 방법

Since olfaction is an important sense in human interfaces, we have developed an olfactory display using a surface acoustic wave (SAW) atomizer and ...

이 방법은 인적 인터페이스 필드의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 후각 가상 현실과 관련된 많은 사람들이 있습니다. 우리 시스템에서 마이크로 디스펜서는 나노 리터 방울몇 방울을 표면에 대고 있습니다.그런 다음 표면 음향 파가 분할되어 물방울을 분화하여 냄새를 빠르게 제시합니다. 이 메서드의 시각적 데모는 최적화 동작을 표시하는 데 매우 중요합니다. 후각 디스플레이에 대한 표면 음향 파 장치를 준비합니다.이 장치에는 압전 기판의 한쪽 끝에 반사판이 있는 서로 구분된 트랜스듀서가 있습니다. 추가 세부 사항은이 회로도에 있습니다. 트랜스듀서 영역에는 21개의 손가락 쌍이 있습니다.반사판에는 32개의 손가락 쌍이 있습니다. 원자화 영역은 파란색으로 표시됩니다. 아미노 기반 의 질레인 커플링 에이전트를 준비하고 옆으로 넣어.격리하기 전에 아세톤에 젖은 면봉으로 장치를 청소하십시오. 완료되면 장치를 딥 코터에 가져가서 부착하십시오. 원자화 영역이 침지되도록 장치를 방향을 지정합니다.다음으로, 딥 코터와 함께 사용할 수있는 시레인 커플링 솔루션을 배치합니다. 그런 다음 장치를 낮추어 원자화 영역을 침지합니다. 균일한 필름 코팅을 얻기 위해 침지 속도를 느리고 일정하게 유지하는 것이 중요합니다.장치를 5분 동안 솔루션에 보관하십시오. 솔루션을 벗어나 장치를 올립니다. 장치를 5분 동안 공중에 두십시오.그런 다음 딥 코터에서 장치를 제거하고 1 분 동안 순수한 물로 헹구습니다. 그런 다음 장치를 동일한 방향으로 딥 코터로 전환합니다. 딥 코터에서 사일리제이스 제를 제거합니다.용매에서 비정질 테프론 재료를 준비하기 위해 계속 이동합니다. 딥 코터에 용액을 가져 가서 사용하기 위해 위치에 놓습니다. 원자화 영역을 침지하기 위해 장치가 장착되어 있는지 확인합니다.모든 것이 준비되면 장치를 낮춥춥습니다. 원자화 영역을 15초 동안 솔루션에 보관합니다. 솔루션을 벗어나 장치를 올립니다.장치를 5분 동안 공중에 두십시오. 장치를 두 번째로 솔루션으로 낮추고 15초 기다립니다. 그런 다음 장치를 들어 올리고 30 분 동안 공중에 둡니다.다음으로 딥 코터에서 장치를 제거합니다. 60분 동안 굽기 위해 섭씨 180도의 핫 플레이트에 놓습니다. 실험을 위해 SAW 장치를 준비합니다.알루미늄 호일과 전도성 페이스트를 사용하여 알루미늄 인쇄 회로 기판에 장착합니다. 다음으로, 장치와 함께 회로 기판을 플랫폼에 장착합니다. 기능을 발전기에 의해 구동되는 RF 전원 증폭기에 장치를 연결합니다.RF 버스트 신호의 파형을 10%의 듀티 사이클로 죄파로 설정합니다. 파 주파수를 표면 음향 파 장치 진동 주파수로 설정합니다. 다음으로 버스트 사각 파 발생기를 연결하여 24볼트 펄스 신호를 마이크로 디스펜서로 사용되는 솔레노이드 밸브에 연결할 수 있습니다.마이크로 에어 펌프를 설치하여 저수지에서 마이크로 디스펜서로 유체를 구동합니다. 공기 펌프를 사용하여 마이크로 디스펜서가 최적화를 위해 액체로 채워지도록 보장합니다. 장치로 원자화를 공부하십시오.유리병에 액체를 넣고 셋업에 넣습니다. 공기는 마이크로 에어 펌프의 동작을 통해 유리병에 들어갑니다. 유리병의 유체는 솔레노이드 밸브로 이동합니다.밸브는 장치의 원자화 영역에 액체를 분배하도록 설정됩니다. 솔레노이드 밸브에 적용된 펄스 신호의 파형을 설정합니다. 함수 생성기를 사용하여 10%의 듀티 사이클을 사용하여 제곱파 펄스 서열을 설정합니다.장치의 표면을 관찰합니다. 시간이 지남에 따라 펄스 서열은 원자화를 위한 큰 액적을 형성합니다. 액적을 원자화하기 위해 필요한 기간 동안 장치에 RF 버스트 신호를 적용합니다.장치의 표면을 관찰하고, 원자화를 목격하고, 나머지 액체 방울을 검사한다. 시스템이 준비되면 향기를 감지할 사람을 모집하십시오. 사람이 원자화 영역 앞에 20~30센티미터 의 코를 가지고 앉게 하십시오.분무기의 높이를 참가자의 코 수준으로 조정합니다. 액체를 장치에 분배하고 원자화합니다. 참가자가 향기를 감지하도록 허용합니다.베어 리튬 니오바테 표면의 이 상단 보기에서 에탄올의 마이크로리터 하나가 박막으로 퍼졌습니다. 대조적으로, 코팅된 장치 표면의 이 측 뷰는 액적의 형성을 보여줍니다. 이것은 맨표면에 있는 물의 마이크로리터 액적입니다.그것은 결국 얇은 필름으로 확산. 코팅 된 표면에 물 방울이 지속되었습니다. 이 순서에서 라벤더의 박막은 코팅되지 않은 표면에 원자화됩니다.강한 원자화는 액체의 중앙에서 발생하지만 가장자리에서는 발생하지 않습니다. 결국 액체의 일부가 남아 있습니다. 코팅된 표면에 형성된 라벤더 드롭과 유사한 시퀀스는 원자화 중에 농축된 미스트를 나타낸다.코팅되지 않은 표면과 비교하여 원자화 후 액체가 더 작은 부위에 훨씬 적게 남아 있었습니다. 비정질 테플론 표면의 액체 액적은 거의 완전히 원자화되어 코팅되지 않은 장치에 비해 원자화 효율이 향상되었음을 나타냅니다. 효율성 향상으로 인해 남은 물방울이 적어지므로 가상 환경 후각 디스플레이에서 냄새 지속성 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.이것은 후각 가상 현실을 실현하는 기본 기술이지만, 다른 감사의 다양한 등장 할 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immuno-fluorescence Assay of Leptospiral Surface-exposed Proteins

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연구

면역학 및 감염병학

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In the Global Polio Eradication Initiative, laboratory diagnosis plays a critical role by isolating and identifying PV from the stool samples of acute ...

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The establishment of a functional blood vessel network is an essential part of organogenesis, and is required for optimal organ function. For example, in ...

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인플루엔자 바이러스에 대한 높은 처리량 검출 방법

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Antibody dependent enhancement of infection has been shown to play a major role in Dengue viral pathogenesis. Traditional assays that measure the capacity ...

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In their physiological environment, mammalian cells are often subjected to mechanical and biochemical stresses that result in plasma membrane damage. In ...

Quantification of Antibody-dependent Enhancement of the Zika Virus in Primary Human Cells

기본 인간 세포에서 Zika 바이러스의 항 체 의존 향상의 정량화

The recent emergence of the flavivirus Zika and neurological complications, such as Guillain-Barr&#233; syndrome and microcephaly in infants, has brought ...