Name: scalable stamp printing and fabrication of hemiwicking surfaces
Uploaded: 2018-12-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces at JoVE.com

هذه المواد هو استناداً إلى الأبحاث جزئيا تحت رعاية "مكتب الولايات المتحدة للبحوث البحرية" تحت "رقم المنحة" N00014-15-1-2481 ومؤسسة العلوم الوطنية تحت رقم المنحة 1653396. الآراء والاستنتاجات الواردة في هذا التقرير هي آراء المؤلفين ولا ينبغي أن يفسر بالضرورة تمثل السياسات الرسمية أو موافقات، سواء كانت صريحة أو ضمنية، من "مكتب الولايات المتحدة للبحوث البحرية"، المؤسسة الوطنية للعلوم، أو أن حكومة الولايات المتحدة.

1-إنشاء خريطة الزخرفة
<ol><li>باستخدام محرر رسومات، إنشاء النمط المطلوب للهياكل هيميويكينج التي تمثل كصورة نقطية. ملاحظة: بعض المعلمات التصميم فتل (أي زاوية التدرج، والتدرج في العمق) يمكن إجراء يعتمد على درجات الرمادي القيم المعينة لكل بكسل. ثم يتم تحرير هذه القيم الرمادي من أجل تعديل ...

<ol>
	<li>Plawsky, J. L., 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=Nano-+and+Micro-structures+for+Thin+Film+Evaporation+-+A+Review.">Nano- and Micro-structures for Thin Film Evaporation - A Review.</a> Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering. 18, 251-269 (2014).</li><li>Derjaguin, B. V., Churaev, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+question+of+determining+the+concept+of+disjoining+pressure+and+its+role+in+the+equilibrium+and+flow+of+thin+films.">On the question of determining the concept of disjoining pressure and its role in the equilibrium and flow of thin films.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 66, 389 (1978).</li><li>Ma, H. B., Cheng, P., Borgmeyer, B., Wang, Y. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+flow+and+heat+transfer+in+the+evaporating+thin+film+region.">Fluid flow and heat transfer in the evaporating thin film region.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 4 (3), 237-243 (2008).</li><li>Hohmann, C., Stephan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+temperature+measurement+at+an+evaporating+liquid+meniscus.">Microscale temperature measurement at an evaporating liquid meniscus.</a> Experimental Thermal and Fluid Science. 26 (2-4), 157-162 (2002).</li><li>Potask, M., Wayner, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaporation+from+a+two-dimensional+extended+meniscus.">Evaporation from a two-dimensional extended meniscus.</a> International Journal of Heat Mass Transfer. 15 (10), 1851-1863 (1972).</li><li>Panchamgam, S. S., Plawsky, J. L., Wayner, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+heat+transfer+in+an+evaporating+moving+extended+meniscus.">Microscale heat transfer in an evaporating moving extended meniscus.</a> Experimental Thermal and Fluid Science. 30 (8), 745-754 (2006).</li><li>Arends, A. A., Germain, T. M., Owens, J. F., Putnam, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+Reflectometry+and+Interferometry+for+Measuring+Thin-film+Thickness+and+Curvature.">Simultaneous Reflectometry and Interferometry for Measuring Thin-film Thickness and Curvature.</a> Review of Scientific Instruments. 89 (5), (2018).</li><li>Zhu, Y., Antao, D. S., Lu, Z., Somasundaram, S., Zhang, T., Wang, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prediction+and+characterization+of+dry+out+heat+flux+in+micropillar+wick+structures.">Prediction and characterization of dry out heat flux in micropillar wick structures.</a> Langmuir. 32 (7), 1920-1927 (2016).</li><li>Kim, J., Moon, M. W., Kim, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+hemiwicking.">Dynamics of hemiwicking.</a> Journal of Fluid Mechanics. 800, 57-71 (2016).</li><li>Ding, C., Soni, G., Bozorgi, P., Meinhart, C. D., MacDonald, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wicking+Study+of+Nanostructured+Titania+Surfaces+for+Flat+Heat+Pipes.">Wicking Study of Nanostructured Titania Surfaces for Flat Heat Pipes.</a> Nanotech Conference &amp; Expo. , (2009).</li><li>Chen, R., Lu, M. C., Srinivasan, V., Wang, Z., Cho, H. H., Majumdar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanowires+for+Enhanced+Boiling+Heat+Transfer.">Nanowires for Enhanced Boiling Heat Transfer.</a> Nano Letters. 9 (2), 548-553 (2009).</li><li>Kim, B. S., Choi, G., Shim, D., Kim, K. M., Cho, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+roughening+for+hemi-wicking+and+its+impact+on+convective+boiling+heat+transfer.">Surface roughening for hemi-wicking and its impact on convective boiling heat transfer.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 102, 1100-1107 (2016).</li><li>Mikkelsen, M. B., 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=Controlled+deposition+of+sol-gel+sensor+material+using+hemiwicking.">Controlled deposition of sol-gel sensor material using hemiwicking.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 21 (11), (2011).</li><li>Haatainen, T., Ahopelto, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pattern+Transfer+using+Step&amp;Stamp+Imprint+Lithography.">Pattern Transfer using Step&amp;Stamp Imprint Lithography.</a> Physica Scripta. 67 (4), 357-360 (2003).</li><li>Chou, S. Y., Krauss, P. R., Renstrom, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoimprint+lithography.">Nanoimprint lithography.</a> Journal of vacuum Science &amp; Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena. 14 (6), 4129 (1996).</li><li>Pozzato, A., 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=Superhydrophobic+surfaces+fabricated+by+nanoprint+lithography.">Superhydrophobic surfaces fabricated by nanoprint lithography.</a> Microelectronic Engineering. 83 (4-9), 884-888 (2006).</li><li>Nair, R. P., Zou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-nano-texturing+by+aluminum-induced+crystallization+of+amorphous+silicon.">Surface-nano-texturing by aluminum-induced crystallization of amorphous silicon.</a> Surface and Coatings Technology. 203 (5-7), 675-679 (2008).</li><li>Ashby, P. D., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-sensitive+Imaging+and+Interfacial+Analysis+of+Patterned+Hydrophilic+SAM+Surfaces+Using+Energy+Dissipation+Chemical+Force+Microscopy.">Ultra-sensitive Imaging and Interfacial Analysis of Patterned Hydrophilic SAM Surfaces Using Energy Dissipation Chemical Force Microscopy.</a> Journal of the American Chemical Society. 127 (18), 6814-6818 (2005).</li></ol>

وقد أدخلت أسلوب لإنشاء صفائف الدعامة منقوشة للهياكل هيميويكينج؛ يتم ذلك عن طريق ولﻷخذ تجاويف على رقاقة بلاستيكية مع جهاز حفر الذي يلي الزخرفة من صورة نقطية تم إنشاؤها بواسطة المستخدم. ثم يسكب خليط PDMS، شُفي ومغطاة بطبقة رقيقة من الألمنيوم عن طريق الترسيب. يمكن تخصيص خصائص صفيف الأعمد...

وقد حدث مؤخرا زيادة الاهتمام بالقدرة على التحكم بنشاط وسلبية على حد سواء التبول، التبخر، وخلط السوائل. هيميويكينج فريد محكم أسطح توفر حلاً رواية للتبريد تقنيات لأن هذه الأسطح مزخرفة بمثابة مضخة السوائل (و/أو الحرارة) دون أجزاء متحركة. هذا حركة السوائل محكوم بسلسلة أحداث عمل الشعرية المرتبطة بدينامية انحناء غشاء رقيق السائل. وبصفة عامة، عندما ويتس سائل سطح صلب، منحنى سائل غشاء رقيق (أي سائل غضروف) سرعة أشكال. سمك السائل وانحناء الشخصية تتطور حتى يتم التوصل إلى حد أدنى من الطاقة مجاناً. للإشارة، هذه الشخصية ديناميكية التبول يمكن سرعة تسوس عشرات نانومتر في سمك داخل الامتداد (السوائل-ترطيب) طول-مقياس فقط عشرات ميكرومتر. وهكذا، يمكن الخضوع لهذه المنطقة الانتقالية (سائل-فيلم) تغييرات كبيرة في واجهة السائل انحناء. المنطقة الانتقالية (غشاء رقيق) التي ينشأ فيها ما يقرب من جميع الفيزياء الحيوية والكيمياء. على وجه الخصوص، المنطقة الانتقالية (غشاء رقيق) حيث توجد معدلات التبخر كحد أقصى (1)، (2) ديس الانضمام الضغط التدرجات والتدرجات الضغط الهيدروليكي (3)1،2. نتيجة لذلك منحنى السائل-الأفلام تلعب دوراً حيويا في النقل الحراري، وانفصال، والقلاقل السوائل وخلط السوائل المتعددة العناصر. على سبيل المثال، فيما يتعلق بنقل الحرارة، لوحظت تدفقات الحرارة الجدار أعلى في هذه المنطقة غشاء رقيق منحنى عاليا، والانتقالية4،3،5،،من67.
وقد أظهرت الدراسات هيميويكينج الحديثة أن الهندسة (مثلاً، الارتفاع، القطر، إلخ) ووضع دعائم تحديد الشخصية الجبهة التبول وسرعة السائل قيد التشغيل من خلال هياكل8. كما يتم التبخر الجبهة السائل قبالة نهاية هيكل آخر في صفيف، يتم الاحتفاظ الجبهة السوائل في مسافة ثابتة وانحناء، كما هو يجري استبدال السوائل المتبخرة من السوائل المخزنة في هياكل فتل9. هياكل هيميويكينج أيضا قد استخدمت في أنابيب الحرارة وعلى أسطح المغلي لتحليل وتحسين آليات نقل الحرارة المختلفة. 10 , 11 , 12.
هو أسلوب واحد المستخدمة حاليا لإنشاء هياكل فتل البصمة الحرارية الطباعة الحجرية13. يتم تنفيذ هذا الأسلوب بختم على التخطيط المطلوب إلى طبقة مقاومة في عينة قالب سليكون مع طابع بوليمر حرارية، ثم إزالة الطابع الاحتفاظ المجهرية. بمجرد إزالة، يتم وضع العينة عن طريق أيون رد الفعل النقش عملية لإزالة أي من ال14،طبقة مقاومة الزائدة15. هذه العملية، ومع ذلك، يمكن أن تكون حساسة لدرجة الحرارة لتصنيع هياكل فتل ويتضمن العديد من الخطوات التي تستخدم الطلاء المختلفة ضمان دقة هياكل فتل16. كما أنها الحالة التي لا تكون تقنيات الطباعة الحجرية عمليا بالنسبة للحجم الكلي الزخرفة؛ وفي حين أنها لا تزال توفر طريقة لإنشاء نمط من المجهرية على سطح، الإنتاجية من هذا الإجراء أقل بكثير من مثالي للاستنساخ على نطاق واسع. ونظرا للتركيب على نطاق واسع، واستنساخه، مثل الطلاء تدور أو تراجع، هناك غياب الأصيل للزخرفة يمكن السيطرة عليها. هذه الطرق إنشاء مجموعة عشوائية من المجهرية على سطح الهدف ولكن يمكن قياسه لتغطية مناطق أوسع إلى حد كبير من تقنيات الطباعة الحجرية التقليدية17.
البروتوكول المبينة في هذا التقرير يحاول الجمع بين نقاط قوة أساليب التركيب التقليدي بينما في الوقت نفسه القضاء على نقاط الضعف المحددة لكل منها؛ أنه يعرف طريقة اصطناع هياكل هيميويكينج مخصصة لمختلف مرتفعات والأشكال والتوجهات والمواد على نطاق ماكرو ومع الإنتاجية المرتفعة المحتملة. يمكن بسرعة إنشاء مختلف أنماط فتل غرض الاستغلال الأمثل فتل الخصائص، مثل التحكم الاتجاهي سرعة السوائل، ونشر، وخلط السوائل المختلفة. يمكن أيضا توفير استخدام مختلف الهياكل فتل متفاوتة غشاء رقيق السمك وانحناء الملامح، والتي يمكن أن تستخدم بصورة منهجية دراسة اقتران بين الحرارة والنقل الجماعي مع سمك مختلفة وملامح انحناء السائل غضروف.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>NI-DAQ 9403</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>370466AE-01</td>
			<td>The communication interface between the camera and the control switch for the laser.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control Switch</td>
			<td>Crouzet</td>
			<td>GN84134750</td>
			<td>A controller to use for the laser that activates the laser based on the voltage sent by the DAQ.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flea Camera</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>FL3-U3-120S3C-C</td>
			<td>A flea camera used for imaging the drill bit on the plastic mold.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flea Imaging Camera</td>
			<td>Point Grey</td>
			<td>FL3-U3-20E4M-C</td>
			<td>A flea camera used for obtaining the side images of the pillars.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 Steps/rev, 12V-350mA Stepper Motor (x2)</td>
			<td>AdaFruit</td>
			<td>324</td>
			<td>The stepper motors are used to control the depth and angle of the end mill.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x Infinity Corrected Long Working Distance Objective</td>
			<td>Mitutoyo&#160;</td>
			<td>#46-144</td>
			<td>The objective used to get the image of the side of the pillars.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15x Infinite Conjugate, UV Coated, ReflX Objective</td>
			<td>TechSpec</td>
			<td>#58-417</td>
			<td>The objective used to get the image of the top of the pillars.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>72002 0.002D X 0.006 LOC Carbide SQ 2FL Miniature End Mill</td>
			<td>Harvey Tools</td>
			<td>72002</td>
			<td>The drill bit that was used to create holes in the plastic mold.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC Power Delivery at 1 kW</td>
			<td>Advanced Energy</td>
			<td>MDX-1K</td>
			<td>Used to power the deposition sputterer.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Turbo-V 70LP Nacro Torr Pump</td>
			<td>Varian</td>
			<td>9699336</td>
			<td>Turbo Pump used to reduce pressure inside deposition chamber.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2000mw, 405nm High-Power Blue Light Focus Laser</td>
			<td>WDLasers</td>
			<td>KREE</td>
			<td>Sample Heating Laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5.875&#34; I.D. Dessicator w/ 0.25&#34; Tube Connections</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>2204K5</td>
			<td>PDMS Dessicator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184 Silicone Elastomer, 0.5kg Kit</td>
			<td>Dow-Corning</td>
			<td>4019862</td>
			<td>The PDMS Kit used to make the base.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaphragm Air Compressor / Vacuum Pump</td>
			<td>Gast</td>
			<td>DOL-701-AA</td>
			<td>Dessicator Vacuum Pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motorized Linear Stages (2x)</td>
			<td>Standa</td>
			<td>8MT175</td>
			<td>The stepper motors used to control the sample plate in the x- and y- direction.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2&#34; Diameter Unmounted Poistive Achromatic Doublets, AR Coated: 400-700 nm</td>
			<td>ThorLabs</td>
			<td>AC508-150-A</td>
			<td>The achromat was ued in order to obtain the images of the side of the pillars.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flea 3 Mono&#160; Camera, 2448 X 2048 Pixels</td>
			<td>Point Grey</td>
			<td>FL3-GE-50S5M-C</td>
			<td>A flea camera used for imiaging the top of the pillars.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Vacuum Transducer</td>
			<td>Thyrcont Vacuum Instruments</td>
			<td>4940-CF-212734</td>
			<td>Used for monitoring pressure inside deposition chamber.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressurized Argon Tank Resovoir</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>AR RP300</td>
			<td>Gas used in deposition process.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-D Translation Stage</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>TSX-1D</td>
			<td>A translation stage used to move the camera to focus on the end mill.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cylindrical Laser Mount (x2)</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>ULM-TILT-M</td>
			<td>The laser mount was used to move the camera to focus on the end mill.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benchtop Chiller with Centrifugal Pump, 120V, 60Hz</td>
			<td>Polyscience</td>
			<td>LS51MX1A110C</td>
			<td>A chiller used for the deposition assembly.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcatel Adixen 2010SD XP, Explosion Proof Motor, Rotary Vane Vacuum Pump, 1-Phase</td>
			<td>Ideal Vacuum Products</td>
			<td>210SDMLAM-XP</td>
			<td>A vacuum pump used for the deposition assembly.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fan, 105 CFM, 115 V (x2)</td>
			<td>Comair Rotron</td>
			<td>MU2A1</td>
			<td>A fan used for cooling certain aspects of the deposition assembly.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

scalable stamp printing and fabrication of hemiwicking surfaces

هيميويكينج هو عملية حيث ويتس سائل على سطح منقوشة يتجاوز طوله ترطيب طبيعية نتيجة لمزيج من الإجراءات الشعرية وإيمبيبيتيون. المهم هذه الظاهرة التبول في العديد من الميادين التقنية التي تتراوح بين علم وظائف الأعضاء للهندسة الفضائية. حاليا، توجد عدة تقنيات مختلفة لاختلاق الهياكل هيميويكينج. هذه الأساليب التقليدية، بيد غالباً ما تستغرق وقتاً طويلاً ويصعب الصعود لمناطق كبيرة أو من الصعب تخصيص للهندسات الزخرفة نونهوموجينيوس ومحددة. ويوفر البروتوكول قدم الباحثين مع بسيطة وقابلة للتطوير، وطريقة فعالة من حيث التكلفة لاختلاق الأسطح الصغيرة المنقوشة هيميويكينج. الأسلوب تلفيق فتل الهياكل من خلال استخدام طباعة الطوابع وبولي دايمثيل سيلوكسان (PDMS) صب وطلاء السطح غشاء رقيق. ويتجلى البروتوكول هيميويكينج مع الإيثانول على صفائف ميكروبيلار PDMS مغطاة بطبقة 70 نانومتر سميكة ألومنيوم غشاء رقيق.

ويقدم الشكل 1 تخطيطي لكيفية أن إنشاء إليه ختم العفن لهياكل فتل على العفن بلاستيك. للتحقيق في نوعية جهاز ختم في صناعة الأفلام فتل، تم إنشاؤها صفيفين دعامة مختلفة لتحليل نوعية الأعمدة لتجارب فتل مستقبلا. جوانب جهاز التحقيق بالدقة لارتفاع الأعمدة (مع وبدون ت...

Watch this Scientific Journal Video about Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces at JoVE.com

Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

وينص بروتوكول بسيط تصنيع هياكل هيميويكينج متفاوتة الأحجام والأشكال والمواد. البروتوكول يستخدم مزيجاً من ختم المادية، PDMS صب، وغشاء رقيق التعديلات السطحية عن طريق مواد ترسب التقنيات الشائعة.

ختم قابلة الطباعة وتصنيع الأسطح هيميويكينج

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. ...

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال ديناميكيات microfluid ، مثل تأثيرات الهياكل النانوية على سطح ملف تعريف الفيلم الرقيق وسرعة الفاتر. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يوفر طريقة لاصطياد مختلف صفائف الأعمدة فتل بطريقة فعالة من حيث التكلفة والوقت. سيكون توماس جيرمان، وهو طالب دراسات عليا من مختبرنا، دليل على الإجراء.للبدء، قم بإعداد جهاز ختم البروتوكول. التفاصيل الأساسية لهذا الجهاز ختم في هذا التخطيطي. يتم تركيب لوحة دعم لدعم القالب على مرحلة XY.لختم البلاستيك، مرحلة ثيتا-Z يتحرك بت الحجم الصغير. ليزر يسخن القالب البلاستيكي في طرف البت. وهنا لوحة دعم ودعم بت ختم على مراحل كل منهما.كاميرا فيديو مزودة بهدف 10x يوفر وجهة نظر من ختم من وجهة نظر إلى جانب بت. الحصول على لوحة دعم من الجهاز، جنبا إلى جنب مع قالب ختم. القالب هو قرص الاكريليك، بوصة واحدة في القطر و1-ثمان بوصة سميكة.تأمين ختم القالب إلى لوحة دعم للاستخدام في الجهاز. بعد ذلك ، قم بترجمة بت الختم يدويًا من الطريق لتجنب إتلافه. ثم تأمين لوحة دعم مع القالب إلى مرحلة ختم XY الآلية.مع عناصر تحكم الكمبيوتر، نقل قالب من البلاستيك إلى أن تكون محاذاة ومحورها مع محور بت ختم. الآن ترجمة يدويا بت ختم حتى أنها تقريبا في اتصال مع العفن البلاستيك. استخدام برنامج التحكم في ختم المحوسبة ومراقبة بت.ترجمة بت ختم بزيادات صغيرة حتى تلميح هو في اتصال مع البلاستيك. بعد ذلك، ترجمة بت ختم بعيدا عن العينة. تأكد دائما من أن العفن البلاستيك طبيعي إلى بت.وإلا فإن الركائز لا يكون ارتفاع موحدة بمجرد إنشاء قالب PDMS. يمكن أن تؤثر مرتفعات الدعامة غير الموحدة على اِلمَسَة السائل. بعد ذلك، تعيين معلمات لإنشاء نمط، بما في ذلك طول بكسل، وعمق تجويف، والموقف الأولي.تابع عن طريق تحميل خريطة نقش معدّة. قيمة تدرج الرمادي يشير إلى عمق تجويف المطلوب، مع الأسود يجري الحد الأقصى للعمق تجويف مجموعة. بدء عملية ختم.سيقوم البرنامج بنقل بت إلى المواقع المناسبة باستخدام طول بكسل. سوف بت ختم تجويف وفقا لمعايير مجموعة. مرة واحدة وقد تم إنشاء تجاويف، وإزالة القالب البلاستيك مختومة.هنا هو القالب ختم مباشرة بعد عملية ختم. القالب هو كامل بعد مصقول سطحه مع 9، 000 حصى الصنفرة الرطب الجافة، كما هو الحال مع هذا المثال. الانتقال إلى استخدام القالب لإنشاء صب.في الكواب ، ووضع PDMS مسترومر وعامل علاج في نسبة 10 إلى 1. ثم، مزجها معا تماما لمدة ثلاث دقائق. بعد خلط، ضع القارق في غرفة تم إخلاؤها لإطلاق سراح أي فقاعات الهواء المحاصرين.قبل المتابعة، تأكد من أن الخليط ليس لديه أي فقاعات. بعد ذلك، ضع القالب البلاستيكي المختوم في حاوية مسورة. من الناحية المثالية ، فإن الحاوية لن تكون أكبر بكثير من القطر الخارجي للقالب.بدء صب خليط PDMS في وسط المنطقة مختومة، ودوامة إلى الخارج لتوزيعه على قدم المساواة. ضع الحاوية في غرفة تم إخلاؤها لإطلاق فقاعات الهواء. عند الانتهاء، نقل الحاوية إلى لوحة ساخنة لتسخين درجة حرارة 100 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة.بعد ذلك، دون السماح لبرهة ساخنة لتبرد، سخنيها عند درجة حرارة 65 درجة مئوية لمدة 25 دقيقة. إزالة الحاوية من الحرارة والسماح لPMS لتبرد. انتظر 20 دقيقة للتبريد والعلاج قبل قطع صب من جدار الحاوية.إزالة PDMS من القالب وتخزين قالب من البلاستيك وعينة PDMS في حاويات مغطاة. ومع ذلك، قبل استخدام القالب البلاستيك، تأكد من تنظيف السطح من أي PDMS المتبقية عن طريق وضعه في حمام الماء بالموجات فوق الصوتية لمدة خمس دقائق. تعرف هذه الصورة النقطية بنية فتل مستطيلة.يمثل كل بكسل مربع بطول 100 ميكرومتر. يعني بكسل أسود موحد كل عمود في PDMS سيكون لها نفس الارتفاع تعيين إلى 100 ميكرومتر. هذا هو عرض أعلى من الركائز في PDMS التي تم إنشاؤها باستخدام الصورة النقطية.هذا الرأي الجانبي من حافة يوضح ارتفاع ثابت نسبيا من هيكل فتل. هنا الجانب والأعلى وجهات النظر من هيكل PDMS مع ما يقرب من 70 ميكرومتر طبقة سميكة من الألومنيوم المودعة. مع تطبيق الإيثانول على السطح ، تظهر هذه الهياكل نفسها أدلة على السائل على طول قاعدة الأعمدة.على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة في ديناميات hemiwicking، فإنه يمكن أيضا أن تطبق على أنظمة أخرى، مثل أنابيب الحرارة ونقل الحرارة النانو. بعد هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل قياس التداخل من أجل الإجابة على أسئلة إضافية، مثل كيفية تحديد انحناء الغضروف المفصلي من خلال هيكل فتيل وكيف يؤثر ذلك على تدفق الحرارة في المنطقة. بعد تطورها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال نقل الحرارة على النطاق الصغير لاستكشاف الدور الذي يؤديه شكل منطقة الفيلم الرقيق على الكتل الحرارية.لا تنس أن العمل مع الليزر يمكن أن تكون خطرة للغاية، وأنه ينبغي دائما ارتداء نظارات السلامة الليزر أثناء تنفيذ عملية ختم.

Research

JoVE Journal

Engineering

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

التحقيق ورسم الخرائط أسطح الكهربائي في خلايا الوقود الصلبة أكسيد

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

تلفيق نانو هندسيا إجراء أكاسيد شفافة من ترسب الليزر النبضي

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

الاتصال أحادي الطبقة المنشطات من السيليكون السطوح والأسلاك المتناهية الصغر عن طريق المركبات الفوسفورية العضوية

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

Nanohelices قابلة للدراسات التنبؤية وتعزيز التصور 3D

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

تصنيع واختبار ميكروفلويديك الميكانيكية المذبذبات

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

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

الطباعة تصنيع السائبة متغاير الخلايا الشمسية و<em&gt; في الموقع</em&gt; الصرف توصيف

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

تصنيع وتوصيف الموصلية الرنين

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

3D Printing of Biomolecular Models for Research and Pedagogy

3D طباعة نماذج الجزيئية البيولوجية للبحوث والتربية

The construction of physical three-dimensional (3D) models of biomolecules can uniquely contribute to the study of the structure-function relationship. 3D ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

قابلة للتطوير حل معالجتها استراتيجية تصنيع عالية الأداء، مرنة، أقطاب شفافة مع شبكة معدنية جزءا لا يتجزأ

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

تصنيع سوبيرهيدروفوبيك الأسطح المعدنية لتطبيقات مضادة للتجمد

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...