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

Dette materiale er baseret på forskning delvist sponsoreret af USA Office of Naval Research under Grant No. N00014-15-1-2481 og National Science Foundation under Grant No. 1653396. De synspunkter og konklusioner heri er dem af forfatterne og bør ikke fortolkes som nødvendigvis repræsenterer den officielle politikker eller påtegninger, hverken udtrykt eller underforstået, med US Office of Naval Research, National Science Foundation, eller De Forenede Staters regering.

1. Opret mønstre kort
<ol><li>Bruge en grafik editor, til at oprette det ønskede mønster for de hemiwicking strukturer repræsenteret som et bitmapbillede. Bemærk: Nogle af de fugtspredende design parametre (dvs. vinkel gradient, dybde graduering) kan gøres at være afhængige af gråtoneværdier tildelt til hver pixel. Disse gråtoneværdier er derefter redigeret for at ændre det ønskede parameter.</li>
	<li>Gemme bitmap som en transportabel netværk grafik (png) og opstille fil i en let tilgængeli...

<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>

En metode er blevet indført for at skabe mønstrede søjle arrays for hemiwicking strukturer; Dette opnås ved prægning hulrum på en plastik plade med en gravering apparater, der følger mønstret fra en bitmap, der oprettes af brugeren. En PDMS blanding er derefter hældes, helbredt og overtrukket med en tynd film af aluminium via deposition. Søjle array egenskaber kan tilpasses afhængigt af den grå skala værdi, der er tildelt i bitmappen efter denne protokol. Dette afgørende aspekt af mønstre kan skab...

For nylig har der været øget interesse i at kunne både aktivt og passivt styre befugtning, fordampning, og blanding af væsker. Unikt tekstureret hemiwicking overflader give en roman løsning til køling teknikker, fordi disse tekstureret overflader fungere som en væske (og/eller varme) pumpe uden bevægelige dele. Denne flydende bevægelse er drevet af en kaskade af kapillaritet hændelser i forbindelse med den dynamiske krumning af den flydende tynd-hinde. I almindelighed, når en væske tisser en solid overflade, danner en buet flydende tynd-film (dvs. flydende menisk) hurtigt. Flydende tykkelse og krumning profil udvikler indtil gratis energi minimum er nået. For reference, kan denne dynamiske befugtning profil hurtigt forfald til snese nanometer i tykkelse inden for en spanning (væske-befugtning) længde-skala kun snesevis af mikrometer. Således, denne overgangsperiode (flydende-film) region kan undergå betydelige ændringer i væske-interface krumning. Regionen overgangsbestemmelser (tynd-film) er, hvor næsten alle dynamisk fysik og kemi stammer. Regionen overgangsbestemmelser (tynd-film) er især, hvor maksimal (1) fordampning satser, (2) DIS sammenføjning presset gradienter og (3) hydrostatisk tryk forløb findes1,2. Som et resultat, spille buede væske-film en afgørende rolle i termisk transport, faseadskillelse, flydende ustabilitet og blanding af multi-komponent væsker. For eksempel med hensyn til varmeoverførsel, er de højeste væg varme strømme blevet observeret i denne stærkt buet, overgangsbestemmelser tynd-hinde region3,4,5,6,7.
Nylige hemiwicking undersøgelser har vist, at geometri (fx højde, diameter, osv.) og placering af søjlerne bestemme befugtning front profil og hastighed af væsken løber gennem strukturer8. Som væske forsiden fordamper ud i slutningen af den sidste struktur i en matrix, bibeholdes væske foran på en konstant afstand og krumning, som den fordampede væske erstattes af den væske, der er gemt i den fugtspredende strukturer9. Hemiwicking strukturer har også været brugt i heat-pipes og på kogende overflader til at analysere og forbedre forskellige varme overførsel mekanismer. 10 , 11 , 12.
En metode i øjeblikket brugt til at oprette fugtspredende strukturer er termisk aftryk litografi13. Denne metode udføres ved stempling det ønskede layout i en modstå lag på en silicium skimmel stikprøve med en Termoplastisk polymer stempel og derefter fjerne stempel for at opretholde mikrostrukturer. Når fjernet, sættes prøven gennem en reaktiv ion ætsning proces for at fjerne overskydende modstå lag14,15. Denne proces, men kan være følsomme over for temperatur af fabrikation af de fugtspredende strukturer og omfatter flere trin, der udnytter forskellige belægninger for at sikre nøjagtigheden af den fugtspredende strukturer16. Det er også sådan, at litografi teknikker ikke er praktisk for makro-skala mønster; mens de stadig give en måde at skabe et mønster af mikrostrukturer på en overflade, er overførselshastigheden af denne procedure langt mindre end ideel til store reproduktion. I betragtning af store, reproducerbare texturering, såsom spin eller dip belægning, der er en iboende mangel styrbar mønstre. Disse metoder opretter en tilfældig array af mikrostrukturer på target overflade men kan skaleres til at omfatte langt større områder end traditionelle litografi teknikker17.
Den protokol, der er skitseret i denne betænkning forsøger at kombinere de stærke sider ved traditionelle texturering metoder samtidig samtidig fjerne de specifikke svagheder af hver; Det definerer en måde til at fabrikere brugerdefinerede hemiwicking strukturer i forskellige højder, figurer, retningslinjer og materialer på en makro-skala og med potentielt høj overførselshastighed. Forskellige fugtspredende mønstre kan skabes hurtigt med henblik på optimering af fugtspredende egenskaber, såsom retningsbestemt kontrol af væske velocity, formering og blanding af forskellige væsker. Brug af forskellige fugtspredende strukturer kan også give varierende tynd-hinde tykkelse og krumning profiler, som kan bruges til systematisk undersøgelse kobling mellem varme og masse overførsel med forskellig tykkelse og krumning profiler af væsken menisk.

<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

Hemiwicking er en proces, hvor en væske tisser en mønstrede flade ud over dens normale befugtning længde på grund af en kombination af kapillaritet og imbibition. Fænomenet befugtning er vigtige i mange tekniske områder lige fra fysiologi til aerospace engineering. I øjeblikket eksisterer flere forskellige teknikker for at fabrikere hemiwicking strukturer. Disse konventionelle metoder, men er ofte tidskrævende og er vanskelige at opskalering til store områder eller er vanskelige at tilpasse til særlige, nonhomogeneous mønstre geometrier. Præsenteres protokollen giver forskere med en enkel, skalerbar og omkostningseffektiv metode til at opdigte mikro-mønstrede hemiwicking overflader. Metoden fabrikerer fugtspredende strukturer ved hjælp af stempel udskrivning, Polydimethylsiloxan (PDMS) støbning og tynd-hinde overfladebelægninger. Protokollen er vist for hemiwicking med ethanol på PDMS micropillar arrays belagt med en 70 nm tyk aluminium tynd-film.

Figur 1 giver en skematisk af hvordan den stempling mekanisme ville skabe formen for de fugtspredende strukturer på en plast støber. For at undersøge kvaliteten af den stempling apparater i fremstilling fugtspredende film, blev to forskellige søjle arrays oprettet for at analysere kvaliteten af søjler for fremtidige fugtspredende eksperimenter. Aspekter af apparatet undersøgt blev rigtigheden af højden af søjlerne (med og uden en dybde graduering), kv...

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

En enkel protokol er fastsat for fabrikation af hemiwicking strukturer i varierende størrelser, former og materialer. Protokollen bruger en kombination af fysiske stempling, PDMS molding, og tynd-hinde overflade ændringer via fælles materialer deposition teknikker.

Skalerbar stempel udskrivning og fabrikation af Hemiwicking overflader

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. ...

Denne metode kan hjælpe med at besvare centrale spørgsmål i mikrofluid dynamik feltet, såsom virkningerne af nanostrukturer på en overflade til den tynde film profil og fugtspredende hastighed. Den største fordel ved denne teknik er, at det giver en metode til at fremstille forskellige fugtspredende søjle arrays i en omkostnings-og tidseffektiv måde. Demonstrere proceduren vil være Thomas Germain, en kandidat studerende fra vores laboratorium.For at starte skal du forberede stemplingsenheden til protokollen. De væsentlige detaljer i denne stempling enhed er i denne skematisk. En bagplade til støtte for formen er monteret på en XY scene.For at stemple plast, en Theta-Z fase flytter en mikro størrelse bit. En laser opvarmer plastform på bit spidsen. Her er bagpladen og støtten til stemplingsbittet på deres respektive stadier.Et videokamera udstyret med en 10x mål giver en visning af stempling fra et udsigtspunkt til siden af bit. Få bagpladen fra enheden, sammen med en stempling skimmel. Formen er en akryl disk, en tomme i diameter og en ottendedel tomme tyk.Fastgør stemplingsformen til bagpladen til brug i enheden. Dernæst manuelt oversætte stempling smule ud af vejen for at undgå at beskadige det. Derefter fastgør bagpladen med formen til den motoriserede XY stempling fase.Med computerkontroller skal du flytte plastformen, der skal justeres og centreres med stemplingsbitets akse. Nu manuelt oversætte stempling smule, indtil det er næsten i kontakt med plast skimmel. Brug det edb-stempling kontrolprogram og overvåge bit.Oversæt stemplingsbitet i små trin, indtil spidsen er i kontakt med plasten. Derefter skal du oversætte stemplingsbitet væk fra prøven. Sørg altid for, at plastformen er normal for biddet.Ellers søjlerne vil ikke have ensartet højde, når PDMS skimmel er skabt. Ikke-ensartede søjlehøjder kan påvirke væskens hemiwicking. Tildel derefter parametre til oprettelse af mønsteret, herunder pixellængde, hulrumsdybde og startposition.Fortsæt ved at uploade et forberedt mønsterkort. Gråtoneværdien angiver den ønskede hulrumsdybde, hvor sort er den indstillede maksimale hulrumsdybde. Start stemplingsprocessen.Softwaren vil flytte bit til de korrekte steder ved hjælp af pixel længde. Bitet vil stemple et hulrum i henhold til de indstillede parametre. Når hulrummene er blevet skabt, skal du fjerne den stemplede plastform.Her er den stemplede skimmel umiddelbart efter stemplingsprocessen. Formen er komplet efter dens overflade er poleret med 9,000 grus vådt tørt sandpapir, som med dette eksempel. Gå videre til at bruge formen til at skabe en støbning.I et bægerglas sættes PDMS elastomer og hærdningsmiddel i et forhold på 10 til 1. Derefter blandes dem grundigt i tre minutter. Efter blanding skal bægeret sættes i et evakueret kammer for at frigøre eventuelle fangete luftbobler.Før du fortsætter, skal du sikre dig, at blandingen ikke har nogen bobler. Dernæst placere stemplet plast skimmel i en walled container. Ideelt set ville beholderen ikke være meget større end den ydre diameter af formen.Begynd at hælde PDMS-blandingen ind i midten af det stemplede område, og spiral udad for at distribuere det ligeligt. Anvis beholderen i et evakueret kammer for at frigive luftbobler. Når du er færdig, overføre beholderen til en varmeplade til at opvarme ved 100 grader Celsius i 15 minutter.Efter dette, uden at lade kogepladen til at køle, varme det ved 65 grader Celsius i 25 minutter. Fjern beholderen fra varmen, og lad PDMS køle af. Vent 20 minutter til afkøling og hærdning, før støbning fra beholderen væggen.Fjern PDMS fra formen og gemme plast skimmel og PDMS prøve i overdækkede beholdere. Men før du bruger plast skimmel, sørg for at rense overfladen af eventuelle resterende PDMS ved at placere den i en ultralyd vandbad i fem minutter. Denne bitmap definerer en rektangulær fugtspredende struktur.Hver pixel repræsenterer en firkant med en sidelængde på 100 mikrometer. De ensartet sorte pixel betyder, at hver søjle i PDMS vil have samme højde indstillet til 100 mikrometer. Dette er en topvisning af søjlerne i pdms, der er oprettet med bitmapet.Denne sidevisning fra en kant viser den relativt ensartede højde af den fugtspredende struktur. Her er side og top visninger af en PDMS struktur med en ca 70 mikrometer tykt lag af deponeret aluminium. Med anvendelsen af ethanol på overfladen, de samme strukturer viser tegn på væsken langs bunden af søjlerne.Selv om denne metode kan give indsigt i hemiwicking dynamik, kan det også anvendes på andre systemer, såsom varmerør og nanoskala varmeoverførsel. Efter denne procedure, andre metoder som interferometri kan udføres for at besvare yderligere spørgsmål, som hvordan krumning af menisken bestemmes af den fugtspredende struktur, og hvordan det påvirker varmeffluksen i regionen. Efter det udvikling, banede denne teknik vejen for forskere inden for mikroskala varmeoverførsel at udforske den rolle, som formen af den tynde film region har på varmeblokke.Glem ikke, at arbejde med lasere kan være yderst farligt, og at laser sikkerhedsbriller altid bør bæres, mens stempling processen udføres.

Research

JoVE Journal

Engineering

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Sondering og kortlægning elektrodeoverflader i Solid Oxide Fuel Cells

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

Fremstilling af Nano-manipuleret ledende gennemsigtige Oxider af Impuls Laser Deposition

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

Enkeltlags Kontakt doping af silicium overflader og nanotråde Brug organophosphorforbindelser

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

Skalerbar Nanohelices for Predictive Studier og Udvidet 3D-visualisering

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

Fabrikation og Test af Mikrofluidenheder optomekaniske oscillatorer

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

Udskrivning Fabrikation af Bulk heterojunction solceller og<em&gt; In Situ</em&gt; Morfologi Karakterisering

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

Fremstilling og karakterisering af superledende Resonatorer

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 Printing af biomolekylære modeller for forskning og Pædagogik

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

Scalable Solution-Processed Fabrication Strategi for High Performance, Fleksibel, Transparent Elektroder med Embedded Metal Mesh

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

Fabrikation af Superhydrophobic Metal overflader for anti-Icing applikationer

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 ...