Name: scalable stamp printing and fabrication of hemiwicking surfaces
Uploaded: 2018-12-18T13:00:00
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Questo materiale è basato sulla ricerca parzialmente sponsorizzato da United States Office of Naval Research Grant No. N00014-15-1-2481 e National Science Foundation Grant No. 1653396. Le viste e le conclusioni contenute nel presente documento sono quelle degli autori e non devono essere interpretate come necessariamente che rappresentano le politiche ufficiali o specializzazioni, sia espressa o implicita, di US Office of Naval Research, la National Science Foundation, o il governo degli Stati Uniti.

1. creare la mappa di campitura
<ol><li>Utilizzando un editor di grafica, creare il modello desiderato per le strutture di hemiwicking rappresentato come immagine bitmap. Nota: Alcuni dei parametri design traspirante (cioè, angolo di pendenza, pendenza di profondità) può essere fatto per essere dipendente dai valori di scala di grigi assegnati a ciascun pixel. Questi valori di scala di grigi vengono quindi modificati al fine di modificare il parametro desiderato.</li>
	<li>Salvare l'immagine bitmap come ...

<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. 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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>

Un metodo è stato introdotto per creare matrici di pilastro modellato per strutture hemiwicking; Questa operazione viene eseguita da imprinting cavità su un wafer di plastica con un apparato di incisione che segue patterning da una bitmap creata dall'utente. Una miscela PDMS è poi versata, cured e rivestita con un sottile strato di alluminio tramite deposizione. Le caratteristiche di matrice pilastro possono essere personalizzate a seconda del valore di scala di grigi che viene assegnato nella bitmap seguendo...

Recentemente c'è stato interesse aumentato nel riuscire a sia attivamente e passivamente la bagnatura, evaporazione, di controllo e miscelazione dei fluidi. Le superfici in modo univoco martellata hemiwicking forniscono una soluzione di romanzo per tecniche di raffreddamento perché queste superfici strutturate agiscono come una pompa di liquido (e/o calore) senza parti in movimento. Questo fluido movimento è guidato da una cascata di eventi azione capillare associata con la curvatura dinamica del liquido thin-film. In generale, quando un liquido bagna una superficie solida, un curvato liquido film sottile (i.e., menisco liquido) forma rapidamente. Il profilo di curvatura e spessore fluido evolvere fino a quando non viene raggiunto un minimo di energia libera. Per riferimento, questo profilo dinamico bagnante può decadere rapidamente a decine di nanometri di spessore all'interno di un spanning (fluido-bagnante)-scala di lunghezza di solo le decine di micrometri. Così, questa regione (liquido-pellicola) transitoria può subire cambiamenti significativi nella curvatura di interfaccia liquido. La regione (film sottile) transitoria è dove quasi tutti la dinamica fisica e chimica originario. In particolare, la regione (film sottile) transitoria è dove i tassi di evaporazione di massima (1), (2) dis-giunzione gradienti di pressione e gradienti di pressione (3) idrostatica si trovano1,2. Di conseguenza, curve liquido-pellicole giocano un ruolo fondamentale nel trasporto termico, separazione di fase, instabilità del fluido e la miscelazione di liquidi multi-componente. Per esempio, per quanto riguarda il trasferimento di calore, i flussi di calore più alti muro sono stati osservati in questa regione di film sottile altamente curvo, transitorio3,4,5,6,7.
Recenti studi di hemiwicking hanno dimostrato che la geometria (ad esempio, altezza, diametro, ecc.) e il posizionamento dei pilastri determinare il profilo anteriore di bagnatura e la velocità del fluido che attraversa le strutture8. Come parte anteriore liquido evapora fuori la fine dell'ultima struttura in una matrice, la parte anteriore di fluido viene mantenuta a una distanza costante e curvatura, come il fluido evaporato viene rimpiazzato dal fluido memorizzato nel wicking strutture9. Strutture di Hemiwicking sono stati utilizzati in tubi di calore e sulle superfici bollente per analizzare e migliorare i meccanismi di trasferimento di calore differente. 10 , 11 , 12.
Un metodo attualmente utilizzato per creare strutture di traspirazione è impronta termica Litografia13. Questo metodo viene eseguito da stampaggio il layout desiderato in uno strato di fotoresist su un campione di stampo di silicone con un timbro di polimero termoplastico, quindi rimuovere il timbro per mantenere le microstrutture. Una volta rimosso, il campione è messo attraverso un ione reattivo mordenzatura per rimuovere qualsiasi di resistere in eccesso strato14,15. Questo processo, tuttavia, può essere sensibile alla temperatura di fabbricazione delle strutture wicking e include più passaggi che utilizzano vari rivestimenti per garantire l'accuratezza delle strutture wicking16. È anche il caso che non sono pratici per macro-scala patterning; tecniche di Litografia mentre ancora forniscono un modo per creare un modello di microstrutture su una superficie, la velocità effettiva di questa procedura è molto meno di ideale per la riproduzione su larga scala. Considerando su larga scala, riproducibile texturing, come rivestimento di spin o tuffo, c'è una mancanza intrinseca di patterning controllabile. Questi metodi, creano una matrice casuale di microstrutture sulla superficie di destinazione ma possono essere regolati per coprire aree notevolmente più grandi rispetto a tecniche di Litografia tradizionale17.
Il protocollo descritto all'interno di questa relazione tenta di combinare i punti di forza dei metodi tradizionali di testurizzazione eliminando contemporaneamente le specifiche debolezze di ciascuno; definisce un modo per fabbricare strutture personalizzate hemiwicking di varie altezze, forme, orientamenti e materiali su scala macro e con potenzialmente elevato throughput. Vari modelli wicking possono essere rapidamente creati allo scopo di ottimizzazione di wicking caratteristiche, come il controllo direzionale della velocità del fluido, la propagazione e la miscelazione di fluidi diversi. L'utilizzo di differenti strutture traspirante in grado di fornire anche diverso film sottile spessore e curvatura profili, che possono essere usati per studiare sistematicamente l'accoppiamento tra calore e trasferimento di massa con diverso spessore e curvatura del liquido menisco.

<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 è un processo dove un liquido bagna una superficie modellata oltre la sua lunghezza di bagnatura normale a causa di una combinazione di capillarità e imbibizione. Questo fenomeno di bagnatura è importante in molti settori tecnici che vanno dalla fisiologia per ingegneria aerospaziale. Attualmente, diverse tecniche esistano per la realizzazione di strutture hemiwicking. Questi metodi convenzionali, tuttavia, sono spesso molto tempo e sono difficili da scalabilità per grandi aree o sono difficili da personalizzare per geometrie specifiche, nonhomogeneous patterning. Il protocollo presentato fornisce i ricercatori con un semplice, scalabile e conveniente metodo per la realizzazione di superfici micro-fantasia hemiwicking. Il metodo fabbrica wicking strutture attraverso l'uso di timbro stampa, polidimetilsilossano (PDMS) stampaggio e rivestimenti di superficie di film sottile. Il protocollo è dimostrato per hemiwicking con etanolo sulle matrici di micropillar PDMS ricoperto di 70 nm in alluminio di spessore sottile-film.

Figura 1 fornisce uno schema di come il meccanismo di timbratura sarebbe creare lo stampo per le strutture traspirante su uno stampo di plastica. Per studiare la qualità dell'apparato stampaggio nella produzione di film traspirante, due matrici diverse pilastro sono state create per analizzare la qualità dei pilastri per futuri esperimenti anti-umidità. Aspetti dell'apparato studiato erano la precisione dell'altezza dei pilastri (con e senza un gradiente d...

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Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

Un semplice protocollo è fornito per la realizzazione di strutture di hemiwicking di varie dimensioni, forme e materiali. Il protocollo utilizza una combinazione di fisica stampaggio, stampaggio PDMS e modifiche di superficie di film sottili tramite comuni materiali tecniche di deposizione.

Stampa timbro scalabile e fabbricazione delle superfici Hemiwicking

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. ...

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della dinamica dei microfluidi, come gli effetti delle nanostrutture su una superficie al profilo del film sottile e alla velocità di assorbimento. Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce un metodo per fabbricare vari array di pilastri traspiranti in modo efficiente in termini di costi e tempo. A dimostrare la procedura sarà Thomas Germain, uno studente laureato del nostro laboratorio.Per avviare, preparare il dispositivo di stampaggio per il protocollo. I dettagli essenziali di questo dispositivo di stampaggio sono in questo schema. Una piastra di supporto per sostenere lo stampo è montata su uno stadio XY.Per timbrare la plastica, uno stadio Theta-Z muove un bit di micro dimensioni. Un laser riscalda lo stampo di plastica sulla punta del morso. Ecco la piastra di supporto e il supporto per la parte di stampaggio sulle rispettive fasi.Una videocamera dotata di un obiettivo 10x offre una vista della stampaggio da un punto di vista al lato del bit. Ottenere la piastra di supporto dal dispositivo, insieme a uno stampo di stampaggio. Lo stampo è un disco acrilico, di un pollice di diametro e uno spesso un ottavo di pollice.Fissare lo stampo di stampaggio alla piastra di supporto per l'uso nel dispositivo. Successivamente, tradurre manualmente il bit di stampaggio per evitare di danneggiarlo. Quindi fissare la piastra di supporto con lo stampo alla fase di stampaggio XY motorizzata.Con i comandi del computer, spostare lo stampo di plastica per allinearlo e centrarlo con l'asse del bit di stampaggio. Ora traduci manualmente il bit di stampaggio fino a quando non è quasi a contatto con lo stampo di plastica. Utilizzare il programma di controllo stampaggio computerizzato e monitorare il bit.Traslare il bit di stampaggio in piccoli incrementi fino a quando la punta non è a contatto con la plastica. Successivamente, tradurre il bit di stampaggio lontano dal campione. Assicurarsi sempre che lo stampo di plastica sia normale alla parte.Altrimenti i pilastri non avranno un'altezza uniforme una volta creato lo stampo PDMS. Altezze non uniformi del pilastro potrebbero influire sull'emiwicking del fluido. Assegnare quindi parametri per la creazione della serie, tra cui la lunghezza dei pixel, la profondità della cavità e la posizione iniziale.Continuare caricando una mappa di creazione di modelli preparata. Il valore in scala di grigi indica la profondità della cavità desiderata, con il nero che è la profondità massima impostata della cavità. Avviare il processo di stampaggio.Il software sposterà il bit nelle posizioni corrette utilizzando la lunghezza dei pixel. Il bit stamperà una cavità in base ai parametri impostati. Una volta create le cavità, rimuovere lo stampo di plastica stampato.Ecco lo stampo timbrato subito dopo il processo di stampaggio. Lo stampo è completo dopo che la sua superficie è stata lucidata con carta vetrata secca bagnata da 9.000 graniglia, come con questo esempio. Spostate per utilizzare lo stampo per creare uno stampaggio.In un bicchiere, mettere l'elastomero PDMS e l'agente polimerizzante in un rapporto 10 a 1. Quindi, mescolarli accuratamente per tre minuti. Dopo la miscelazione, posizionare il becher in una camera evacuata per rilasciare eventuali bolle d'aria intrappolate.Prima di procedere, assicurarsi che la miscela non abbia bolle. Quindi, posizionare lo stampo di plastica stampato in un contenitore re murato. Idealmente, il contenitore non sarebbe molto più grande del diametro esterno dello stampo.Inizia a versare la miscela PDMS al centro dell'area stampata e spirale verso l'esterno per distribuirla equamente. Posizionare il contenitore in una camera evacuata per rilasciare bolle d'aria. Al termine, trasferire il contenitore su una piastra calda per riscaldare a 100 gradi Celsius per 15 minuti.Successivamente, senza lasciare raffreddare la piastra calda, scaldarla a 65 gradi Celsius per 25 minuti. Rimuovere il contenitore dal fuoco e lasciare raffreddare il PDMS. Attendere 20 minuti per il raffreddamento e la polimerizzazione prima di tagliare lo stampaggio dalla parete del contenitore.Rimuovere il PDMS dallo stampo e conservare lo stampo di plastica e il campione PDMS in contenitori coperti. Tuttavia, prima di utilizzare lo stampo in plastica, assicurarsi di pulire la superficie di qualsiasi PDMS residuo posizionandolo in un bagno d'acqua ad ultrasuoni per cinque minuti. Questa bitmap definisce una struttura rettangolare di assorbimento.Ogni pixel rappresenta un quadrato con una lunghezza laterale di 100 micrometri. I pixel uniformemente neri significano che ogni pilastro nel PDMS avrà la stessa altezza impostata su 100 micrometri. Questa è una vista dall'alto dei pilastri nel PDMS creato con la bitmap.Questa vista laterale da uno spigolo dimostra l'altezza relativamente costante della struttura di assorbimento. Ecco le viste laterali e principali di una struttura PDMS con uno strato di alluminio depositato dello spessore di circa 70 micrometri. Con l'applicazione di etanolo sulla superficie, queste stesse strutture mostrano prove del fluido lungo la base dei pilastri.Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulla dinamica di emiwicking, può anche essere applicato ad altri sistemi, come tubi termici e trasferimento di calore su scala nanometrica. Seguendo questa procedura, altri metodi come l'interferometria possono essere eseguiti al fine di rispondere a domande aggiuntive, come come la curvatura del menisco è determinata dalla struttura traspirante e come ciò influisce sul flusso di calore nella regione. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha spianato la strada ai ricercatori nel campo del trasferimento di calore su microscala per esplorare il ruolo che la forma della regione del film sottile ha sui blocchi di calore.Non dimenticare che lavorare con i laser può essere estremamente pericoloso e che gli occhiali di sicurezza laser dovrebbero sempre essere indossati durante l'eseguito il processo di stampaggio.

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Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Fabbricazione di superfici superidrofobiche metalliche per applicazioni Anti-Icing

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 ...