Name: scalable stamp printing and fabrication of hemiwicking surfaces
Uploaded: 2018-12-18T13:00:00
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이 자료는 부여 번호 아래 해군 연구 미국 사무실에 의해 부분적으로 후원 연구 기반 N00014-15-1-2481 고 보조금 번호 1653396에서 국립 과학 재단. 뷰 및 여기에 포함 된 결론 들 저자와 반드시 공식적인 정책 또는 보증, 명시적 또는 묵시적, 미국 오피스 해군 연구, 국립 과학 재단의 중을 나타내는으로 해석 해서는 안 또는 미국 정부입니다.

1. 패턴 지도 만들기
<ol><li>그래픽 편집기를 사용 하 여 비트맵 이미지를 표시 하는 hemiwicking 구조에 대 한 원하는 패턴을 만듭니다. 참고: 일부 wicking 설계 매개 변수 (즉, 각도 기울기, 깊이 그라데이션) 각 픽셀에 할당 된 회색조 값에 종속 되도록 만들 수 있습니다. 회색 음영 값이 다음 원하는 매개 변수를 수정 하려면 편집 됩니다.</li>
	<li>휴대용 네트워크 그래픽 (.png)으로 비트맵을 저...

<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>

Hemiwicking 구조용; 꽃무늬 기둥 배열을 만드는 방법 도입 되었습니다. 이것은 각 인 조각 장치는 사용자가 만든 비트맵에서 패턴화 된 플라스틱 웨이퍼에 충 치에 의해 수행 됩니다. PDMS 혼합물은 부, 치료 그리고 박막 증 착을 통해 알루미늄으로 코팅 된. 기둥 배열 특성이이 프로토콜에 따라 비트맵에서 할당 된 그레이 스케일 값에 따라 사용자 지정할 수 있습니다. 패턴의 중요 한 측면 열 ?...

최근 활발히 그리고 수 동적으로 젖 음, 증발, 조절할 수 있게 되 고 체액의 혼합에 대 한 관심 증가 되었습니다. 독특한 질감된 hemiwicking 표면 질감된 표면 이동 부분 없이 액체 (또는 열) 펌프 역할을 하기 때문에 기술을 냉각을 위한 새로운 솔루션을 제공 합니다. 이 움직임은 액체 얇은 필름의 동적 곡률와 관련 된 모 세관 작업 이벤트의 의해 구동 됩니다. 일반적으로 때 액체 단단한 표면 늦으면, 곡선된 액체 얇은-영화 (즉, 액체 초승달 모양) 급속 하 게 형성 한다. 유체 두께 곡률 프로필 무료 에너지 최소값에 도달할 때까지 진화. 참고로,이 동적 일로 프로필 수 급속 하 게 수십 나노미터의 두께 수십 마이크로미터의 스패닝 (유체-젖 음) 길이 규모 내에 붕괴 됩니다. 따라서,이 전환 (액체 필름) 지역 액체 인터페이스 곡률에 상당한 변화를 받을 수 있습니다. 과도 (박막) 지역은 거의 모든 동적 물리학 및 화학 유래입니다. 특히, 과도 (박막) 지역 최대 (1) 증발 비율, (2) 창피 가입 압력 기온 변화도, 및 (3) 액체 정역학 압력 기온 변화도1,2발견 되는. 그 결과, 곡선된 액체-영화 열 전송, 단계 분리, 유체 불안정성, 및 다 성분 액체의 혼합에 중요 한 역할을 재생 합니다. 예를 들어, 열 전달에 관하여 가장 높은 벽 열 플럭스가 높은 곡선, 과도 박막 지역3,4,5,,67에 관찰 되었습니다.
최근 hemiwicking 연구는 형상 (예를 들어, 높이, 직경, 등) 및 기둥 배치 결정 일로 전면 프로필과 구조8통해 실행 하는 액체의 속도으로 나타났습니다. 유체 전면 배열에서 마지막 구조 끝 증발, 증발된 액체 wicking 구조9에 저장 된 액체에 의해 대체 되는 일정 한 거리와 곡률, 유체 전면 유지 됩니다. Hemiwicking 구조 또한 사용 되었습니다 열 파이프에 끓는 표면에 분석 하 고 다른 열 전달 메커니즘을 강화. 10 , 11 , 12.
현재 wicking 구조를 만드는 데 사용 하는 한 가지 방법은 열 인쇄물 리소 그래피13입니다. 이 방법은 열가 소성 폴리머 스탬프 실리콘 몰드 샘플에 저항 층으로 원하는 레이아웃을 스탬프 다음은 마이크로 구조를 유지 하기 위해 스탬프를 제거 하 여 수행 됩니다. 일단 제거, 샘플 반응성 이온 에칭 초과 저항 레이어14,15중 하나를 제거 하는 과정을 통해 들어가게 된다. 그러나이 프로세스는, wicking 구조의 제조의 온도에 민감한 수 있으며 wicking 구조16의 정확도 보장 하기 위해 다양 한 코팅을 활용 하는 여러 단계를 포함. 그것은 또한 리소 그래피 기술 하지 않은 매크로 스케일 패턴;에 대 한 실용적인 케이스 그들은 여전히 제공 하는 표면에 마이크로 구조의 패턴을 만들 수 있는 방법,이 절차의 처리량 보다 훨씬 대규모 복제에 이상적입니다. 대규모, 재현 텍스처링, 회전 또는 딥 코팅 등을 고려 하면은 제어 패턴의 고유한 부족이 이다. 이러한 방법은 대상 표면에 마이크로 구조의 무작위 배열 만들지만 전통적인 리소 그래피 기술17보다 훨씬 더 큰 영역을 커버를 확장할 수 있습니다.
이 보고서에서 제시 된 프로토콜; 각각의 특정 약점을 동시에 제거 하는 동안 전통적인 텍스처링 방법의 힘을 결합 하려고 그것은 다양 한 높이, 모양, 방향, 및 매크로-규모와 잠재적으로 높은 처리량을 가진 자료의 사용자 지정 hemiwicking 구조를 조작 하는 방법을 정의 합니다. 다양 한 wicking 패턴 최적화 wicking 특성, 유체 속도, 전파, 및 다른 체액의 혼합의 방향 제어 등의 목적으로 신속 하 게 만들 수 있습니다. 다른 wicking 구조체의 사용 또한 다양 한 박막 두께 곡률 프로필 다른 두께와 열 및 대량 전송 사이의 커플링을 체계적으로 공부 하는 데 사용할 수 있습니다. 및 액체의 곡률 프로필을 제공할 수 있습니다. 초승달 모양입니다.

<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 액체의 정상적인 일로 길이 모 세관 작용 및 imbibition의 조합 넘어 패턴화 된 표면을 늦으면 과정 이다. 이 일로 현상 생리학에서 항공 우주 공학에 이르기까지 많은 기술 분야에서 중요 하다. 현재, 몇 가지 다른 기술을 hemiwicking 구조를 날조를 위한 존재 한다. 그러나 이러한 전통적인 방법,, 시간이 소모 되는 고 어려운 넓은 영역에 대 한 최대 규모 또는 특정, nonhomogeneous 패턴 형상에 대 한 사용자 지정 하기가 어렵습니다. 제시 프로토콜에는 간단한, 확장 가능한, 연구자 및 마이크로 패턴 hemiwicking 표면 날조를 위한 비용 효율적인 방법을 제공 합니다. 메서드를 통해 우표 인쇄,입니다 (PDMS) 성형, 및 박막 표면 코팅 wicking 구조 제조. 프로토콜은 hemiwicking는 70 nm 두께 알루미늄 박막으로 코팅 된 PDMS micropillar 배열에 에탄올에 대 한 설명 했다.

그림 1 스탬프 메커니즘 만드는 방법 wicking 구조에 대 한 금형 플라스틱 금형에의 회로도를 제공 합니다. Wicking 필름 제조 스탬프 기구의 품질 조사, 두 개의 다른 기둥 배열 미래 wicking 실험에 대 한 기둥의 품질을 분석 하 창조 되었다. 조사 기구의 측면 했다 (와 깊이 그라데이션 없이) 기둥, PDMS 성형 후 기둥의 품질, 기둥 스퍼터 증 착 처리 후의 품?...

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Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

간단한 프로토콜은 다양 한 크기, 모양 및 물자의 hemiwicking 구조체의 제작을 위해 제공 됩니다. 프로토콜 물리적 스탬프, 성형, PDMS 및 일반적인 재료 증 착 기술을 통해 박막 표면 수정의 조합을 사용 합니다.

확장 가능한 우표 인쇄 및 Hemiwicking 표면의 제조

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. ...

이 방법은 나노 구조가 표면에 박막 프로파일 및 위킹 속도에 미치는 영향과 같은 미세 유체 역학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 비용과 시간 효율적인 방식으로 다양한 사악한 기둥 어레이를 제작하는 방법을 제공한다는 것입니다. 절차를 시연하는 것은 토마스 제르맹, 우리의 실험실에서 대학원생이 될 것입니다.시작하려면 프로토콜에 대한 스탬핑 장치를 준비합니다. 이 스탬핑 장치의 필수 세부 사항은이 회로도에 있습니다. 금형을 지원하는 백플레이트가 XY 스테이지에 장착됩니다.플라스틱에 스탬프를 찍기 위해 테타-Z 스테이지는 마이크로 크기의 비트를 이동합니다. 레이저는 비트 팁에서 플라스틱 금형을 가열합니다. 다음은 백업 플레이트와 각 스테이지의 스탬핑 비트에 대한 지원입니다.10배 목표가 장착된 비디오 카메라는 관점에서 비트 의 측면으로 스탬핑을 볼 수 있습니다. 스탬핑 금형과 함께 장치에서 백업 플레이트를 가져옵니다. 금형은 아크릴 디스크, 직경 1인치, 두께 1인치입니다.장치에 사용하기 위해 스탬핑 금형을 백업 플레이트에 고정합니다. 다음으로 스탬핑 비트를 수동으로 변환하여 손상되지 않도록 합니다. 그런 다음 금형으로 백킹 플레이트를 전동 XY 스탬핑 스테이지에 고정합니다.컴퓨터 컨트롤을 사용하면 플라스틱 금형을 스탬핑 비트의 축과 정렬하고 중심으로 이동합니다. 이제 플라스틱 금형과 거의 접촉할 때까지 스탬핑 비트를 수동으로 변환합니다. 전산화된 스탬핑 제어 프로그램을 사용하고 비트를 모니터링합니다.팁이 플라스틱과 접촉할 때까지 스탬핑 비트를 작은 단위로 변환합니다. 그 후 샘플에서 스탬핑 비트를 변환합니다. 항상 플라스틱 금형이 비트에 정상인지 확인합니다.또는 PDMS 금형이 생성되면 기둥의 높이가 균일하지 않습니다. 균일하지 않은 기둥 높이는 유체의 헤미윅에 영향을 미칠 수 있습니다. 다음으로 픽셀 길이, 캐비티 깊이 및 초기 위치를 포함하여 패턴을 만들기 위한 매개 변수를 할당합니다.준비된 패터닝 맵을 업로드하여 계속 합니다. 회색 스케일 값은 원하는 캐비티 깊이를 나타내며, 검은색은 설정된 최대 캐비티 깊이입니다. 스탬핑 프로세스를 시작합니다.이 소프트웨어는 픽셀 길이를 사용하여 적절한 위치로 비트를 이동합니다. 비트는 설정된 매개 변수에 따라 캐비티에 스탬프를 찍습니다. 캐비티가 만들어지면 스탬프가 찍힌 플라스틱 금형을 제거합니다.스탬프 처리 직후 스탬프가 찍힌 금형입니다. 금형은 표면이 9, 000 그루젖은 마른 사포로 연마 된 후 완성됩니다. 몰드를 사용하여 성형을 만듭니다.비커에 PDMS 엘라스토머 및 경화제를 10 대 1 비율로 넣습니다. 그런 다음 3 분 동안 철저히 섞습니다. 혼합 후, 비커를 대피 챔버에 놓고 갇힌 기포를 풀어 놓습니다.진행하기 전에 혼합물에 거품이 없는지 확인합니다. 다음으로 스탬프가 찍힌 플라스틱 몰드를 벽으로 둘러싸인 용기에 넣습니다. 이상적으로, 용기는 금형의 외부 직경보다 훨씬 크지 않을 것입니다.PDMS 혼합물을 스탬핑 영역의 중앙에 붓기 시작하고 바깥쪽으로 나선형으로 나선하여 동등하게 분배합니다. 용기를 대피한 챔버에 놓고 기포를 방출합니다. 완료되면 용기를 핫 플레이트로 옮기고 섭씨 100도에서 15분 동안 가열합니다.그 후, 뜨거운 접시가 식히는 것을 허용하지 않고, 25 분 동안 섭씨 65도에서 가열하십시오. 열에서 용기를 제거하고 PDMS가 냉각할 수 있도록 합니다. 용기 벽에서 성형을 절단하기 전에 냉각 및 경화에 대한 20 분을 기다립니다.금형에서 PDMS를 제거하고 플라스틱 금형 및 PDMS 샘플을 덮은 용기에 보관합니다. 그러나 플라스틱 금형을 사용하기 전에 5 분 동안 초음파 수조에 배치하여 잔류 PDMS의 표면을 청소해야합니다. 이 비트맵은 직사각형 위킹 구조를 정의합니다.각 픽셀은 100 마이크로미터 측면 길이의 사각형을 나타냅니다. 균일하게 검은색 픽셀은 PDMS의 각 기둥이 100 마이크로미터로 설정된 동일한 높이를 의미합니다. 비트맵으로 만든 PDMS의 기둥의 맨 위 보기입니다.가장자리에서 이 측면 뷰는 위킹 구조의 비교적 일관된 높이를 보여줍니다. 다음은 약 70 마이크로미터 두께의 알루미늄층을 가진 PDMS 구조의 측면과 최고 전망입니다. 표면에 에탄올을 적용하면 이러한 동일한 구조는 기둥의 기저근을 따라 유체의 증거를 보여줍니다.이 방법은 헤미윅 역학에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 히트 파이프 및 나노 스케일 열 전달과 같은 다른 시스템에도 적용 될 수 있습니다. 이 절차에 따라, 간섭과 같은 그밖 방법은 반월상연연골의 곡률이 어떻게 위브 구조에 의해 결정되는지 그리고 그 지역에 있는 열 유동성에 어떻게 영향을 미치는지 와 같은 추가 질문에 대답하기 위하여 행해질 수 있습니다. 개발 후, 이 기술은 마이크로 스케일 열 전달 분야의 연구원들이 열 블록에 박막 영역의 모양이 있는 역할을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.레이저로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며 스탬핑 공정이 수행되는 동안 레이저 안전 안경을 착용해야 한다는 것을 잊지 마십시오.

Research

JoVE Journal

Engineering

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

고체 산화물 연료 전지의 전극 표면을 탐색 및 매핑

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

연구

공학

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

의 제작 펄스 레이저 증착에 의해 투명 실시 산화물 나노 설계

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

유기 화합물을 사용하여 실리콘 표면과 나노 와이어의 단층 연락 도핑

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

예측 연구 확장 Nanohelices 향상된 3D 시각화

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

제작 및 미세 유체 광​​ 기계 발진기의 테스트

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

벌크 이종 접합 태양 전지의 인쇄 제작 및<em&gt; 현장에서</em&gt; 형태학 특성

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

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

연구 및 교육학에 대한 생명 모델의 3D 인쇄

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

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

반 장식 응용 프로그램 Superhydrophobic 금속 표면의 제조

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 ...