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 materialet er basert på forskning delvis sponset av United States Office of Naval Research under Grant nr. N00014-15-1-2481 og National Science Foundation under Grant No. 1653396. Synspunkter og konklusjoner heri er de av forfatterne, og bør ikke tolkes som nødvendigvis den offisielle politikk eller påtegninger, enten direkte eller indirekte, av amerikanske Office of Naval Research, National Science Foundation, eller Myndighetene i USA.

1. Opprett mønster kartet
<ol><li>Bruk en grafikk editor å opprette ønsket mønsteret hemiwicking strukturer som et punktgrafikkbilde. Merk: Noen av fuktspredende design parameterne (dvs. vinkel gradering, dybde gradering) kan gjøres for å være avhengig for gråtoneverdiene tilordnet hver piksel. Disse gråtoneverdier er redigert for å endre den ønskede parameteren.</li>
	<li>Lagre punktgrafikken transportabel nettverk grafikk (PNG), og plassere filen i en lett tilgjengelig mappe.</li>
</ol><p class...

<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 blitt introdusert for å lage mønstret pilar matriser for hemiwicking strukturer; Dette oppnås ved å prege hulrom på en plast wafer med et gravering apparat etter mønster fra punktgrafikk opprettet av brukeren. En PDMS blanding deretter helles, herdet og belagt med en tynn film av aluminium via deponering. Pilar matrise egenskapene kan tilpasses avhengig av gråtoner verdien som er tilknyttet i punktgrafikk etter denne protokollen. Dette avgjørende aspektet av mønstre kan opprette en rekke mu...

Nylig har det vært økt interesse i å kunne både aktivt og passivt styre fukting, fordamping, og blanding av væsker. Unikt teksturerte hemiwicking flater gir en ny løsning for kjøleteknikker fordi disse strukturerte overflater fungere som en væske (og/eller varme) pumpe uten bevegelige deler. Denne flytende bevegelse er drevet av en kaskade av kapillær handling hendelser knyttet til dynamisk Bøyningen på den flytende tynn-filmen. Generelt, når en væske wets en solid overflate, skjemaer en buet flytende tynn-film (dvs. flytende menisk) raskt. Flytende tykkelse og kurvatur profil utvikle seg til gratis-energi minimum er nådd. For referanse, kan dynamisk wetting profilen raskt decay titalls nanometer tykkelse i en spenner (væske-wetting) lengde-skala fra eneste titalls mikrometer. Derfor kan denne overgangsperioden (flytende-film) regionen gjennomgå betydelige endringer i væske-grensesnittet kurvatur. Overgang (tynn-film) regionen er der nesten alle dynamiske fysikk og kjemi stammer. Spesielt er overgangsreglene (tynn-film) regionen der maksimal (1) fordampning priser, (2) dis begynte press graderinger og (3) hydrostatisk trykk graderinger er funnet1,2. Som et resultat, spiller buede væske-filmer en viktig rolle i termisk transport, fase separasjon, flytende ustabilitet og blanding av multi-komponent væsker. For eksempel med hensyn til varmeoverføring, har de høyeste veggen varme flukser blitt observert i denne svært buede, overgangsreglene tynn-film regionen3,4,5,6,7.
Hemiwicking studier har vist at geometri (f.eks høyde, diameter, etc.) og plassering av pilarene bestemmer wetting foran profil og hastigheten av væsken gjennom strukturer8. Som flytende forsiden er fordampe på slutten av siste strukturen i en matrise og vedlikeholdes flytende foran på en bestemt avstand og kurvatur, som fordampet væske blir erstattet av væsken lagret i fuktspredende strukturer9. Hemiwicking strukturer har også brukt i varme rør og kokende overflater å analysere og forbedre ulike varme overføring mekanismer. 10 , 11 , 12.
En metode som brukes til å opprette fuktspredende strukturer er termisk forlaget litografi13. Denne metoden er utført av stempling utformingen til motstå lag på en silicon formen utvalg med en termoplastisk polymer-stempel, og deretter fjerne stempel for å opprettholde microstructures. Når fjernet, blir prøven satt gjennom en reaktiv ion etsing prosessen for å fjerne noen av de overskytende motstå lag14,15. Denne prosessen, men kan være følsomme for temperaturen på fabrikasjon av fuktspredende strukturer og omfatter flere trinn som bruker ulike belegg for å sikre nøyaktigheten av fuktspredende strukturer16. Det er også slik at litografi teknikker ikke er praktisk for makro-skala mønstre; mens de fortsatt gir en måte å lage et mønster av microstructures på en overflate, er gjennomstrømningen av denne prosedyren langt mindre enn ideell for store reproduksjon. Vurderer store, reproduserbare teksturering, som spin eller dip belegg, det er en iboende mangel på kontrollerbar mønstre. Disse metodene oppretter et tilfeldig utvalg av microstructures på målet overflaten men kan skaleres for å dekke vesentlig større områder enn tradisjonelle litografi teknikker17.
Protokollen skissert i denne rapporten forsøker å kombinere styrken av tradisjonelle teksturering metoder mens de samtidig eliminerer bestemt svakheter av hver; den definerer en måte å dikte tilpasset hemiwicking strukturer i ulike høyder, figurer, orientering og materialer i makro-skala og med potensielt høy gjennomstrømning. Ulike fuktspredende mønstre kan opprettes raskt for optimalisering av fuktspredende egenskaper, for eksempel retningskontroll væske hastighet, overføring og blanding av ulike væsker. Bruk av ulike fuktspredende strukturer kan også gi ulik tynn-film tykkelse og kurvatur profiler, som kan brukes til systematisk studie koblingen mellom varme og masse overføring med ulik tykkelse og kurvatur profiler av 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 prosess der en væske wets en mønstret overflate utover normal wetting lengden på grunn av en kombinasjon av kapillær handling og imbibition. Dette wetting fenomenet er viktig i mange tekniske felt mellom fysiologi luftfartsteknologi. For tiden finnes flere ulike teknikker for fabrikasjon hemiwicking strukturer. Disse konvensjonelle metoder, men ofte tidkrevende og vanskelig å skalere opp for store områder eller er vanskelig å tilpasse for bestemt, nonhomogeneous mønstre geometri. Presentert protokollen gir forskere med en enkel, skalerbar og kostnadseffektiv metode for fabrikasjon mikro-mønstret hemiwicking overflater. Metoden fabricates fuktspredende strukturer ved hjelp av stempeltrykk, polydimethylsiloxane (PDMS) molding og tynn-film overflate belegg. Protokollen er demonstrert for hemiwicking med etanol på PDMS micropillar matriser belagt med en 70 nm tykk aluminium tynn-film.

Figur 1 gir en skjematisk av hvordan stempling mekanismen ville opprette en form for fuktspredende strukturer på en plast mold. For å undersøke kvaliteten på stempling apparatet i produksjon fuktspredende filmer, ble to forskjellige pilar matriser opprettet for å analysere kvaliteten av pilarene for senere fuktspredende eksperimenter. Aspekter av apparatet undersøkt var nøyaktigheten av høyden på søylene (med og uten dybde gradering), kvaliteten på...

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 protokoll er gitt til fabrikasjon av hemiwicking strukturer av varierende størrelse, former og materialer. Protokollen bruker en kombinasjon av fysiske stempling, PDMS molding og tynn-film overflaten endringer via vanlige materialer deponering teknikker.

Skalerbar stempeltrykk og fabrikasjon av Hemiwicking overflater

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 metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål i mikrofluiddynamikkfeltet, for eksempel effekten av nanostrukturer på en overflate til tynnfilmprofilen og fukttransporterende hastighet. Den største fordelen med denne teknikken er at den gir en metode for å fremstille ulike fukttransporterende søylearrayer på en kostnad og tidseffektiv måte. Å demonstrere prosedyren vil være Thomas Germain, en utdannet student fra laboratoriet vårt.For å starte, klargjør stempleenheten for protokollen. De viktigste detaljene for denne stemplingsenheten er i denne skjematiske. En bakplate for å støtte formen er montert på et XY-stadium.For å stemple plasten flytter et Theta-Z-stadium en mikrostørrelsesbit. En laser varmer plastformen på bitspissen. Her er bakplaten og støtten til stemplingsbiten på sine respektive stadier.Et videokamera utstyrt med et 10x mål gir en visning av stempling fra et utsiktspunkt til siden av biten. Få bakplaten fra enheten, sammen med en stempling mold. Formen er en akrylplate, en tomme i diameter og en åttende tommers tykk.Fest stemplingsformen til bakplaten for bruk i enheten. Deretter oversetter du stemplebiten manuelt ut av veien for å unngå å skade den. Fest deretter bakplaten med formen til det motoriserte XY-stempelstadiet.Med datakontrollene flytter du plastformen som skal justeres og midtstilles med aksen til stemplingsbiten. Nå oversetter du stempelbiten manuelt til den er nesten i kontakt med plastformen. Bruk det datastyrte stemplingskontrollprogrammet og overvåk biten.Oversett stemplingsbiten i små trinn til spissen er i kontakt med plasten. Deretter oversetter du stemplingsbiten bort fra prøven. Sørg alltid for at plastformen er normal for bittet.Ellers vil søylene ikke ha ensartet høyde når PDMS-formen er opprettet. Ikke-ensartede søylehøyder kan påvirke hemiwicking av væsken. Deretter tilordner du parametere for å opprette mønsteret, inkludert piksellengde, hulromsdybde og startposisjon.Fortsett med å laste opp et forberedt mønsterkart. Gråtoneverdien indikerer ønsket hulromsdybde, med svart som den innstilte maksimale hulromsdybden. Start stemplingsprosessen.Programvaren vil flytte biten til de riktige stedene ved hjelp av piksellengden. Bittet vil stemple et hulrom i henhold til de innstilte parametrene. Når hulrommene er opprettet, fjern den stemplede plastformen.Her er den stemplede formen umiddelbart etter stemplingsprosessen. Formen er komplett etter at overflaten er polert med 9000 grus våt tørr sandpapir, som med dette eksemplet. Gå videre for å bruke formen til å lage en molding.I et beger, sett PDMS elastomer og herdingsmiddel i et 10 til 1-forhold. Bland dem deretter grundig i tre minutter. Etter blanding, plasser begeret i et evakuert kammer for å frigjøre eventuelle fanget luftbobler.Før du fortsetter, sørg for at blandingen ikke har noen bobler. Deretter plasserer du den stemplede plastformen i en inngjerdet beholder. Ideelt sett ville beholderen ikke være mye større enn den ytre diameteren på formen.Begynn å helle PDMS-blandingen i midten av det stemplede området, og spiral utover for å fordele den likt. Plasser beholderen i et evakuert kammer for å frigjøre luftbobler. Når du er ferdig, overfør beholderen til en kokeplate for å varme ved 100 grader Celsius i 15 minutter.Etter det, uten å la kokeplaten avkjøles, varme den ved 65 grader Celsius i 25 minutter. Fjern beholderen fra varme og la PDMS avkjøles. Vent 20 minutter for kjøling og herding før du kutter støpingen fra beholderveggen.Fjern PDMS fra formen og lagre plastformen og PDMS-prøven i dekkede beholdere. Men før du bruker plastformen, må du sørge for å rengjøre overflaten av eventuelle gjenværende PDMS ved å plassere den i et ultralydvannbad i fem minutter. Denne punktgrafikken definerer en rektangulær fukttransport struktur.Hver piksel representerer en firkant med en sidelengde på 100 mikrometer. De jevnt svarte pikslene betyr at hver søyle i PDMS vil ha samme høyde satt til 100 mikrometer. Dette er en toppvisning av søylene i PDMS opprettet med punktgrafikken.Denne sidevisningen fra en kant demonstrerer den relativt konsekvente høyden på den fukttransporterende strukturen. Her er side- og toppvisninger av en PDMS-struktur med et ca. 70 mikrometer tykt lag av avsekomt aluminium. Ved bruk av etanol til overflaten viser de samme strukturene tegn på væsken langs bunnen av søylene.Selv om denne metoden kan gi innsikt i hemiwicking dynamikk, kan den også brukes på andre systemer, for eksempel varmerør og nanoskala varmeoverføring. Etter denne prosedyren kan andre metoder som interferometri utføres for å svare på flere spørsmål, som hvordan kurvaturen av menisken bestemmes av den fukttransporterende strukturen og hvordan det påvirker varmefluksen i regionen. Etter utviklingen banet denne teknikken vei for forskere innen mikroskala varmeoverføring for å utforske hvilken rolle formen på tynnfilmregionen har på varmeblokkene.Ikke glem at arbeid med lasere kan være ekstremt farlig, og at laser vernebriller bør alltid brukes mens stemplingsprosessen utføres.

Research

JoVE Journal

Engineering

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Sondering og kartlegging Elektrode Overflater 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

Fabrikasjon av Nano-konstruert transparent gjennomføre Oksider av pulset laser Nedfall

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

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

Skalerbare Nanohelices for prediktiv Studier og forbedret 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

Fabrikasjon og testing av Microfluidic 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

Utskrift Fabrikasjon av Bulk hetero 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

Fabrikasjon og karakterisering av 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-utskrift av biomolekylære Modeller for forskning og pedagogikk

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

Skalerbar løsning-behandlet Fabrication Strategy for High-Performance, Fleksibel, Transparent Elektroder med innebygd 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

Fabrikasjon av Superhydrophobic metallflater for anti-glasur programmer

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 ...