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

Detta material bygger på forskning delvis sponsrade av USA Office of Naval Research under Grant nr N00014-15-1-2481 och National Science Foundation under Grant nr 1653396. De åsikter och slutsatser häri är författarnas och bör inte tolkas som nödvändigtvis representerar officiella politik eller påskrifter, antingen uttryckliga eller underförstådda, av amerikanska Office of Naval Research, National Science Foundation, eller Förenta staternas regering.

1. skapa mallning karta
<ol><li>Använda en grafikredigerare, skapa det önskade mönstret för de hemiwicking strukturerna representeras som en bitmappsbild. Obs: Vissa fuktspridande design parametrar (dvs vinkeln lutning, djup lutning) kan göras beroende av gråskalevärdena tilldelas varje pixel. Dessa gråskalevärdena är sedan redigeras för att ändra önskad parameter.</li>
	<li>Spara bitmappen som bärbara nätverk grafik (.png) och placera filen i en lättillgänglig mapp.</li>
</ol><p class="jov...

<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 metod har införts för att skapa mönstrade pelaren arrayer för hemiwicking strukturer. Detta sker genom prägling hålrum på en plast wafer med en gravyr apparat som följer mönster från en bitmapp som skapats av användaren. En PDMS blandning hälls sedan, botas och belagda med en tunn film av aluminium via nedfall. Pelaren array egenskaper kan anpassas beroende på gråskalan värdet som tilldelas i bitmappsbilden efter detta protokoll. Detta avgörande aspekt för mallning kan skapa ett brett utbud a...

Nyligen har man ökat intresse för att kunna både aktivt och passivt styra vätning, avdunstning, och blandning av vätskor. Unikt texturerat hemiwicking ytor ger en ny lösning för kylning tekniker eftersom dessa texturerade ytor fungerar som en vätska (eller värme) pump utan rörliga delar. Denna flytande rörelse drivs av en kaskad av kapillärkraften händelser i samband med dynamisk krökning av den flytande thin-filmen. I allmänhet när en vätska kissar en fast yta, bildar snabbt en böjd flytande tunn film (dvs flytande menisken). Flytande tjocklek och krökning profil utvecklas tills fri energi minst nås. För referens, kan denna dynamiska vätning profil snabbt sönderfalla till tiotals nanometer i tjocklek inom en spanning (vätska-vätning) längd-skala bara tiotals mikrometrar. Således kan denna övergångsperiod (vätska-film) region genomgå betydande förändringar i vätska-interface krökning. Övergångsbestämmelser (thin-film) regionen är där nästan alla dynamiska fysik och kemi härrör. Övergångsbestämmelser (thin-film) regionen är särskilt där maximal (1) avdunstningen, (2) dis-gå trycket lutningar och (3) hydrostatiska trycket lutningar finns1,2. Som ett resultat, spelar böjda vätska-filmerna en viktig roll i termisk transport, fasseparation, flytande instabilitet och blandning av flera olika komponenter vätskor. Exempelvis när det gäller värmeöverföring, har högsta väggen värme flödena observerats i denna starkt böjda, övergångsbestämmelser tunnfilms-region3,4,5,6,7.
Senaste hemiwicking studier har visat att geometri (t.ex. höjd, diameter, etc.) och placeringen av pelarna bestämma vätning frontprofilen och hastighet av vätska rinner genom de strukturer8. Som vätska framsidan är indunstning stänga i slutet av den sista strukturen i en matris, bibehålls vätska framsidan på ett konstant avstånd och krökning, som avdunstad vätska ersätts av den vätska som lagras i fuktspridande strukturer9. Hemiwicking strukturer har också använts i heatpipes och på kokande ytor att analysera och förbättra olika värme överföring mekanismer. 10 , 11 , 12.
En metod som används för att skapa fuktspridande strukturer är termisk imprint litografi13. Denna metod utförs av stämpling önskad layout till ett motstå lager på ett silikon mögel prov med en termoplastisk polymer stämpel och sedan ta bort stämpeln för att upprätthålla mikrostrukturer. När tagits bort sätts provet genom en reactive ion etsning process för att ta bort någon av de överskjutande motstå lager14,15. Denna process, men kan vara känsliga för temperaturen på tillverkning av fuktspridande strukturer och omfattar flera steg som utnyttjar olika beläggningar för att säkerställa riktigheten av de fuktspridande strukturer16. Det är också så att litografi tekniker inte är praktiska för makronivå mönstring; medan de ger fortfarande ett sätt att skapa ett mönster av mikrostrukturer på en yta, är genomströmning av detta förfarande långt mindre än idealisk för storskalig reproduktion. Med tanke på storskaliga, reproducerbara texturering, såsom spin eller dopp beläggning, finns det en inneboende brist kontrollerbar mallning. Dessa metoder skapar du en slumpmässiga matris av mikrostrukturer på mål ytan men kan skalas för att täcka betydligt större utrymmen än traditionella litografi tekniker17.
Protokollet beskrivs i detta betänkande försöker kombinera styrkorna hos traditionella texturgivande metoder och samtidigt eliminera särskilda svagheterna i varje; Det definierar ett sätt att fabricera anpassade hemiwicking strukturer på olika höjder, former, riktlinjer och material på en makronivå och med potentiellt hög genomströmning. Olika fuktspridande mönster kan skapas snabbt för optimering av fuktspridande egenskaper såsom riktad kontroll av vätska hastighet, förökning och blandning av olika vätskor. Användningen av olika fuktspridande strukturer kan också ge varierande tunnfilms-tjocklek och krökning profiler, som kan användas för att systematiskt studera kopplingen mellan värme- och massöverföring med olika tjocklek och krökning profiler av vätskan menisken.

<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 är en process där en vätska kissar en mönstrad yta utanför dess normala vätning längd på grund av en kombination av kapillärkraften och uppsugning. Fenomenet vätning är viktig inom många tekniska områden alltifrån fysiologi till flygteknik. För närvarande finns flera olika tekniker för att tillverka hemiwicking strukturer. Dessa konventionella metoder, men är ofta tidskrävande och är svåra att skala upp för stora områden eller är svåra att anpassa för specifika, ickehomogena mallning geometrier. Presenterade protokollet ger forskare med en enkel, skalbar och kostnadseffektiv metod för att fabricera mikro-mönstrad hemiwicking ytor. Metoden fabricerar fuktspridande strukturer med hjälp av stämpelutskrift, Polydimetylsiloxan (PDMS) gjutning och tunnfilms-ytbeläggningar. Protokollet är visat för hemiwicking med etanol på PDMS micropillar matriser belagd med en 70 nm tjock aluminium thin-film.

Figur 1 ger en schematisk bild av hur stämpling mekanismen skulle skapa mögel för fuktspridande strukturer på en plast mögel. För att undersöka kvaliteten på stämpling apparaten i tillverkning fuktspridande filmer, skapades två olika pelare matriser för att analysera kvaliteten på pelarna för framtida fuktspridande experiment. Aspekter av apparater undersökt var noggrannheten av höjden av pelarna (med och utan en djup övertoning), kvaliteten p...

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

Ett enkelt protokoll tillhandahålls för tillverkning av hemiwicking strukturer i varierande storlekar, former och material. Protokollet använder en kombination av fysiska stämpling, PDMS gjutning och tunnfilms-ytmodifieringar via vanliga material nedfall tekniker.

Skalbar stämpelutskrift och tillverkning av Hemiwicking ytor

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. ...

Denna metod kan hjälpa till att besvara viktiga frågor inom mikrofluiddynamikområdet, såsom nanostrukturernas effekter på en yta till tunnfilmsprofilen och den fuktspridande hastigheten. Den största fördelen med denna teknik är att det ger en metod för att fabricera olika wicking pelar arrayer i en kostnad och tidseffektivt sätt. Visar förfarandet kommer att Thomas Germain, en doktorand från vårt laboratorium.Börja med att förbereda stämplingsenheten för protokollet. De väsentliga detaljerna i denna stämplingsanordning finns i denna schematiska. En underlagsplatta som stöd för formen monteras på en XY-scen.För att stämpla plasten, flyttar en Theta-Z-scen en mikrostor bit. En laser värmer plastformen vid bitspetsen. Här är underlagsplattan och stödet för stämplingsbiten på sina respektive scener.En videokamera utrustad med en 10x mål ger en bild av stämpling från en utsiktspunkt till sidan av biten. Få underlagsplattan från enheten, tillsammans med en stämplingsform. Formen är en akrylskiva, en tum i diameter och en åttondel tum tjock.Säkra stämplingsformen till underlagsplattan för användning i enheten. Därefter manuellt översätta stämpling lite ur vägen för att undvika att skada den. Sedan säkra uppbackningsplattan med formen till den motoriserade XY stämplingsstadiet.Med datorn kontroller, flytta plast mögel som skall anpassas och centreras med axeln av stämpling bit. Nu manuellt översätta stämpling lite tills det är nästan i kontakt med plast mögel. Använd det datoriserade stämplingskontrollprogrammet och övervaka biten.Översätt stämplingsbiten i små steg tills spetsen är i kontakt med plasten. Efter det översätt stämplingsbiten bort från provet. Se alltid till att plastformen är normal till biten.Eller annars pelarna inte kommer att ha enhetlig höjd när PDMS mögel skapas. Icke-enhetliga pelarhöjder kan påverka hemiwicking av vätskan. Därefter tilldelar du parametrar för att skapa mönstret, inklusive pixellängd, hålighetsdjup och initialposition.Fortsätt genom att ladda upp en förberedd mönsterkarta. Gråskalans värde anger önskat hålrumsdjup, med svart är det inställda maximalt hålighetsdjup. Starta stämplingsprocessen.Programvaran kommer att flytta bit till rätt platser med hjälp av pixellängd. Biten kommer att stämpla en hålighet enligt de inställda parametrarna. När håligheterna har skapats, ta bort stämplad plast mögel.Här är den stämplade mögel omedelbart efter stämplingsprocessen. Formen är komplett efter dess yta är polerad med 9, 000 grus våt torr sandpapper, som med detta exempel. Gå vidare för att använda formen för att skapa en gjutning.I en bägare, sätta PDMS elastomer och härdningsmedel i en 10 till 1 förhållande. Blanda sedan ihop dem ordentligt i tre minuter. Efter blandning, placera bägaren i en evakuerad kammare för att släppa eventuella fångade luftbubblor.Innan du fortsätter, se till att blandningen inte har några bubblor. Därefter placerar du den stämplade plastformen i en muromgärdad behållare. Helst skulle behållaren inte vara mycket större än den yttre diametern på formen.Börja hälla PDMS blandningen i mitten av det stämplade området, och spiral utåt för att fördela den lika. Placera behållaren i en evakuerad kammare för att släppa ut luftbubblor. När du är klar, överför behållaren till en värmeplatta för att värma vid 100 grader Celsius i 15 minuter.Efter det, utan att låta värmeplattan svalna, värm den i 65 grader Celsius i 25 minuter. Ta bort behållaren från värmen och låt PDMS svalna. Vänta 20 minuter för kylning och härdning innan du klipper formningen från behållaren väggen.Ta bort PDMS från formen och förvara plastmögeln och PDMS-provet i täckta behållare. Men innan du använder plast mögel, se till att rengöra ytan av eventuella kvarvarande PDMS genom att placera den i ett ultraljud vattenbad i fem minuter. Den här bitmappen definierar en rektangulär wickingstruktur.Varje pixel representerar en fyrkant med en 100 mikrometers sidolängd. De jämnt svarta pixlarna innebär att varje pelare i PDMS kommer att ha samma höjd inställd på 100 mikrometer. Detta är en toppvy av pelarna i PDMS-skapas med bitmappen.Denna sidovy från en kant visar den relativt konsekventa höjden på den fuktspridande strukturen. Här är sida och toppvyer av en PDMS-struktur med ett cirka 70 mikrometer tjockt lager av deponerat aluminium. Med tillämpning av etanol till ytan, visar dessa samma strukturer bevis på vätskan längs basen av pelarna.Även om denna metod kan ge insikt i hemiwicking dynamik, det kan också tillämpas på andra system, såsom värmerör och nanoskala värmeöverföring. Efter detta förfarande kan andra metoder som interferometri utföras för att kunna besvara ytterligare frågor, som hur krökningen av menisken bestäms av den fuktspridande strukturen och hur det påverkar värmeflödet i regionen. Efter dets utveckling banade denna teknik vägen för forskare inom området mikroskala värmeöverföring att utforska den roll som formen på den tunna filmen regionen har på värmeblocken.Glöm inte att det kan vara extremt farligt att arbeta med laser, och att lasersäkerhetsglas alltid ska bäras medan stämplingsprocessen utförs.

Research

JoVE Journal

Engineering

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Sondering och Mappa elektrodytorna i fast bränsleceller oxid

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

Tillverkning av Nano-engineered transparent ledande Oxider av pulsad 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

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

Skalbara Nanohelices för Predictive Studier och Enhanced 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

Tillverkning och testning av Microfluidic optomechanical 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

Tryckning Tillverkning av Bulk hetero solceller och<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

Tillverkning och karakterisering av supraledande 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 av biomolekylära modeller för forskning och pedagogik

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

Skalbar lösning-bearbetad tillverkningsstrategi för högpresterande, flexibla, transparenta elektroder med inbyggd metallmask

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

Tillverkning av superhydrofobt metallytor för förhindra isbildning 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 ...