Name: microfluidic fabrication techniques for high-pressure testing of microscale supercritical co2 foam transport in fractured unconventional reservoirs
Uploaded: 2020-07-02T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs at JoVE.co

Wyoming Üniversitesi'nden yazarlar minnetle Su-Hidrokarbon-Kaya Etkileşimleri Merkezi'nin bir parçası olarak destek kabul Konvansiyonel olmayan ve Sıkı Petrol Oluşumları (CMC-UF), BIR Enerji Frontier Araştırma Merkezi ABD Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen, Doe altında Bilim Ofisi (BES) Ödülü DE-SC0019165. Kansas Üniversitesi'nden yazarlar Ulusal Bilim Vakfı EPSCoR Araştırma Altyapı Geliştirme Programı kabul etmek istiyorum: Track -2 Odaklanmış EPSCoR İşbirliği ödülü (OIA-1632892) bu projenin finansmanı için. Yazarlar ayrıca Jindi Sun Kimya Mühendisliği Bölümü, Wyoming Üniversitesi enstrüman eğitimi onu cömert yardım için onların takdir uzatmak. SAA, Wyoming Üniversitesi'nden Kyle Winkelman'a görüntüleme ve UV standlarının yapımına yardım ettiği için teşekkür ediyor. Son ama en az değil, yazarlar minnetle MicroGlass John Wasserbauer kabul, LLC SLE tekniği ile ilgili yararlı tartışmalar için.

DİkKAT: Bu protokol, yüksek basınçlı kurulum, yüksek sıcaklık fırını, tehlikeli kimyasallar ve UV ışığını işlemeyi içerir. Lütfen ilgili tüm malzeme güvenlik veri sayfalarını dikkatle okuyun ve kimyasal güvenlik yönergelerine uyun. Enjeksiyon işlemine başlamadan önce gerekli eğitim, tüm ekipmanların güvenli çalışması, ilgili tehlikeler, acil durum bağlantıları vb. dahil olmak üzere basınç testlerini (hidrostatik ve pnömatik) gözden geçirin.
1. Geomet...

<ol>
	<li>Hyman, J. D., 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=Understanding+hydraulic+fracturing:+a+multi-scale+problem.">Understanding hydraulic fracturing: a multi-scale problem.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences A. 13 (374), 1-15 (2016).</li><li>Middleton, R. S., 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=Shale+gas+and+non-aqueous+fracturing+fluids:+Opportunities+and+challenges+for+supercritical+CO2.">Shale gas and non-aqueous fracturing fluids: Opportunities and challenges for supercritical CO2.</a> Applied Energy. 147 (1), 500-509 (2015).</li><li>Hosseini, H., Tsau, J., Peltier, E., Barati, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lowering+Fresh+Water+Usage+in+Hydraulic+Fracturing+by+Stabilizing+scCO2+Foam+with+Polyelectrolyte+Complex+Nanoparticles+Prepared+in+High+Salinity+Produced+Water.">Lowering Fresh Water Usage in Hydraulic Fracturing by Stabilizing scCO2 Foam with Polyelectrolyte Complex Nanoparticles Prepared in High Salinity Produced Water.</a> SPE-189555-MS. , (2018).</li><li>Gregory, K. B., Vidic, R. D., Dzombak, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+management+challenges+associated+with+the+production+of+shale+gas+by+hydraulic+fracturing.">Water management challenges associated with the production of shale gas by hydraulic fracturing.</a> Elements. 7, 181-186 (2017).</li><li>Ellsworth, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injection-Induced+Earthquakes.">Injection-Induced Earthquakes.</a> Science. 341, 1-8 (2013).</li><li>Hosseini, H., 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=Experimental+and+Mechanistic+Study+of+Stabilized+Dry+CO2+Foam+Using+Polyelectrolyte+Complex+Nanoparticles+Compatible+with+Produced+Water+To+Improve+Hydraulic+Fracturing+Performance.">Experimental and Mechanistic Study of Stabilized Dry CO2 Foam Using Polyelectrolyte Complex Nanoparticles Compatible with Produced Water To Improve Hydraulic Fracturing Performance.</a> Journal of Industrial and Engineering Chemistry Research. 58, 9431-9449 (2019).</li><li>Hosseini, H., Tsau, J. S., Peltier, E., Ghahfarokhi, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+stable+scCO2-high+salinity+brine+interface+for+waterless+fracturing+using+polyelectrolyte+complex+nanoparticles.">Highly stable scCO2-high salinity brine interface for waterless fracturing using polyelectrolyte complex nanoparticles.</a> Abstract Paper of American Chemical Society. 256, (2018).</li><li>Al-Muntasheri, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+Review+of+Hydraulic-Fracturing+Fluids+for+Moderate-+to+Ultralow-+Permeability+Formations+Over+the+Last+Decade.">Critical Review of Hydraulic-Fracturing Fluids for Moderate- to Ultralow- Permeability Formations Over the Last Decade.</a> SPE Production &amp; Operations, SPE-169552. 29 (04), 243-260 (2014).</li><li>Tong, S., Singh, R., Mohanty, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proppant+Transport+in+Fractures+with+Foam-Based+Fracturing+Fluids.">Proppant Transport in Fractures with Foam-Based Fracturing Fluids.</a> SPE-187376-MS. , (2017).</li><li>Fern&#248;, M. A., Eide, &. #. 2. 1. 6. ;., Steinsb&#248;, M., Langlo, S. A. W., Christophersen, A., Skibenes, 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=Mobility+control+during+CO2+EOR+in+fractured+carbonates+using+foam:+Laboratory+evaluation+and+numerical+simulations.">Mobility control during CO2 EOR in fractured carbonates using foam: Laboratory evaluation and numerical simulations.</a> Journal of Petroleum Science and Engineering. 135, 442-451 (2015).</li><li>Middleton, R., Viswanathan, H., Currier, R., Gupta, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+as+a+fracturing+fluid:+Potential+for+commercial-scale+shale+gas+production+and+CO2+sequestration.">CO2 as a fracturing fluid: Potential for commercial-scale shale gas production and CO2 sequestration.</a> Energy Procedia. 63, 7780-7784 (2014).</li><li>Guo, F., Aryana, 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=Improved+sweep+efficiency+due+to+foam+flooding+in+a+heterogeneous+microfluidic+device.">Improved sweep efficiency due to foam flooding in a heterogeneous microfluidic device.</a> Journal of Petroleum Science and Engineering. 164, 155-163 (2018).</li><li>Nazari, N., Hosseini, H., Jyun-Syung, T., Shafer-Peltier, K., Marshall, C., Ye, Q., Ghahfarokhi, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Highly+Stable+Lamella+Using+Polyelectrolyte+Complex+Nanoparticles:+An+Environmentally+Friendly+scCO2+Foam+Injection+Method+for+CO2+Utilization+Using+EOR.">Development of Highly Stable Lamella Using Polyelectrolyte Complex Nanoparticles: An Environmentally Friendly scCO2 Foam Injection Method for CO2 Utilization Using EOR.</a> Fuel. 261, 11636 (2020).</li><li>Nguyen, V. H., Kang, C., Roh, C., Shim, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+CO2+-Mediated+Synthesis+of+CNT@Co3O4+Nanocomposite+and+Its+Application+for+Energy+Storage.">Supercritical CO2 -Mediated Synthesis of CNT@Co3O4 Nanocomposite and Its Application for Energy Storage.</a> Industrial and Engineering Chemistry Research. 55, 7338-7343 (2016).</li><li>Guo, F., Aryana, S. A., Wang, Y., Mclaughlin, J. F., Coddington, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+storage+capacity+of+CO2+in+megaporous+saline+aquifers+using+nanoparticle-stabilized+CO2+foam.">Enhancement of storage capacity of CO2 in megaporous saline aquifers using nanoparticle-stabilized CO2 foam.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 87, 134-141 (2019).</li><li>Guo, F., Aryana, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+investigation+of+nanoparticle-stabilized+CO2+foam+used+in+enhanced+oil+recovery.">An experimental investigation of nanoparticle-stabilized CO2 foam used in enhanced oil recovery.</a> Fuel. 186, 430-442 (2016).</li><li>Guo, F., He, J., Johnson, A., Aryana, 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=Stabilization+of+CO2+foam+using+by-product+fly+ash+and+recyclable+iron+oxide+nanoparticles+to+improve+carbon+utilization+in+EOR+processes.">Stabilization of CO2 foam using by-product fly ash and recyclable iron oxide nanoparticles to improve carbon utilization in EOR processes.</a> Sustainable Energy and Fuels. 1, 814-822 (2017).</li><li>Wang, Y., Shahvali, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrete+fracture+modeling+using+Centroidal+Voronoi+grid+for+simulation+of+shale+gas+plays+with+coupled+nonlinear+physics.">Discrete fracture modeling using Centroidal Voronoi grid for simulation of shale gas plays with coupled nonlinear physics.</a> Fuel. 163, 65-73 (2016).</li><li>Tiggelaar, R. M., Benito-Lopez, F., Hermes, D. C., Rathgen, H., Egberink, R. J. M., Mugele, F. G., Reinhoudt, N. D., van den Berg, A., Verboom, W., Gardeniers, H. J. G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication,+mechanical+testing+and+application+of+high-pressure+glass+microreactor+chips.">Fabrication, mechanical testing and application of high-pressure glass microreactor chips.</a> Chemical Engineering Journal. 131, 163-170 (2007).</li><li>Marre, S., Adamo, A., Basak, S., Aymonier, C., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Packaging+of+Microreactors+for+High+Pressure+and+High+Temperature+Applications.">Design and Packaging of Microreactors for High Pressure and High Temperature Applications.</a> Industrial and Engineering Chemistry Research. 49, 11310-11320 (2010).</li><li>Paydar, O. H., Paredes, C. N., Hwang, Y., Paz, J., Shah, N. B., Candler, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+3D-printed+microfluidic+chip+interconnects+with+integrated+O-rings.">Characterization of 3D-printed microfluidic chip interconnects with integrated O-rings.</a> Sensors Actuators A: Physical. 205, 199-203 (2014).</li><li>Jim&#233;nez-Mart&#237;nez, J., 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=Pore-scale+mechanisms+for+the+enhancement+of+mixing+in+unsaturated+porous+media+and+implications+for+chemical+reactions.">Pore-scale mechanisms for the enhancement of mixing in unsaturated porous media and implications for chemical reactions.</a> Geophysical Research Letters. 42, 5316-5324 (2015).</li><li>Jim&#233;nez-mart&#237;nez, J., Porter, M. L., Hyman, J. D., Carey, J. W., Viswanathan, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixing+in+a+three-phase+system:+Enhanced+production+of+oil-wet+reservoirs+by+CO2+injection.">Mixing in a three-phase system: Enhanced production of oil-wet reservoirs by CO2 injection.</a> Geophysical Research Letters. 43, 196-205 (2016).</li><li>Rognmo, A. U., Fredriksen, S. B., Alcorn, Z. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-to-Core+EOR+Upscaling+for+CO2+Foam+for+CCUS.">Pore-to-Core EOR Upscaling for CO2 Foam for CCUS.</a> SPE Journal. 24, 1-11 (2019).</li><li>Erickstad, M., Gutierrez, E., Groisman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low-cost+low-maintenance+ultraviolet+lithography+light+source+based+on+light-emitting+diodes.">A low-cost low-maintenance ultraviolet lithography light source based on light-emitting diodes.</a> Lab on a Chip. 15, 57-61 (2015).</li><li>Guo, F., Aryana, 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=An+Experimental+Investigation+of+Flow+Regimes+in+Imbibition+and+Drainage+Using+a+Microfluidic+Platform.">An Experimental Investigation of Flow Regimes in Imbibition and Drainage Using a Microfluidic Platform.</a> Energies. 12 (7), 1-13 (2019).</li><li>Burshtein, N., Chan, S. T., Toda-peters, K., Shen, A. Q., Haward, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-printed+glass+microfluidics+for+fluid+dynamics+and+rheology.">3D-printed glass microfluidics for fluid dynamics and rheology.</a> Current Opinion in Colloid &amp; Interface Science. 43, 1-14 (2019).</li><li>Wang, Y., Aryana, S. A., Banerjee, S., Barati, R., Patil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creation+of+Saturation+Maps+from+Two-Phase+Flow+Experiments+in+Microfluidic+Devices.">Creation of Saturation Maps from Two-Phase Flow Experiments in Microfluidic Devices.</a> Advances in Petroleum Engineering and Petroleum Geochemistry. Advances in Science, Technology &amp; Innovation. , 77-80 (2019).</li><li>Hermans, M., Gottmann, J., Riedel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective,+Laser-Induced+Etching+of+Fused+Silica+at+High+Scan-Speeds+Using+KOH.">Selective, Laser-Induced Etching of Fused Silica at High Scan-Speeds Using KOH.</a> Journal of Laser Micro/Nanoengineering. 9, 126-131 (2014).</li><li>Iliescu, C., Jing, J., Tay, F. E. H., Miao, J., Sun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+masking+layers+for+deep+wet+etching+of+glass+in+an+improved+HF/HCl+solution.">Characterization of masking layers for deep wet etching of glass in an improved HF/HCl solution.</a> Surface &amp; Coatings Technology. 198, 314-318 (2005).</li></ol>

Bu çalışma, sağlam, yüksek basınçlı cam mikroakışkan cihazlar oluşturmak için bir üretim platformu ile ilgili bir protokol sunar. Bu çalışmada sunulan protokol, bir torpido kutunun içindeki son üretim adımlarından birkaçını gerçekleştirerek temiz oda ihtiyacını hafifletir. Varsa, kontaminasyon potansiyelini en aza indirmek için bir temiz oda kullanılması önerilir. Ayrıca, etchant seçimi istenilen yüzey pürüzlülüğü dayalı olmalıdır. Etchant yüzey pürüzlülüğünü azaltmak e?...

Hidrolik kırma özellikle sıkı oluşumlarda akışı uyarmak için bir araç olarak oldukça uzun bir süre için kullanılmıştır1. Hidrolik kırılma gerekli su büyük miktarlarda çevresel faktörler ile bileşik, su durumu sorunları2, oluşum hasar3, maliyet4 ve sismik etkileri5. Sonuç olarak, susuz kırma ve köpük kullanımı gibi alternatif kırma yöntemleriilgi artmaktadır. Alternatif yöntemler su kullanımında azalma gibi önemli faydalar sağlayabilir6, suya duyarlı oluşumları ile uyumluluk7, oluşumu nun hiçbir fiş minimal8, kırılma sıvıları yüksek görünür viskozite9, geri dönüşümlülük10, temizleme kolaylığı ve proppant taşıma yeteneği6. CO2 köpük, geleneksel kırma teknikleri6,7,11ile karşılaştırıldığında potansiyel olarak daha küçük bir çevresel ayak izi ile yeraltı petrol sıvıları ve geliştirilmiş CO2 depolama kapasiteleri daha verimli üretimine katkıda bulunan potansiyel bir susuz kırma sıvısıdır.
Optimum koşullar altında, süperkritik CO2 köpük (scCO2 köpük) belirli bir rezervuar minimum miscibility basınç ötesinde basınçlarda (MMP) oluşumun daha az geçirilebilir parçaları içine akışı doğrudan mümkün bir çok temaslı yanlış sistem sağlar, böyle likle süpürme verimliliği ve kaynakların kurtarma iyileştirilmesi12,13. scCO2 difüzivite ve yoğunluk14 gibi sıvı gibi gaz sağlar ve petrol geri kazanımı ve karbon yakalama, kullanım ve depolama (CCUS)13gibi yeraltı uygulamaları için uygundur. Yeraltı köpük bileşenlerinin varlığı CO215uzun süreli depolama sızıntı riskini azaltmaya yardımcı olur. Ayrıca, scCO2 köpük sistemlerinin birleştirilmiş sıkıştırma-termal şok etkileri etkili kırma sistemleri11olarak hizmet verebilir. Yeraltı uygulamaları için CO2 köpük sistemlerinin özellikleri, kum paketi sistemlerinde stabilite ve viskozitesinin karakterizasyonu ve yer değiştirme işlemlerindeki etkinliği3,6,12,15,16,17gibi çeşitli ölçeklerde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Kırık seviyesi köpük dinamiği ve gözenekli ortam ile etkileşimleri, sıkı ve kırık oluşumlarda köpüğün kullanımıyla doğrudan ilgili olan daha az incelenmiştir.
Mikroakışkan platformlar, ilgili mikroölçekli süreçlerin doğrudan görüntülenmesine ve ölçülmesini sağlar. Bu platformlar, kurtarma konularının yanı sıra gözenek ölçekli fenomenleri incelemek için hidrodinamik ve kimyasal reaksiyonların gerçek zamanlı kontrollerini sağlar.1. Kırık sistemleri taklit eden mikroakışkan cihazlarda ve sıkı oluşumlardan yağ geri kazanımıile ilgili kırık-mikroçatlak-matris iletken yollarda köpük üretimi, yayılımı, taşınması ve dinamiği görselleştirilebilir. Kırık ve matris arasındaki sıvı değişimi doğrudan geometriye uygun olarak ifade edilir18, bu nedenle basit ve gerçekçi temsillerin önemini vurgulayarak. Çeşitli süreçleri incelemek için yıllar içinde bir dizi ilgili mikroakışkan platform geliştirilmiştir. Örneğin Tigglaar ve iş arkadaşları, mikroreaktörlere bağlı cam kılcal damarlardan akan akışı test etmek için liflerin düzlem içi bağlantısı yla cam mikroreaktör cihazlarının imalatını ve yüksek basınç testlerini tartışıyorlar.19. Tahvil muayenesi, basınç testleri ve yerinde reaksiyon izleme ile ilgili bulgularını 1H NMR spektroskopisi. Bu nedenle, onların platformu nispeten büyük enjeksiyon oranları için uygun olmayabilir, geçirilebilir ortamda karmaşık sıvıların yerinde görselleştirme için çok fazlı sıvı sistemlerinin ön nesil. Marre ve iş arkadaşları yüksek basınçlı kimya ve süperkritik sıvı süreçlerini araştırmak için bir cam mikroreaktör kullanımını tartışmak20. Bunlar, yük altındaki modüler cihazların mekanik davranışını keşfetmek için gerilim dağılımının sonlu eleman simülasyonu olarak sonuçları içerir. Değiştirilebilir mikroreaktör imalatı için kalıcı olmayan modüler bağlantılar kullanırlar ve silikon/Pyrex mikroakışkan cihazlar saydam değildir; bu cihazlar, görselleştirmenin birincil bir sorun olmadığı kimyasal reaksiyon mühendisliğinde kinematik çalışma, sentez ve üretim için uygundur. Şeffaflık eksikliği bu platformu doğrudan için uygun hale getirir, vekil medya karmaşık sıvıların yerinde görselleştirme. Paydar ve iş arkadaşları 3D baskı kullanarak modüler mikroakışkan prototip için yeni bir yol mevcut21. Fotoküredilebilir bir polimer kullandığından ve cihazlar sadece 0,4 MPa'ya kadar dayanabileceğinden, bu yaklaşım yüksek basınçlı uygulamalar için uygun değildir. Literatürde bildirilen kırık sistemlerde taşıma ile ilgili çoğu mikroakışkan deneysel çalışma ortam sıcaklığı ve nispeten düşük basınç koşullarına odaklanmaktadır1. Yeraltı koşullarını taklit eden mikroakışkan sistemlerin doğrudan gözlemine odaklanan çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Örneğin, Jimenez-Martinez ve iş arkadaşları kırıklar ve matris karmaşık bir ağ kritik gözenek ölçekli akış ve taşıma mekanizmaları iki çalışma tanıtmak22,23. Yazarlar, üretim verimliliği için rezervuar koşullarında (8,3 MPa ve 45 °C) mikroakışkanlar kullanarak üç fazlı sistemleri incelerler; scCO'u değerlendirirler2 bir önceki kırılmadan kalan salamuranın CO ile immiscible olduğu yeniden stimülasyon için kullanım2 ve artık hidrokarbon23. Yağ-ıslak silikon mikroakışkan cihazlar yağ-salamura-scCO karıştırma ile ilgili2 Geliştirilmiş Yağ Geri Kazanımı (EOR) uygulamalarında; ancak bu çalışma kırıklarda gözenekli dinamikleri doğrudan ele almaz. Başka bir örnek yüksek basınç için bir upscaling yaklaşım çalışma Rognmo ve ark tarafından çalışma, yerinde CO2 köpük üretimi24. Literatürde mikrofabrikasyon dan yararlanan raporların çoğu CO ile ilgilidir2-EOR ve genellikle önemli üretim detayları içermez. Yazarların bilgisi dahilinde, kırık oluşumlar için yüksek basınçlı özellikli cihazların imalatı için sistematik bir protokol şu anda literatürde eksiktir.
Bu çalışma, scCO2 köpük yapıları, kabarcık şekilleri, boyutları ve dağılımı, EOR ve hidrolik kırma ve akifer iyileştirme uygulamaları için yağ varlığında lamella stabilitesi çalışma sağlayan bir mikroakışkan platform sunuyor. Optik litografi ve Selektif Lazer kaynaklı Gravür29 (SLE) kullanılarak mikroakışkan cihazların tasarımı ve imalatı tartışılmıştır. Ayrıca, bu çalışma kırık sıkı oluşumlarda sıvıların taşınması simüle etmek için tasarlanmıştır kırık desenleri açıklar. Simüle edilmiş yollar, tomografi verilerine veya gerçekçi kırık geometrileri hakkında bilgi sağlayan diğer yöntemlere dayalı olarak basitleştirilmiş desenlerden karmaşık mikro çatlaklara kadar değişebilir. Protokolde, fotolitografi, ıslak gravür ve termal yapıştırma kullanan cam mikroakışkan cihazlar için adım adım üretim talimatları açıklanmaktadır. Şirket içinde geliştirilmiş bir kolimlenmiş Ultra-Violet (UV) ışık kaynağı, istenilen geometrik desenleri ince bir fotodirenç tabakasına aktarmak için kullanılır ve bu da sonuçta ıslak bir gravür işlemi kullanılarak cam alt tabakaya aktarılır. Kalite güvencesinin bir parçası olarak kazınan desenler konfokal mikroskopi ile karakterize edilir. Fotolitografi/ıslak gravüre alternatif olarak mikroakışkan bir cihaz oluşturmak için SLE tekniği kullanılır ve platformların karşılaştırmalı bir analizi sunulmaktadır. Akış deneyleri için kurulum gaz silindirleri ve pompaları, basınç kontrolörleri ve transdüserler, sıvı karıştırıcılar ve akümülatörler, mikroakışkan cihazlar, yüksek basınçlı yetenekli paslanmaz çelik tutucular ve yüksek çözünürlüklü kamera ve aydınlatma sistemi içerir. Son olarak, akış deneylerinden elde edilen gözlemlerin temsili örnekleri sunulmuştur.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1/4&#8221; bolts and nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For fabrication of the metallic plates to sandwich the glass chip between them for thermal bonding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.45 x 3.45 mm UV LED</td>
			<td>Kingbright</td>
			<td></td>
			<td>To emitt LED light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D measuring Laser microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>LEXT OLS4000</td>
			<td>To measure channel depths</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 mm x 40 mm x 10 mm 12V DC Cooling Fan</td>
			<td>Uxcell</td>
			<td></td>
			<td>To cool the UV LED lights</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>120 mm x 38 mm 24V DC Cooling Fan</td>
			<td>Uxcell</td>
			<td></td>
			<td>To cool the UV LED lights</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 ml (6 ml) NORM-JECT Syringe</td>
			<td>HENKE SASS WOLF</td>
			<td>Lot #16M14CB</td>
			<td>To rinse the chip before each experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone (Certified ACS)</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>Lot #177121</td>
			<td>For cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acid/ corossion resistive tweezer</td>
			<td>TED PELLA</td>
			<td></td>
			<td>To handle the glass piece in corosive solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acid/solvent resistance tweezers</td>
			<td>TED PELLA, INC</td>
			<td>#53009 and #53010</td>
			<td>To handle the glass in corrosive solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alloy X</td>
			<td>AMERICAN SPECIAL METALS</td>
			<td>Heat Number: ZZ7571XG11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide (ACS reagent)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Lot #SHBG9007V</td>
			<td>To clean the chip at the end of process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AutoCAD</td>
			<td>Autodesk, San Rafael, CA</td>
			<td></td>
			<td>To design 2D patterns and 3D chips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Etchant for PSG-SiO2 systems</td>
			<td>TRANSENE</td>
			<td>Lot #028934</td>
			<td>An improved buffered etch formulation for delineation of phosphosilica glass &#8211; SiO2 (PSG), and borosilica glass &#8211; SiO2 (BSG) systems</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blank Borofloat substrate</td>
			<td>TELIC</td>
			<td>CG-HF</td>
			<td>Upper substrate for UV etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borofloat substrate with metalizations</td>
			<td>TELIC</td>
			<td>PG-HF-LRC-Az1500</td>
			<td>Lower substrate for UV etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capture One photo editing software</td>
			<td>Phase One</td>
			<td></td>
			<td>To Capture/Edit/Convert the pictures taken by Phase One Camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capture station</td>
			<td>DT Scientific</td>
			<td>DT Versa</td>
			<td>To place of the chip in the field of view of the camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon dioxide gas (Grade E)</td>
			<td>PRAXAIR</td>
			<td>UN 1013, CAS Number 124-38-9</td>
			<td>non-aqeous portion of foam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium etchant 1020</td>
			<td>TRANSENE</td>
			<td>Lot #025433</td>
			<td>High-purity ceric ammonium nitrate systems for precise, clean etching of chromium and chromium oxide films.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circulating baths with digital temperature controller</td>
			<td>PolyScience</td>
			<td></td>
			<td>To control the brine and CO2 temperatures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>100% pure - 001013 - CAS: 124-38-9</td>
			<td>For CO2/scCO2 injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td></td>
			<td>NVIDIA Tesla K20 Graphic Card - 706 MHz Core - 5 GB GDDR5 SDRAM - PCI Express 2.0 x16</td>
			<td>To process and visualize the images obtained via the Phase One camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom made high pressure glass chip holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To tightly hold the chip and its connections for high pressure testing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutrain (Custom)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To protect against UV/IR Radiations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water (DI)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera with monochromatic 60 MP sensor</td>
			<td>Phase One</td>
			<td>IQ260</td>
			<td>Visualization system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, Anhydrous, USP Specs</td>
			<td>DECON LABORATORIES, INC.</td>
			<td>Lot #A12291505J, CAS# 64-17-5</td>
			<td>For cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Facepiece reusable respirator</td>
			<td>3M</td>
			<td>6502QL, Gases, Vapors, Dust, Medium</td>
			<td>To protect against volatile solution inhalation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fused Silica (UV Grade) wafer</td>
			<td>SIEGERT WAFER</td>
			<td>UV grade</td>
			<td>Glass precursor for SLE printing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GIMP</td>
			<td>Open-source image processing software</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glovebox (vinyl anaerobic chamber)</td>
			<td>Coy</td>
			<td></td>
			<td>To provide a clean, dust-free environment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated ultrasonic cleaning bath</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>To accelerate the etching process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexamethyldisilazane (HMDS) Cleanroom&#174; MB</td>
			<td>KMG</td>
			<td>62115</td>
			<td>Primer for photoresist coating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hose (PEEK tubing)</td>
			<td>IDEX HEALTH &#38; SCIENCE</td>
			<td>Natural 1/16&#34; OD x .010&#34; ID x 5ft, Part # 1531</td>
			<td>Flow connections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid, certified ACS plus</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>Lot # 187244</td>
			<td>Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>H325-500</td>
			<td>Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISCO syringe pump</td>
			<td>TELEDYNE ISCO</td>
			<td>D-SERIES (100DM, 500D)</td>
			<td>To pump the fluids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kaiser LED light box</td>
			<td>Kaiser</td>
			<td></td>
			<td>To illuminate the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser printing machine</td>
			<td>LightFab GmbH, Germany.</td>
			<td>FILL</td>
			<td>Glass-SLE chip fabrication</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser safety glasses</td>
			<td>FreeMascot</td>
			<td>B07PPZHNX4</td>
			<td>To protect against UV/IR Radiations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED Engin 5W UV Lens</td>
			<td>LEDiL</td>
			<td></td>
			<td>To emitt LED light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light Fab 3D Printer (femtosecond laser)</td>
			<td>Light Fab</td>
			<td></td>
			<td>To selectively laser Etch of fused silica</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LightFab 3D printer</td>
			<td>LightFab GmbH, Germany</td>
			<td></td>
			<td>To SLE print the fused silica chips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks, Inc., Natick, MA</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metallic plates</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro abrasive sand blasters (Problast 2)</td>
			<td>VANIMAN</td>
			<td>Problast 2 &#8211; 80007</td>
			<td>To craete holes in cover plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MICROPOSIT 351 developer</td>
			<td>Dow</td>
			<td>10016652</td>
			<td>Photoresist developer solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Muffle furnace</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>Thermolyne Type 1500</td>
			<td>Thermal bonding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 pure research grade</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>Research Plus - NI RP300</td>
			<td>For drying the chips in each step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMP semiconductor grade - 0.1&#956;m Filtered</td>
			<td>Ultra Pure Solutions, Inc</td>
			<td>Lot #02191502T</td>
			<td>Organic solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oven</td>
			<td>Gravity Convection Oven</td>
			<td>18EG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phase One IQ260 with an achromatic sensor</td>
			<td>Phase One</td>
			<td>IQ260</td>
			<td>To visulize transport in microfluidic devices using an ISO 200 setting and an aperture at f/8.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photomask</td>
			<td>Fine Line Imaging</td>
			<td>20,320 DPI FILM</td>
			<td>Pattern of channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist (SU-8)</td>
			<td>MICRO CHEM</td>
			<td>Product item: Y0201004000L1PE, Lot Number: 18110975</td>
			<td>Photoresist</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarized light microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>BX51</td>
			<td>Visual examination of micro channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ports (NanoPort Assembly)</td>
			<td>IDEX HEALTH &#38; SCIENCE</td>
			<td>NanoPort Assembly Headless, 10-32 Coned, for 1/16&#34; OD, Part # N-333</td>
			<td>Connections to the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Python</td>
			<td>Python Software Foundation</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safety face shield</td>
			<td>Sellstrom</td>
			<td>S32251</td>
			<td>To protect against UV/IR Radiations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealing film (Parafilm)</td>
			<td>Bemis Company, Inc</td>
			<td></td>
			<td>Isolation of containers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shutter Control Software</td>
			<td>Schneider-Kreuznach</td>
			<td></td>
			<td>To adjust shutter settings</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smooth ceramic plates</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirring hot plate</td>
			<td>Corning&#174;</td>
			<td>PC-620D</td>
			<td>To heat the solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric acid, ACS reagent 95.0-98.0%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Lot # SHBK0108</td>
			<td>Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump (Standard Infuse/Withdraw PHD ULTRA)</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-3006</td>
			<td>To saturate the chip before each experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Torque wrench</td>
			<td>Snap-on</td>
			<td>TE25A-34190</td>
			<td>To tighten the screws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV power meter</td>
			<td>Optical Associates, Incorporated</td>
			<td>Model 308</td>
			<td>To measure the intesity of UV light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV power meter</td>
			<td>Optical Associates, Incorporated</td>
			<td>Model 308</td>
			<td>To quantify the strength of UV light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV radiation stand (LED lights)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To transfer the pattern to glass (photoresist layer)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaccum pump</td>
			<td>WELCH VACCUM TECHNOLOGY, INC</td>
			<td>1380</td>
			<td>To dry the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable DC power supplies</td>
			<td>Eventek</td>
			<td>KPS305D</td>
			<td>To power the UV LED lights</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic fabrication techniques for high-pressure testing of microscale supercritical co2 foam transport in fractured unconventional reservoirs

Birçok mikroakışkan platformun basınç sınırlamaları, kırık ortamların mikroakışkan deneysel çalışmalarında önemli bir sorun olmuştur. Sonuç olarak, bu platformlar kırıklarda yüksek basınçlı taşıma doğrudan gözlem için tam olarak istismar edilmemiştir. Bu çalışma, taşıyıcı ortam ve kırık sistemleriçeren cihazlarda çok fazlı akışın doğrudan gözlemlemesini sağlayan mikroakışkan platformlar sunmaktadır. Bu tür platformlar, CO2 yakalama, kullanım ve depolama ile ilgili sorular gibi önemli ve zamanında soruları ele almak için bir yol sağlar. Bu çalışma, süperkritik CO2 (scCO2) köpük, yapısı ve stabilitesi davranışını analiz etmek için hizmet edebilir üretim teknikleri ve deneysel bir kurulum ayrıntılı bir açıklama sağlar. Bu tür çalışmalar, gelişmiş yağ geri kazanım süreçleri ve hidrolik kırıkların konvansiyonel olmayan rezervuarlardan kaynak geri kazanımdaki rolü ile ilgili önemli bilgiler sağlamaktadır. Bu çalışma iki farklı teknik kullanılarak geliştirilen mikroakışkan cihazların karşılaştırmalı bir çalışmasını sunmaktadır: fotolitografi/ıslak gravür/termal bağlanma ile Selektif Lazer kaynaklı Gravür. Her iki teknik de kimyasal ve fiziksel olarak dayanıklı ve yüksek basınç ve sıcaklık koşullarına dayanıklı olan ve yer altı ilgi sistemlerine karşılık gelen cihazlarla sonuçlanır. Her iki teknik de yüksek hassasiyetli kazınmlı mikrokanallara ve yetenekli laboratuvar-on-chip cihazlarına giden yollar sağlar. Ancak Fotolitografi/ıslak gravür, lazer gravür teknikleri için zorlu bir görev olacak karmaşık geometrilere sahip karmaşık kanal ağlarının üretilmesini sağlar. Bu çalışma adım adım fotolitografi, ıslak gravür ve cam termal yapıştırma protokolünü özetler ve köpük taşımanın geleneksel olmayan sıkı ve şist oluşumlarından elde edilen yağ geri kazanımıyla ilgili temsili gözlemleri sunar. Son olarak, bu çalışma, 10 μm gibi küçük özellikleri çözmek için gerekli çözünürlüğü korurken geçirilebilir ortamın tamamının aynı anda gözlendiği scCO2 köpük davranışını gözlemlemek için yüksek çözünürlüklü monokromatik sensör kullanımını açıklar.

Bu bölümde, mikro çatlaklar dizisine bağlı bir ana kırık üzerinden scCO2 köpük akışı fiziksel gözlemler örnekleri sunar. Fotolitografi veya SLE ile yapılan cam mikroakışkan bir cihaz, bir tutucunun içine ve 60 megapiksel, monokromatik, tam kare sensöre sahip bir kameranın görüş alanına yerleştirilir. Şekil 11, mikroakışkan cihazların üretim sürecini ve bunların deneysel kuruluma yerleştirilmelerini göstermektedir. Şekil 12,<...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs at JoVE.co

Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs

Bu makalede, yüksek basınç koşullarına uygun iki mikroakışkan üretim tekniğinin karşılaştırmalı bir çalışması olan fotolitografi/ıslak gravür/termal yapıştırma ve Seçici Lazer kaynaklı Gravür (SLE) gibi karşılaştırmalı bir çalışma anlatılmaktadır. Bu teknikler, rezervuar koşullarında taşıyıcı anne ve kırık sistemlerde sıvı akışının doğrudan gözlemi için platformları oluşturmaktadır.

Kırık Konvansiyonel Olmayan Rezervuarlarda Mikroölçekli Süperkritik CO2 Köpük Taşımanın Yüksek Basınçlı Testlerinde Mikroakışkan Üretim Teknikleri

Pressure limitations of many microfluidic platforms have been a significant challenge in microfluidic experimental studies of fractured media. As a ...

Bu protokol Kansas Üniversitesi ve Wyoming Üniversitesi arasında çok disiplinli bir işbirliği çabasıdır. Patentli, polielektrolit kompleks nano partiküllerimizi yüksek basınçlı mikroakışkanlar kullanarak test etmeye ihtiyacımız vardı. Ve araştırma grubumuz la Dr.Aryana'nın araştırma grubu arasında en son teknolojiye sahip tesislerinden yararlanmak için ortak bir çalışma başlattı.NSF'ye bu projenin bir kısmını finanse ettiği için teşekkür etmek ve bu proje için gerekli olan tesis ve desteği sağladıkları için üçüncül veya kurtarma programına teşekkür ederiz. Buna ek olarak, bu çalışma kısmen CMCUF ve DoE tarafından finanse edilen Enerji Sınır Araştırma Merkezi tarafından desteklenmiştir. Bu protokol ve vekil karmaşık geçirbilebilir medya ve yüksek basınç koşulları için uygulama, iki araştırma grupları arasında bir işbirliği bir Wyoming Üniversitesi ve Kansas Üniversitesi'nden diğer bir sonucudur.Bu protokol detayları, temiz oda tesisleri yokluğunda sağlam bir mikroakışkan platform için üretim prosedürü. Bu platform, yüksek basınç koşullarında karmaşık geometrilerde akışın doğrudan görselleştirilmesini sağlar. Açıklanan teknik, yüzey altı ortamlarından yapıları taklit eden ve CO2 kullanımı ve depolanması sırasında yaşanan yüksek basınç koşullarına dayanabilecek cam yüzeylerdeki karmaşık kanal ağlarını yaşlandırmak için kullanılabilir.Bu yöntem, CCUS bağlamında geçirimsiz ortamda ki karmaşık sıvıların kesişmeleri ve taşınması hakkında bilgi sağlamak için kullanılabilir. Bu protokolü gerçekleştirirken hastalar ve aşırı dikkatli üretim sürecinde fiziksel yaralanma ve başarısızlık riskini en aza indirmek için gereklidir. Bu yöntemin görsel gösterimi, başarılı yürütülmesinde kritik olan adımların etkin bir şekilde iletilmesini sağlar.Bir kabın içine yeterli miktarda krom gravür çözeltisi dökerek ve yaklaşık 40 santigrat dereceye Kadar ısıtın. Daha sonra maskeyi doğrudan krom ve fotoğraf direnci ile kaplı borosilikat substrat tarafına yerleştirin. Geometrik deseni, substrat yığınını ve maskeyi UV ışığına maruz bırakarak fotoğraf direnci katmanına aktarın.Fotoğraf maskesini ve substrat yığınını UV aşamasından çıkarın ve fotoğraf maskesini çıkarın ve alt katmanı ve geliştirici çözümünü yaklaşık 40 saniye batırın. Basamaklı substrat, deiyonize su nın üzerine ve tüm yüzeylerinin üzerine en az üç kez akarak substratı durulayın. Substrat kurumasını sağladıktan sonra, önceden ısıtılmış krom etchant yaklaşık 40 saniye batırın böylece fotoğraftan krom tabakasına direnç desen aktarArak.Çözeltiden substrat çıkarın, deiyonize su ile durulayın ve kurumasını bekleyin. Bir fırça kullanarak, substrat ın ortaya çıkarılan yüzüne birkaç kat HMDS uygulayın ve kurumasını bekleyin. Astar üstüne fotoğraf direnci bir tabaka uygulayın, sonra 30 ila 40 dakika boyunca 60 ila 90 santigrat derece bir fırında substrat yerleştirin.Daha sonra, istenilen kanal derinliklerine bağlı olarak, önceden belirlenmiş bir süre için etchant çözeltisindeki desen alt tabakasını bırakın. Çözücüye dayanıklı cımbız ve basamaklı bir çift deiyonize su ile durulayın kullanarak, etchant gelen substrat çıkarın. Fotoğraf direncini kaldırmak için yaklaşık 30 dakika boyunca 65 santigrat dereceye önceden ısıtılmış NMP çözeltisine substratı maruz bırakın.Cascade etanol ve deiyonize su ardından aseton ile durulayın. Krom etchant temiz substrat yerleştirin ve yaklaşık 40 derece santigrat yaklaşık bir dakika boyunca ısıtılır. Daha sonra lazer tarama, konfokal mikroskopi kullanarak kanal derinliği karakterize.Kapak plakasını kazınmış substrata göre hizalayarak boş bir borosilikat alt tabakaüzerindeki giriş ve çıkış deliklerinin konumlarını işaretleyin. İşaretli yerlerdeki delikleri patlatmak için mikro aşındırıcı kum püskürtücü ve 50 mikro metre alüminyum oksit mikro kumlama ortamı kullanın. Basamaklı durulayın hem kazınmıştır substrat ve deiyonize su ile kapak plakası.Sonra bir kaynatın ve 10 dakika boyunca çözelti içinde substrat ve kapak plakası batırmak için bir ila dört hidrojen peroksit sülfürik asit piranha çözeltisi getirin. Substrat ve kapak plakasını duruladıktan sonra 30-40 saniye tampon eterinde batırın ve tekrar durulayın. Daha sonra, yaklaşık 75 santigrat dereceye Kadar ısıtılan altı-bir su, hidrojen peroksit, hidroklorik asit çözeltisi 10 dakika boyunca substrat ve kapak plakası batırın.Substrat ve kapak plakası birbirine sıkıca bastırın ve su altında kalarak çözeltiden çıkarın, durulayın ve deiyonize suya batırın. Substrat ve kapak plakasının birbirine sıkıca bağlı olduğundan emin olun, birbirlerine bastırın ve dikkatlice sudan çıkarın. Di su altında iken dikkatle substrat ve kapak plaka hizalayın ve ikisi arasında hava kabarcıkları gözlenene kadar prosedürü tekrarlayın.Yapıştırma için iki düzgün 1,5 santimetre kalınlığında cam seramik plakalar arasında yığın yüzeyleri yerleştirin. Cam seramik plakaları alaşım x'ten yapılmış iki metalik plaka arasına yerleştirin. Cam gofretve seramik metalik tutucunun ortalanmış olduğundan emin olun.El fındık sıkın ve yaklaşık 100 santigrat derece 60 dakika boyunca bir vakum odasında tutucu yerleştirin. Sonra odadan tutucu çıkarın ve dikkatle fındık sıkın. Tutucuyu bir fırının içine yerleştirin ve el yazması talimatlara göre bir ısıtma programı uygulayın.Termal olarak bağlanmış mikroakışkan cihazı fırından çıkarın ve suyla durulayın. Sonra bir saat hidroklorik asit içinde sonikbir banyo. Karbondioksit ve su pompalarının tanklarını deney için yeterli sıvıyla doldurun ve tuzlu su akümülatörünü ve akış hatlarını yüzey aktif çözeltiyle doldurmak için bir şırınga kullanın.Doymuş mikroakışkan cihazı basınca dayanıklı bir tutucuya yerleştirin ve giriş ve çıkış bağlantı noktalarını 0,01 inç iç çaplı boru kullanarak uygun hatlara bağlayın. Salamura ve karbondioksit hatlarının sıcaklığını istenilen sıcaklığa kadar kontrol eden sirkülasyon banyosunun sıcaklığını artırın. Geri basınç regülatörünün çıkışından sürekli akışı korurken kademeli adımlarla aynı anda geri basıncı ve tuzlu su pompası basıncını artırın.Basıncı 7,38 mega pascal'a çıkarın ve pompaları durdurun. 7.38 mega pascal üzerinde bir basınç karbondioksit hattı basıncını artırmak sonra karbondioksit vanası açın ve süper kritik karbondioksit yüksek basınç yüzey aktif çözeltisi ile karışık bir inline karıştırıcı ile akmasına izin ve köpük oluşturmak. Cihazın içinde akış tam olarak gelişene ve kanallar doymuş olana kadar bekleyin, köpük üretimi başlangıcı için çıkış izleniyor.Kanalların içindeki akışla ilgili ayrıntılı görüntüler yakalamak için kamerayı açın. Karbondioksit köpük taşıma ve UV litografi mikroakışkan cihaz istikrar, üretim ve izolasyon ilk 20 dakika boyunca burada gösterilmiştir. Çok fazlı mikro çatlaklar arasında hareket ve köpük mikro kırıklar yoluyla üretildi.Köpük seçici bir lazer indüklenen gravür mikroakışkan cihaz, tam gelişmiş, süper kritik karbondioksit köpük yüksek ve düşük akış oranlarında hiçbir akış ile ortam durumundan başlayarak üretildi. Köpük dağılımı ve stabilitesi, üretim ve izolasyonun ilk 20 dakikasında rezervuar koşullarında görüntülendi. Kabarcık çaplarının dağılımı, köpük mikroyapısının j.Quantification görüntüsü kullanılarak ham görüntüler, işlenmiş görüntüler sonrası ve bunların binarised eşdeğerleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Bu pratik çalışırken, istenilen desenin doğru aktarıldığından emin olmak için sarı ışık altında krom tabakasındaki deseni dikkatle incelemek önemlidir. Bu yöntemlerin varyasyonları doğrudan görselleştirme yoluyla karmaşık sıvıların akış fiziği bir anlayış geliştirmek için yağ, polimer çözeltileri ve düşük tuzluluk salamura yüksek basınçlı enjeksiyon içerir.

Research

JoVE Journal

Engineering

Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

VB Fabrikasyon<sub&gt; 2</subElektrokimyasal Test için&gt; / Hava Hücreleri

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Aşırı basınç ve Sıcaklıklarda sentezi ve mikrodifraksiyon

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Analitik mikroakışkan Cihazlar Termal Ölçme Teknikleri

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

Zeolit ​​Yüksek Sıcaklık Yüksek Basınçlı Gaz Adsorpsiyon için Langatate kristal mikro dayanarak Adsorpsiyon Cihazı H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

PMMA İmalat ve COP mikroakışkan Cihazlar için çözücü Bağlar

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Lazerle Projeksiyonlu Fototermal Termografi Kullanılarak Yapısal Isıtma Yöntemiyle Alt Yüzey Kusurlu Lokalizasyonu

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

LiPON tabanlı katı hal lityum-iyon Nanobatteries in Situ test etmek için odaklı iyon kiriş imalatı

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

Situ Yüksek basınçlı hidrojen hidrojen teslim altyapısında kullanılan ortak Polimer malzemelerin test Tribolojik

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is ...