שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הדינמיקה microfluid, כגון ההשפעות של nanostructures על משטח לפרופיל הסרט הדק ואת מהירות פתיל. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת שיטה לייצור מערכי עמודי פתיל שונים בצורה חסכונית בעלויות ובזמן. הדגמת ההליך תהיה תומאס ז'רמן, סטודנט לתואר שני מהמעבדה שלנו.
כדי להתחיל, הכן את התקן ההטבעה עבור הפרוטוקול. הפרטים החיוניים של התקן הטבעה זה נמצאים בשרטוט זה. לוח גיבוי לתמיכה בתבנית מותקן על במת XY.
כדי להחתים את הפלסטיק, שלב תטא-Z מזיז קצת בגודל מיקרו. לייזר מחמם את תבנית הפלסטיק בקצה. הנה לוחית הגיבוי והתמיכה במתכת ההחתמה על הבמות שלהם.
מצלמת וידאו המצויד במטרה 10x מספקת תצוגה של ההטבעה מתצפית לצד הקטע. קבל את לוחית הגיבוי מהמכשיר, יחד עם תבנית הטבעה. התבנית היא דיסק אקריליק, קוטר של סנטימטר אחד ועובי של שמינית אינץ'.
אבטחו את תבנית ההטבעה לצלחת הגיבוי לשימוש בהתקן. לאחר מכן, לתרגם באופן ידני את קצת הטבעה מהדרך כדי למנוע נזק זה. לאחר מכן אבטחו את לוחית הגיבוי עם התבנית לשלב ההחתמה ה-XY המונע.
באמצעות פקדי המחשב, הזז את תבנית הפלסטיק כך שתתיישר ותתרכז בציר של מעט ההטבעה. עכשיו לתרגם באופן ידני את קצת הטבעה עד שהוא כמעט במגע עם עובש פלסטיק. השתמש בתוכנית בקרת ההטבעות הממו ממוחשבת ונטר את הסיביות.
תרגם את מעט ההטבעה במרווחים קטנים עד שהטיפ יהיה במגע עם הפלסטיק. לאחר מכן, תרגם את מעט ההטבעה הרחק מהדגימה. תמיד להבטיח את עובש הפלסטיק הוא נורמלי קצת.
אחרת העמודים לא יהיה גובה אחיד פעם עובש PDMS נוצר. גבהים לא אחידים של עמודים עלולים להשפיע על ההמיוויקינג של הנוזל. לאחר מכן, הקצו פרמטרים ליצירת דוגמת המילוי, כולל אורך פיקסלים, עומק חלל ומיקום התחלתי.
המשך על-ידי העלאת מפת תבנית מוכנה. הערך בגווני אפור מציין את עומק החלל הרצוי, כאשר שחור הוא עומק החלל המרבי שנקבע. התחל את תהליך ההחתמה.
התוכנה תעביר את הסיביות למיקומים המתאימים באמצעות אורך הפיקסל. ה- bit יהיה חותמת חלל בהתאם לפרמטרים שנקבעו. לאחר שנוצרו החללים, הסר את תבנית הפלסטיק החותמת.
הנה התבנית החתום מיד לאחר תהליך ההחתמה. התבנית הושלמה לאחר פני השטח שלה מלוטש עם 9, 000 חצץ נייר זכוכית יבש רטוב, כמו עם דוגמה זו. להמשיך הלאה כדי להשתמש בתבנית כדי ליצור דפוס.
ב beaker, לשים אלסטומר PDMS וריפוי סוכן ביחס 10 ל 1. לאחר מכן, מערבבים אותם יחד ביסודיות במשך שלוש דקות. לאחר הערבוב, מניחים את המזווה בתא שפונה כדי לשחרר את כל בועות האוויר הלכודות.
לפני שתמשיך, ודא כי התערובת אין בועות. לאחר מכן, מניחים את תבנית הפלסטיק החותמת במיכל מוקף חומה. באופן אידיאלי, המיכל לא יהיה הרבה יותר גדול מאשר הקוטר החיצוני של התבנית.
התחל לשפוך את תערובת PDMS למרכז האזור החותמת, ו ספירלה כלפי חוץ כדי להפיץ אותו באופן שווה. מניחים את המיכל בתא שפונה כדי לשחרר בועות אוויר. כאשר נעשה, להעביר את המיכל לצלחת חמה כדי לחמם ב 100 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות.
לאחר מכן, מבלי לאפשר לצלחת החמה להתקרר, מחממים אותה ב-65 מעלות צלזיוס במשך 25 דקות. מוציאים את המיכל מהחום ומאפשרים ל-PDMS להתקרר. המתן 20 דקות לקירור וריפוי לפני חיתוך התבנית מקיר המיכל.
מוציאים את ה-PDMS מהתבנית ומאחסנים את תבנית הפלסטיק ודגימה של PDMS במיכלים מכוסים. עם זאת, לפני השימוש בתבנית פלסטיק, הקפד לנקות את פני השטח של כל PDMS שיורית על ידי הצבת אותו באמבט מים אולטרסאונד במשך חמש דקות. מפת סיביות זו מגדירה מבנה פתיל מלבני.
כל פיקסל מייצג ריבוע באורך צד של 100 מיקרומטר. משמעות הפיקסלים השחורים האחידים היא שלכל עמוד ב-PDMS יהיה גובה זהה לגובה של 100 מיקרומטר. זוהי תצוגה דף של העמודים ב- PDMS שנוצרו עם מפת הסיביות.
מבט צדדי זה מקצה מדגים את הגובה העקבי יחסית של מבנה הפתיל. להלן תצוגות צד וצמרת של מבנה PDMS עם שכבה בעובי של כ-70 מיקרומטר של אלומיניום מופקד. עם היישום של אתנול על פני השטח, אותם מבנים מראים ראיות של הנוזל לאורך הבסיס של העמודים.
למרות שיטה זו יכולה לספק תובנה לתוך דינמיקה hemiwicking, זה יכול להיות מיושם גם על מערכות אחרות, כגון צינורות חום והעברת חום ננומטרי. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו אינטרפרומטריה על מנת לענות על שאלות נוספות, כמו כיצד העקמומיות של המניסקוס נקבעת על ידי מבנה הפתיל וכיצד זה משפיע על שטף החום באזור. לאחר התפתחותו, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום העברת החום המיקרו-צירית כדי לחקור את התפקיד שיש לצורת אזור הסרט הדק על גושי החום.
אל תשכח כי עבודה עם לייזרים יכול להיות מסוכן מאוד, כי משקפי בטיחות לייזר תמיד צריך להיות משוחק בזמן תהליך ההחתמה מבוצעת.
