טכניקת הדמיה חסכנית של זרימה נימית באמצעות אבקות הדפסה פולימריות תלת מימדיות

הטכניקה המוצעת היא גישה חדשנית, יעילה, חסכנית ולא פולשנית להדמיית זרימה נוזלית דרך מצע אבקה ארוז המניב רזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה. טכניקה זו היא יתרון מכיוון שתאי הזרימה חסכוניים, ניתנים לשימוש חוזר, קטנים ומטופלים בקלות וממחישים את ההיבט הדומיננטי של מדע חסכני. הקשה על האבקות ואישור דחיסת אבקה היא המפתח לייצור כלי אבחון הניתן לשחזור.

כדי להתחיל, הכינו את תא הזרימה המיקרופלואידית על ידי כיסוי המוצא בקצף כדי לאטום קצה אחד של התעלה, כך שתא הזרימה הריק יוכל להיות ארוז באבקה פולימרית. הדביקו את סרגל הנייר המטרי ישירות מתחת לערוץ הזרימה. גל את תא הזרימה המיקרופלואידית עם הפרקצף והסרגל מחוברים.

המסה של תא הזרימה היא מסת תא הזרימה הפרוק. השתמשו בפיפטה מפלסטיק כדי להעביר את האבקה. בעת החדרת האבקה לתעלה, יש להקיש על תא הזרימה לפחות חמש פעמים כדי לדחוס את האבקה.

ממשיכים לארוז עד שהאבקה מגיעה לתחילת פתח ערוץ הזרימה. הסר את האבקה הקיימת על פני השטח החיצוניים של תא הזרימה עם מגבון ספוג באלכוהול. לאחר אריזת האבקות, בדקו ויזואלית את תא הזרימה לאיתור אבקה ארוזה באופן רופף.

אם האבקה בתוך תא הזרימה נראית ארוזה באופן רופף, הקישו על תא הזרימה חמש פעמים נוספות. אם אריזת האבקה נראית עקבית וקומפקטית, שקול את תא הזרימה כדי למדוד את מסת האבקה הפולימרית. כדי למנוע הצפה של גלאי המצלמה באור רב מדי, כסו את שולחן האור בחומר אטום כגון כיסוי מודפס בתלת ממד בנימה שחורה של חומצה פולילקטית.

ודא שלחומר יש פתח בגודל של מיקרו-ערוץ כדי לאפשר לאור להאיר את האבקה. כדי להבטיח שהמצלמה במכשיר הנייד תוכל ללכוד את הניגודיות בין האבקה הרטובה והיבשה, השתמש בשולחן האור בעוצמת אור נמוכה עד בינונית. ישר את המצלמה במכשיר הנייד ישירות מעל שולחן התאורה.

ודא שהמצלמה ניצבת לראש שולחן התאורה. לאחר מיקוד המצלמה במכשיר הנייד, בחר בלחצן ההקלטה. הוסף 125 מיקרוליטר של נוזל לכניסה הפתוחה של microchannel באמצעות פיפטה.

רשמו את הזרימה במשך שתי דקות או עד שכל האבקה נרטבה באופן גלוי. העבר את קובץ הווידאו מהמכשיר הנייד למחשב לגישה נוחה. לאחר התקנת התוכנה, פתח את תוכנת הגשש.

מתפריט קובץ, בחר תיק פתוח כדי לטעון את קובץ הווידאו שהועבר בשולחן העבודה של המחשב. כדי להגדיר את המסגרת ההתחלתית ואת גודל השלב, לחץ על סמל הגדרות הקליפ. לאחר מכן לחץ על כלי הכיול ואחריו מוט כיול חדש ונבחר.

כדי להגדיל את הסרגל בסרטון, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על האזור כדי להגדיל ולבחור התקרב מהרשימה. לאחר הגדלה מתאימה, הגדר את ההתחלה והסוף של מילימטר אחד בסרגל המודבק למיקרו-ערוץ והקלד 1 מ"מ כדי להגדיר את המרחק. לחץ על כלי גישת הקואורדינטות.

הגדר את המקור של ציר x ו- y באמצעות מסגרת ההתחלה תוך כדי ביצוע הצעד. כדי ליצור מסה נקודתית, לחץ על צור. לאחר מכן בחר עכבר נקודה.

השתמש בבקרת Shift Plus כדי לשנות את גודל המלבן. הנקודה הראשונית היא המקום שבו הכניסה והערוץ מתחברים. לחץ על החיפוש הבא כמה פעמים כדי לוודא שהתוכנה מנתחת את האזור הנכון.

אם התוכנה פועלת כראוי, לחץ על חיפוש והמתן עד שהתוכנה תסיים לנתח את הסרטון. העיגולים האדומים הפתוחים על העלילה מייצגים את הזמן והמרחק המדויקים של המידע שנאסף. במרווח שבין שנייה לשתי שניות, המרחק שעבר הנוזל הוכפל.

במהלך המרווח בין שתיים לחמש שניות, המרחק שהנוזל עבר הוכפל גם הוא. בין חמש לעשר שניות, הנוזל עדיין נע במהירות. עם זאת, לאחר 15 שניות קצב הזרימה מאט לקצב של כשני מילימטרים כל חמש שניות.

הדבר החשוב ביותר שיש לזכור בעת השתתפות בהליך זה הוא לדחוס את האבקות שלך. ההליך יכול להתבצע עבור אבקות קרמיות ומתכתיות ויש לו פוטנציאל גבוה למחקרי שדה גיאולוגיים כדי לעקוב אחר זרימה במערכות דפוס אריזה. טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים לחקור משטחים מהונדסים כימית, כמו גם נוזלים עמוסים בננו-חלקיקים כדי לצפות בחיבור חלקיקים.