三次元高分子印刷用粉末を通る毛細管流の倹約イメージング技術

提案された技術は、充填された粉末床を通る流体の流れをイメージングするための斬新で効率的で質素で非侵襲的なアプローチであり、高い空間的および時間的分解能をもたらします。この技術は、フローセルが費用効果が高く、再利用可能で、小さく、取り扱いが容易であり、質素な科学の支配的な側面を示すため、有利です。粉末をたたき、粉末の締固めを確認することは、再現性のある診断ツールを作成するための鍵です。

出口をペラフォームで覆い、空のフローセルがポリマー粉末で充填され得るようにチャネルの一端を密封することによってマイクロ流体フローセルを調製し始める。メートル法の用紙定規を流路の真下にテープで留めます。ペラフォームと定規を取り付けた状態でマイクロ流体フローセルを振る。

フローセルの質量は、開梱されたフローセルの質量です。プラスチックピペットを使用して粉末を移します。粉末をチャネルに導入しながら、フローセルを少なくとも5回タップして粉末を圧縮します。

粉末が流路の開口部の先頭に達するまで梱包を続けます。フローセルの外面に存在する粉末をアルコールに浸したワイプで取り除きます。粉末が充填されたら、フローセルに緩く充填された粉末がないか目視検査します。

フローセル内の粉末がゆるく詰まっているように見える場合は、フローセルをさらに5回タップします。粉末充填剤が一貫してコンパクトに見える場合は、フローセルの重量を量ってポリマー粉末の質量を測定します。カメラ検出器があまりにも多くの光であふれるのを防ぐために、黒いポリ乳酸フィラメントの3Dプリントカバーなどの不透明な材料でライトテーブルを覆います。

材料に、光が粉末を照らすことを可能にするマイクロチャネルのサイズの開口部があることを確認してください。モバイルデバイスのカメラがウェットパウダーとドライパウダーのコントラストを確実にキャプチャできるようにするには、ライトテーブルを低から中程度の光強度で使用します。モバイルデバイスのカメラをライトテーブルの真上に合わせます。

カメラがライトテーブルの上部に垂直であることを確認します。モバイルデバイスにカメラの焦点を合わせた後、録画ボタンを選択します。ピペットを使用して、マイクロチャネルの開いた入口に125マイクロリットルの液体を追加します。

2分間、またはすべての粉末が目に見えて濡れるまで流れを記録します。簡単にアクセスできるように、モバイルデバイスからコンピューターにビデオファイルを転送します。ソフトウェアがインストールされたら、トラッカーソフトウェアを開きます。

[ファイル]メニューから[ファイルを開く]を選択して、転送されたビデオファイルをコンピューターのデスクトップにロードします。開始フレームとステップサイズを定義するには、クリップ設定アイコンをクリックします。次に、キャリブレーションツールをクリックしてから[新規]をクリックし、キャリブレーションスティックを選択します。

ビデオのルーラーを拡大するには、拡大する領域を右クリックして、リストからズームインを選択します。適切に拡大したら、マイクロチャネルにテープで固定された定規の1ミリメートルの開始と終了を定義し、1mmと入力して距離を定義します。座標アクセスツールをクリックします。

ステップの実行中に開始フレームを使用してx軸とy軸の原点を設定します。点質量を作成するには、[作成]をクリックします。次に、ポイントマウスを選択します。

シフトとコントロールを使用して、長方形のサイズを変更します。最初のポイントは、入口とチャネルが接続する場所です。次に検索を数回クリックして、ソフトウェアが正しい領域を分析していることを確認します。

ソフトウェアが正常に機能している場合は、検索をクリックして、ソフトウェアがビデオの分析を完了するのを待ちます。プロット上の白い赤い円は、コンパイルされた情報の正確な時間と距離を表します。1秒から2秒の間に、流体の移動距離は2倍になりました。

2〜5秒の間に、流体が移動した距離も2倍になりました。5〜10秒の間、流体はまだ速く動いています。ただし、15秒後、流量は5秒ごとに約2ミリメートルの速度に減速しています。

この手順に参加するときに覚えておくべき最も重要なことは、粉末を圧縮することです。この手順は、セラミックおよび金属粉末に対して実行でき、パックパターンシステムの流れを追跡するための地質学的フィールド調査の可能性が高いです。この技術は、研究者が化学的に修飾された表面やナノ粒子を積んだ流体を探索して粒子の付着を観察する道を開いた。