문어흡착 접착패치의 구조와 환경에 따른 접착효과 및 의료기기에의 적용. 기존의 생체징후 측정용 자가접착 패치는 아크릴계 화학물질을 사용했습니다. 본 연구에서는 문어흡반이 부착된 접착패치를 이용하여 생체적합성이면서 건조하거나 습한 환경에서 접착력이 높은 접착패치를 제안한다.
또한, 접착력에 영향을 미치는 문어 흡착판 접착 패치의 다양한 환경을 확인하여 접착 거동을 확인하였다. 포스 게이지를 이용하여 문어 흡착컵 패치의 접착력을 측정하였고, 건조(45Kpa) 환경과 습윤(70Kpa) 환경에서 우수한 접착력을 나타내는 것을 확인했습니다. 제조된 문어흡반 접착 패치는 잔여물이 남지 않으며 건조하고 습한 환경에서도 접착력이 좋은 장점이 있습니다.
실 험
슬라이드와 커버슬립을 1M 수산화나트륨 용액에 1시간 동안 담가 표면의 불순물을 제거한 후 증류수로 세척한다. 실란으로 처리한 후 유리를 에탄올로 세척합니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 PUA를 아실레이트 실란 처리 슬라이드 위에 놓고 기포를 방지하기 위해 플루오로알킬실란 처리 커버 슬립으로 덮었습니다.
광원(Lumen 200, Prior)의 UV 빛이 유리에 반사되어 디지털 마이크로미러 장치(DMD, Andor, mosaic3)를 사용하여 원하는 모양으로 성형되고 PUA에 노출되었습니다. 노출 시간을 조절하여 원통을 만들고, 플루오로알킬 실란 처리된 커버슬립을 여러 번 열어 산소를 공급하여 구조 간 간섭을 최소화하는 육각형 배열을 만들었습니다. 제작된 구조체를 플루오로알킬 실란으로 처리하고, 반응이 완료된 후 PDMS 프리폴리머와 경화제를 10:1(m/m) 비율로 혼합한 혼합물을 소프트 리소그래피 레플리카 몰딩 기법을 이용하여 구조체 위에 붓고, 그런 다음 2번 건조하여 네거티브 몰드를 만듭니다.
플루오로알킬실란 처리 후 에탄올로 세척한 후 80⁰C 오븐에서 15분간 열처리한다. 2와 같이 플루오로알킬실란으로 처리된 네거티브 몰드 위에 PUA(311RM)를 올려놓고 깨끗한 유리로 덮는다. 네거티브 몰드를 유리에서 떼어내어 문어 피스톤 모양의 배열을 얻었고, 문어 피스톤 모양의 PUA 유리를 UV로 10분간 추가 경화하여 완전 경화했습니다.
완성된 낙지흡수체 형태의 PUA 어레이를 PDMS 프리폴리머와 경화제를 10:1(w/w) 비율로 혼합하여 레플리카 성형기법을 이용하여 캐스팅하고 80℃에서 2시간 동안 경화시켜 흡반을 얻었다. - 모양의 문어. PDMS 접착패치를 제작하였습니다. 도 3에 도시된 바와 같이 문어흡반 접착제의 접착강도는 모션컨트롤러가 부착된 포스게이지(Mark-10, M7-05)를 이용하여 측정하였으며, 건식 및 습식에서 각각 3회 측정한 후 최대값을 사용하였다. 유리상태..
결과 및 고찰
팁 끝부분이 변형되어 공기와 물이 배출됩니다. iii) 다음으로 외부에서 가해지는 압력이 제거되면 팁의 끝부분이 표면과 접촉하게 되고 내부의 부피가 증가하여 진공이 생성됩니다. 깔끔한 PDMS는 소수성 및 수막 효과로 인해 접착력이 낮습니다. a) 외부 압력에 따라 공기를 가두어 팁 끝의 높이를 조절하는 메커니즘, (b) 흡입 컵 모양의 SEM 이미지 및 외부 압력에 따라 높이가 다름 (c) 건조 상태에서의 접착력(2.5N) 팁의 높이에 따른 습한 환경, (d) 건조 및 습윤 접착을 위한 흡입 컵 접착 패치의 메커니즘 및 OM 이미지. 오징어흡반의 크기와 밀도에 따른 접착특성.
2(a)와 같이 힘 측정기를 이용하여 문어 피스톤의 직경에 따른 최대 접착력을 측정하였다. 먼저, 건조한 환경의 경우 팁 끝부분과 표면 사이의 반데르발스 힘에 의해 접착력이 결정됩니다. 젖은 표면에서는 수막의 두께에 따라 접착력이 결정됩니다.
환경에 따른 접착력 및 초기압력 효과의 차이. 건조한 환경과 습한 환경에서의 접착력 차이는 문어패치의 박리 메커니즘의 차이로 인해 발생합니다. 따라서 접착력에 영향을 미치는 초기 압력이 제어되었습니다.
이는 습한 환경에서 유리 표면의 모든 물을 배출하는 데 더 많은 힘이 필요하고 팁 끝이 표면에 접촉하여 진공을 형성하는 기초가 될 수 있습니다. a) 건조하고 습한 환경에서 흡입컵 접착 패치 풀오프 시스템 메커니즘, (b) 건조하고 습한 환경에서 초기 압력 하에서 최대 접착력(100μm 흡입컵 모양). 밀도에 따른 접착력의 차이와 시동압력의 영향. 건조한 환경의 경우, 세 샘플 모두 초기 압력 4N에서 접착력이 포화되는 것으로 나타났습니다.
밀도가 높기 때문에 외부 압력을 견딜 수 있는 강도가 더 크기 때문에 8N 이상의 힘을 가할 때 유지력이 더 증가합니다. a) 팁의 밀도가 서로 다른 흡입 컵 몰드의 SEM 이미지, (b) 팁의 밀도에 따라 건조하고 습한 환경에서 초기 압력에 따른 접착력, (c) 건조 상태에서 팁의 밀도가 서로 다른 부착 과정의 OM 이미지 및 습한 조건, (d) 건조하고 습한 조건에서 150μm 흡입 컵 패치의 OM 이미지 및 메커니즘.
결 론
Future work
W.; Moon, J.; Katsumata, T.; Liu, Y., An integrated self-healing electronic skin system fabricated via dynamic reconstruction of a nanostructured conductive network. Khodagholy, "Enhancement-mode ion-based transistor as a comprehensive interface and real-time processing device for in vivo electrophysiology." ONE.; Jin, H.; Lee, S.; Yokota, T.; Sekino, M.; Someya, T., Self-adhesive and ultra-formable, Sub-300 nm dry thin film electrodes for surface monitoring of biopotentials.
Moon, J.; Yi, G.; Oh, C.; Lee, M.; Lee, Y.; Kim, M., A new technique for three-dimensional measurements of skin surface contours: assessment of skin surface contours according to the aging process using a stereo imaging optical topometer. Wu, H.; Yang, G.; Zhu, K.; Liu, S.; Guo, W.; Jiang, Z.; Li, Z., Skin electrode materials, devices and systems for electrophysiological monitoring and human-machine interfaces. H.; Yang, T.-H.; Pang, C., Bio-inspired microsphere-embedded adhesive architectures for an electrothermal actuation transport device of malleable dry/wet surfaces.
