खंडित अपरंपरागत जलाशयों में माइक्रोस्केल सुपरक्रिटिकल सीओ2 फोम परिवहन के उच्च दबाव परीक्षण के लिए माइक्रोफ्लुइडिक फैब्रिकेशन तकनीक
Summary
यह पत्र दो माइक्रोफ्लुइडिक फैब्रिकेशन तकनीकों के तुलनात्मक अध्ययन के साथ एक प्रोटोकॉल का वर्णन करता है, अर्थात् फोटोलिथोग्राफी/गीला-नक़्क़ाशी/थर्मल-बॉन्डिंग और चयनात्मक लेजर-प्रेरित नक़्क़ाशी (एसएलई), जो उच्च दबाव की स्थितियों के लिए उपयुक्त हैं । ये तकनीकें जलाशय की स्थितियों के तहत सरोगेट पारमी योग्य मीडिया और खंडित प्रणालियों में द्रव प्रवाह के प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए सक्षम प्लेटफार्मों का गठन करती हैं ।
Abstract
खंडित मीडिया के माइक्रोफ्लुइडिक प्रायोगिक अध्ययनों में कई माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफार्मों की दबाव सीमाएं एक महत्वपूर्ण चुनौती रही हैं। नतीजतन, फ्रैक्चर में उच्च दबाव परिवहन के प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए इन प्लेटफार्मों का पूरी तरह से दोहन नहीं किया गया है । यह काम माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफार्मों का परिचय देता है जो सरोगेट पारम करने योग्य मीडिया और खंडित प्रणालियों की विशेषता वाले उपकरणों में मल्टीफेज प्रवाह के प्रत्यक्ष अवलोकन को सक्षम करते हैं। इस तरह के प्लेटफार्मों ऐसे सीओ2 कब्जा, उपयोग और भंडारण से संबंधित लोगों के रूप में महत्वपूर्ण और समय पर सवालों के समाधान के लिए एक मार्ग प्रदान करते हैं । यह काम निर्माण तकनीकों और एक प्रयोगात्मक सेटअप का विस्तृत विवरण प्रदान करता है जो सुपर क्रिटिकल सीओ 2 (एससीओ2) फोम, इसकी संरचना औरस्थिरताके व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए काम कर सकता है। इस तरह के अध्ययन उन्नत तेल वसूली प्रक्रियाओं और अपरंपरागत जलाशयों से संसाधन वसूली में हाइड्रोलिक फ्रैक्चर की भूमिका के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं । यह कार्य दो विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके विकसित माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों का तुलनात्मक अध्ययन प्रस्तुत करता है: फोटोलिथोग्राफी/गीला-नक़्क़ाशी/थर्मल-बॉन्डिंग बनाम चयनात्मक लेजर-प्रेरित नक़्क़ाशी । दोनों तकनीकों के परिणामस्वरूप उन उपकरणों का परिणाम होता है जो रासायनिक और शारीरिक रूप से प्रतिरोधी होते हैं और उच्च दबाव और तापमान की स्थिति के सहिष्णु होते हैं जो ब्याज की उपसतह प्रणालियों के अनुरूप होते हैं। दोनों तकनीकें उच्च सटीक नक़्क़ाशी वाले माइक्रोचैनल और सक्षम प्रयोगशाला-ऑन-चिप उपकरणों के रास्ते प्रदान करती हैं। फोटोलिथोग्राफी/गीला-नक़्क़ाशी, हालांकि, जटिल ज्यामिति के साथ जटिल चैनल नेटवर्क के निर्माण को सक्षम बनाता है, जो लेजर नक़्क़ाशी तकनीकों के लिए एक चुनौतीपूर्ण कार्य होगा । यह काम एक कदम-दर-कदम फोटोलिथोग्राफी, गीले-नक़्क़ाशी और ग्लास थर्मल-बॉन्डिंग प्रोटोकॉल को संक्षेप में प्रस्तुत करता है और, अपरंपरागत तंग और शेल संरचनाओं से तेल वसूली के लिए प्रासंगिकता के साथ फोम परिवहन के प्रतिनिधि अवलोकन प्रस्तुत करता है। अंत में, यह काम एससीओ2 फोम व्यवहार का निरीक्षण करने के लिए एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन मोनोक्रोमेटिक सेंसर के उपयोग का वर्णन करता है जहां पारगम्य माध्यम की संपूर्णता एक साथ देखी जाती है, जबकि सुविधाओं को 10 माइक्रोन के रूप में छोटे रूप में हल करने के लिए आवश्यक संकल्प को संरक्षित करता है।
Introduction
हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का उपयोग काफी समय से किया जाता है ताकि प्रवाह को विशेष रूप से तंगसंरचनाओंमें उत्तेजित किया जा सके । हाइड्रोलिक फ्रेक्चरिंग में आवश्यक पानी की बड़ी मात्रा पर्यावरणीय कारकों, जल उपलब्धता के मुद्दों2, गठनक्षति3,लागत4 और भूकंपीय प्रभाव5के साथ बढ़ जाती है। नतीजतन, वैकल्पिक फ्रैक्चरिंग विधियों जैसे वॉटरलेस फ्रैक्चरिंग और फोम के उपयोग में रुचि बढ़ रही है। वैकल्पिक तरीकों से महत्वपूर्ण लाभ मिल सकते हैं जैसे कि पानी के उपयोग में कमी6, जल संवेदनशील संरचनाओं के साथ अनुकूलता7, गठन के कम से कम8,फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थों की उच्च स्पष्ट चिपचिपाहट9,पुनर्चक्रणीयता10,साफ – सफाई में आसानी और प्रणोदक ले जाने की क्षमता6. सीओ2 फोम एक संभावित वाटरलेस फ्रेक्चरिंग तरल पदार्थ है जो पारंपरिक फ्रैक्चरिंग तकनीकों की तुलना में संभावित रूप से छोटे पर्यावरणीय पदचिह्न के साथ उपसतह में पेट्रोलियम तरल पदार्थों के अधिक कुशल उत्पादन और उन्नत सीओ2 भंडारण क्षमताओं में योगदान देताहै।
इष्टतम परिस्थितियों में, किसी दिए गए जलाशय के न्यूनतम गलती दबाव (एमएमपी) से परे दबाव पर सुपर क्रिटिकल सीओ2 फोम (एससीओ2 फोम) एक बहु-संपर्क गलत प्रणाली प्रदान करता है जो गठन के कम पारगम्य भागों में प्रवाह को प्रत्यक्ष करने में सक्षम है, जिससे स्वीप दक्षता और संसाधनों की वसूली में सुधार होता है12,13। एससीओ2 डिफ्यूसिटी और लिक्विड जैसे घनत्व14 जैसी गैस बचाता है और तेल रिकवरी और कार्बन कैप्चर, यूटिलाइजेशन एंड स्टोरेज (सीआईसीयू)13जैसे उपसतह अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है । उपसतह में फोम के घटकों की उपस्थिति सीओ 215केदीर्घकालिकभंडारण में रिसाव के जोखिम को कम करने में मदद करती है। इसके अलावा, एससीओ2 फोम सिस्टम के युग्मित-संपीड़न-थर्मल शॉक प्रभाव प्रभाव प्रभावी फ्रैक्चरिंग सिस्टम11के रूप में काम कर सकते हैं। उपसतह अनुप्रयोगों के लिए सीओ2 फोम प्रणालियों के गुणों का विभिन्न पैमानों पर बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, जैसे कि रेत-पैक प्रणालियों में इसकी स्थिरता और चिपचिपाहट का लक्षण वर्णन और विस्थापन प्रक्रियाओं में इसकी प्रभावशीलता3,6,12,15,16,17। फ्रैक्चर स्तर फोम गतिशीलता और असुरक्षित मीडिया के साथ इसकी बातचीत कम अध्ययन किए गए पहलू हैं जो सीधे तंग और खंडित संरचनाओं में फोम के उपयोग के लिए प्रासंगिक हैं।
माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफॉर्म प्रासंगिक माइक्रोस्केल प्रक्रियाओं के प्रत्यक्ष दृश्य और मात्राकरण को सक्षम करते हैं। ये प्लेटफॉर्म रिकवरी विचारों के साथ ताकना-स्केल घटनाओं का अध्ययन करने के लिए हाइड्रोडायनामिक्स और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वास्तविक समय नियंत्रण प्रदान करते हैं1. फोम उत्पादन, प्रचार, परिवहन और गतिशीलता को खंडित प्रणालियों और फ्रैक्चर-माइक्रोक्रैक-मैट्रिक्स प्रवाहकीय मार्गों की नकल करने वाले माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों में कल्पना की जा सकती है जो तंग संरचनाओं से तेल वसूली के लिए प्रासंगिक हैं। फ्रैक्चर और मैट्रिक्स के बीच तरल पदार्थ विनिमय सीधे ज्यामिति के अनुसार व्यक्त किया जाता है18, जिससे सरलीकृत और यथार्थवादी अभ्यावेदनों के महत्व पर प्रकाश डाला गया । विभिन्न प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए वर्षों से कई प्रासंगिक माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफॉर्म विकसित किए गए हैं। उदाहरण के लिए, टिग्ग्लैर और सहकर्मियों ने माइक्रोरिएक्टरों से जुड़े ग्लास केशिकाओं के माध्यम से प्रवाह का परीक्षण करने के लिए फाइबर के इन-प्लेन कनेक्शन के माध्यम से ग्लास माइक्रोरिएक्टर उपकरणों के निर्माण और उच्च दबाव परीक्षण पर चर्चा की19. वे अपने बांड निरीक्षण, दबाव परीक्षण और में-सीटू प्रतिक्रिया निगरानी से संबंधित निष्कर्षों को पेश करते हैं 1एच एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी। जैसे, उनका मंच अपेक्षाकृत बड़ी इंजेक्शन दरों के लिए इष्टतम नहीं हो सकता है, पारम मीडिया में जटिल तरल पदार्थों के सीटू दृश्य में मल्टीफेज द्रव प्रणालियों का पूर्व-उत्पादन हो सकता है। Marre और सहकर्मियों उच्च दबाव रसायन विज्ञान और सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए एक ग्लास माइक्रोरिएक्टर के उपयोग पर चर्चा20. वे लोड के तहत मॉड्यूलर उपकरणों के यांत्रिक व्यवहार का पता लगाने के लिए तनाव वितरण के एक परिमित तत्व सिमुलेशन के रूप में परिणाम शामिल हैं । वे विनिमेय माइक्रोरिएक्टर निर्माण के लिए गैर-मानेंट मॉड्यूलर कनेक्शन का उपयोग करते हैं, और सिलिकॉन/पाइरेक्स माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस पारदर्शी नहीं हैं; इन उपकरणों को रासायनिक प्रतिक्रिया इंजीनियरिंग में काइनेटिक अध्ययन, संश्लेषण और उत्पादन के लिए अनुकूल हैं जहां दृश्य एक प्राथमिक चिंता का विषय नहीं है। पारदर्शिता की कमी इस मंच को सीधे के लिए अनुपयुक्त बनाती है, सरोगेट मीडिया में जटिल तरल पदार्थों के सीटू दृश्य में। पेडार और सहकर्मी 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करके प्रोटोटाइप मॉड्यूलर माइक्रोफ्लुइडिक्स का एक उपन्यास तरीका प्रस्तुत करते हैं21. यह दृष्टिकोण उच्च दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल नहीं लगता है क्योंकि यह फोटोकरेबल बहुलक का उपयोग करता है और उपकरण केवल 0.4 एमपीए तक ही सामना करने में सक्षम हैं। खंडित प्रणालियों में परिवहन से संबंधित अधिकांश माइक्रोफ्लूइडिक प्रायोगिक अध्ययन साहित्य में रिपोर्ट परिवेश के तापमान और अपेक्षाकृत कम दबाव की स्थिति पर ध्यान केंद्रित करते हैं1. माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम के प्रत्यक्ष अवलोकन पर ध्यान केंद्रित करने के साथ कई अध्ययन किए गए हैं जो उपसतह स्थितियों की नकल करते हैं। उदाहरण के लिए, जिमेनेज-मार्टिनेज और सह-कार्यकर्ता फ्रैक्चर और मैट्रिक्स के एक जटिल नेटवर्क में महत्वपूर्ण ताकना-स्केल प्रवाह और परिवहन तंत्र पर दो अध्ययन शुरू करते हैं22,23. लेखक उत्पादन दक्षता के लिए जलाशय की स्थिति (8.3 एमपीए और 45 डिग्री सेल्सियस) के तहत माइक्रोफ्लुइडिक्स का उपयोग करके तीन चरण प्रणालियों का अध्ययन करते हैं; वे एससीसीओ का आकलन करते हैं2 पुनः उत्तेजना के लिए उपयोग जहां एक पूर्व फ्रैक्चरिंग से बचे हुए नमकीन सीओ के साथ निंदनीय है2 और अवशिष्ट हाइड्रोकार्बन23. तेल गीला सिलिकॉन माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों तेल नमकीन-एससीओ के मिश्रण के लिए प्रासंगिकता है2 उन्नत तेल वसूली (ईओआर) अनुप्रयोगों में; हालांकि, यह काम सीधे फ्रैक्चर में पोर-स्केल गतिशीलता को संबोधित नहीं करता है। एक और उदाहरण Rognmo एट अल द्वारा काम है जो उच्च दबाव के लिए एक अपस्केलिंग दृष्टिकोण का अध्ययन, सीटू सीओ में2 फोम जनरेशन24. साहित्य में रिपोर्ट के अधिकांश कि लाभ उठाने कि माइक्रोफैब्रिकेशन सीओ के साथ संबंध है2– ईओए और वे अक्सर महत्वपूर्ण निर्माण विवरण शामिल नहीं करते हैं। लेखकों के ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, खंडित संरचनाओं के लिए उच्च दबाव सक्षम उपकरणों के निर्माण के लिए एक व्यवस्थित प्रोटोकॉल वर्तमान में साहित्य से गायब है ।
यह काम एक माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफॉर्म प्रस्तुत करता है जो एससीओ 2 फोम संरचनाओं, बुलबुला आकार, आकार और वितरण, ईओई और हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग और जलभृत उपचारण अनुप्रयोगों के लिए तेल की उपस्थिति में लैमेलास्थिरता के अध्ययन को सक्षम बनाता है। ऑप्टिकल लिथोग्राफी और चयनात्मक लेजर-प्रेरित नक़्क़ाशी29 (स्ले) का उपयोग करके माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों के डिजाइन और निर्माण पर चर्चा की जाती है। इसके अतिरिक्त, यह काम फ्रैक्चर पैटर्न का वर्णन करता है जिसका उद्देश्य खंडित तंग संरचनाओं में तरल पदार्थों के परिवहन का अनुकरण करना है। नकली रास्ते सरलीकृत पैटर्न से लेकर टोमोग्राफी डेटा या अन्य तरीकों के आधार पर जटिल माइक्रोक्रैक्स तक हो सकते हैं जो यथार्थवादी फ्रैक्चर ज्यामिति के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। प्रोटोकॉल फोटोलिथोग्राफी, गीले-नक़्क़ाशी और थर्मल बॉन्डिंग का उपयोग करके ग्लास माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों के लिए कदम-दर-कदम निर्माण निर्देशों का वर्णन करता है। एक इन-हाउस विकसित कोलिमेटेड अल्ट्रा-वायलेट (यूवी) प्रकाश स्रोत का उपयोग वांछित ज्यामितीय पैटर्न को फोटोरेसिस्ट की पतली परत पर स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, जिसे अंततः गीले-नक़्क़ाशी प्रक्रिया का उपयोग करके ग्लास सब्सट्रेट में स्थानांतरित कर दिया जाता है। गुणवत्ता आश्वासन के हिस्से के रूप में, नक़्क़ाशीदार पैटर्न कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके विशेषता है। फोटोलिथोग्राफी/वेट-नक़्क़ाशी के विकल्प के रूप में, एक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस बनाने के लिए एक SLE तकनीक नियोजित की जाती है और प्लेटफार्मों का तुलनात्मक विश्लेषण प्रस्तुत किया जाता है। प्रवाह प्रयोगों के लिए सेटअप में गैस सिलेंडर और पंप, दबाव नियंत्रक और ट्रांसड्यूसर, द्रव मिक्सर और संचायक, माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस, उच्च दबाव में सक्षम स्टेनलेस-स्टील धारकों के साथ-साथ एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरा और एक रोशनी प्रणाली शामिल हैं। अंत में, प्रवाह प्रयोगों से टिप्पणियों के प्रतिनिधि नमूने प्रस्तुत किए जाते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह काम मजबूत, उच्च दबाव वाले ग्लास माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों को बनाने के लिए एक निर्माण मंच से संबंधित एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है। इस काम में प्रस्तुत प्रोटोकॉल एक दस्ताने बॉक्स के अंदर अंतिम निर्म?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
व्योमिंग विश्वविद्यालय के लेखकों ने कृतज्ञता से अपरंपरागत और तंग तेल संरचनाओं (सीएमसी-यूएफ) में जल-हाइड्रोकार्बन-रॉक इंटरैक्शन के मशीनी नियंत्रण के लिए केंद्र के हिस्से के रूप में समर्थन स्वीकार किया, एक ऊर्जा सीमांत अनुसंधान केंद्र जो अमेरिका के ऊर्जा विभाग द्वारा वित्त पोषित है, डीओई (बीईएस) पुरस्कार डी-SC0019165 के तहत विज्ञान का कार्यालय है। कंसास विश्वविद्यालय के लेखक इस परियोजना के वित्तपोषण के लिए राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन ईपीएसकोआर रिसर्च इंफ्रास्ट्रक्चर इंप्रूवमेंट प्रोग्राम: ट्रैक-2 केंद्रित ईपीएसकोर सहयोग पुरस्कार (ओआईए-1632892) को स्वीकार करना चाहते हैं। लेखक भी साधन प्रशिक्षण में उसकी उदार मदद के लिए रासायनिक इंजीनियरिंग विभाग, व्योमिंग विश्वविद्यालय से जिंदी सूर्य को अपनी प्रशंसा का विस्तार । एसएए ने इमेजिंग और यूवी स्टैंड के निर्माण के साथ उनकी मदद के लिए व्योमिंग विश्वविद्यालय से केली विंकेलमैन को धन्यवाद दिया। पिछले लेकिन कम से कम नहीं, लेखकों ने SLE तकनीक के बारे में उपयोगी चर्चाओं के लिए माइक्रोग्लास, एलएलसी से जॉन वाससेरबाउर को स्वीकार किया।
Materials
| 1/4” bolts and nuts | For fabrication of the metallic plates to sandwich the glass chip between them for thermal bonding | ||
| 3.45 x 3.45 mm UV LED | Kingbright | To emitt LED light | |
| 3D measuring Laser microscope | OLYMPUS | LEXT OLS4000 | To measure channel depths |
| 40 mm x 40 mm x 10 mm 12V DC Cooling Fan | Uxcell | To cool the UV LED lights | |
| 120 mm x 38 mm 24V DC Cooling Fan | Uxcell | To cool the UV LED lights | |
| 5 ml (6 ml) NORM-JECT Syringe | HENKE SASS WOLF | Lot #16M14CB | To rinse the chip before each experiment |
| Acetone (Certified ACS) | Fisher Chemical | Lot #177121 | For cleaning |
| Acid/ corossion resistive tweezer | TED PELLA | To handle the glass piece in corosive solutions | |
| Acid/solvent resistance tweezers | TED PELLA, INC | #53009 and #53010 | To handle the glass in corrosive solutions |
| Alloy X | AMERICAN SPECIAL METALS | Heat Number: ZZ7571XG11 | |
| Ammonium hydroxide (ACS reagent) | Sigma Aldrich | Lot #SHBG9007V | To clean the chip at the end of process |
| AutoCAD | Autodesk, San Rafael, CA | To design 2D patterns and 3D chips | |
| BD Etchant for PSG-SiO2 systems | TRANSENE | Lot #028934 | An improved buffered etch formulation for delineation of phosphosilica glass – SiO2 (PSG), and borosilica glass – SiO2 (BSG) systems |
| Blank Borofloat substrate | TELIC | CG-HF | Upper substrate for UV etching |
| Borofloat substrate with metalizations | TELIC | PG-HF-LRC-Az1500 | Lower substrate for UV etching |
| Capture One photo editing software | Phase One | To Capture/Edit/Convert the pictures taken by Phase One Camera | |
| Capture station | DT Scientific | DT Versa | To place of the chip in the field of view of the camera |
| Carbon dioxide gas (Grade E) | PRAXAIR | UN 1013, CAS Number 124-38-9 | non-aqeous portion of foam |
| Chromium etchant 1020 | TRANSENE | Lot #025433 | High-purity ceric ammonium nitrate systems for precise, clean etching of chromium and chromium oxide films. |
| Circulating baths with digital temperature controller | PolyScience | To control the brine and CO2 temperatures | |
| CO2 | Airgas | 100% pure – 001013 – CAS: 124-38-9 | For CO2/scCO2 injection |
| Computer | NVIDIA Tesla K20 Graphic Card – 706 MHz Core – 5 GB GDDR5 SDRAM – PCI Express 2.0 x16 | To process and visualize the images obtained via the Phase One camera | |
| Custom made high pressure glass chip holder | To tightly hold the chip and its connections for high pressure testing | ||
| Cutrain (Custom) | To protect against UV/IR Radiations | ||
| Deionized water (DI) | For cleaning | ||
| Digital camera with monochromatic 60 MP sensor | Phase One | IQ260 | Visualization system |
| Ethanol, Anhydrous, USP Specs | DECON LABORATORIES, INC. | Lot #A12291505J, CAS# 64-17-5 | For cleaning |
| Facepiece reusable respirator | 3M | 6502QL, Gases, Vapors, Dust, Medium | To protect against volatile solution inhalation |
| Fused Silica (UV Grade) wafer | SIEGERT WAFER | UV grade | Glass precursor for SLE printing |
| GIMP | Open-source image processing software | To characterize image texture and properties | |
| Glovebox (vinyl anaerobic chamber) | Coy | To provide a clean, dust-free environment | |
| Heated ultrasonic cleaning bath | Fisher Scientific | To accelerate the etching process | |
| Hexamethyldisilazane (HMDS) Cleanroom® MB | KMG | 62115 | Primer for photoresist coating |
| Hose (PEEK tubing) | IDEX HEALTH & SCIENCE | Natural 1/16" OD x .010" ID x 5ft, Part # 1531 | Flow connections |
| Hydrochloric acid, certified ACS plus | Fisher Chemical | Lot # 187244 | Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol |
| Hydrogen Peroxide | Fisher Chemical | H325-500 | Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol |
| ImageJ | NIH | To characterize image texture and properties | |
| ISCO syringe pump | TELEDYNE ISCO | D-SERIES (100DM, 500D) | To pump the fluids |
| Kaiser LED light box | Kaiser | To illuminate the chip | |
| Laser printing machine | LightFab GmbH, Germany. | FILL | Glass-SLE chip fabrication |
| Laser safety glasses | FreeMascot | B07PPZHNX4 | To protect against UV/IR Radiations |
| LED Engin 5W UV Lens | LEDiL | To emitt LED light | |
| Light Fab 3D Printer (femtosecond laser) | Light Fab | To selectively laser Etch of fused silica | |
| LightFab 3D printer | LightFab GmbH, Germany | To SLE print the fused silica chips | |
| MATLAB | MathWorks, Inc., Natick, MA | To characterize image texture and properties | |
| Metallic plates | |||
| Micro abrasive sand blasters (Problast 2) | VANIMAN | Problast 2 – 80007 | To craete holes in cover plates |
| MICROPOSIT 351 developer | Dow | 10016652 | Photoresist developer solution |
| Muffle furnace | Thermo Scientific | Thermolyne Type 1500 | Thermal bonding |
| N2 pure research grade | Airgas | Research Plus – NI RP300 | For drying the chips in each step |
| NMP semiconductor grade – 0.1μm Filtered | Ultra Pure Solutions, Inc | Lot #02191502T | Organic solvent |
| Oven | Gravity Convection Oven | 18EG | |
| Phase One IQ260 with an achromatic sensor | Phase One | IQ260 | To visulize transport in microfluidic devices using an ISO 200 setting and an aperture at f/8. |
| Photomask | Fine Line Imaging | 20,320 DPI FILM | Pattern of channels |
| Photoresist (SU-8) | MICRO CHEM | Product item: Y0201004000L1PE, Lot Number: 18110975 | Photoresist |
| Polarized light microscope | OLYMPUS | BX51 | Visual examination of micro channels |
| Ports (NanoPort Assembly) | IDEX HEALTH & SCIENCE | NanoPort Assembly Headless, 10-32 Coned, for 1/16" OD, Part # N-333 | Connections to the chip |
| Python | Python Software Foundation | To characterize image texture and properties | |
| Safety face shield | Sellstrom | S32251 | To protect against UV/IR Radiations |
| Sealing film (Parafilm) | Bemis Company, Inc | Isolation of containers | |
| Shutter Control Software | Schneider-Kreuznach | To adjust shutter settings | |
| Smooth ceramic plates | |||
| Stirring hot plate | Corning® | PC-620D | To heat the solutions |
| Sulfuric acid, ACS reagent 95.0-98.0% | Sigma Aldrich | Lot # SHBK0108 | Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol |
| Syringe pump (Standard Infuse/Withdraw PHD ULTRA) | Harvard Apparatus | 70-3006 | To saturate the chip before each experiment |
| Torque wrench | Snap-on | TE25A-34190 | To tighten the screws |
| UV power meter | Optical Associates, Incorporated | Model 308 | To measure the intesity of UV light |
| UV power meter | Optical Associates, Incorporated | Model 308 | To quantify the strength of UV light |
| UV radiation stand (LED lights) | To transfer the pattern to glass (photoresist layer) | ||
| Vaccum pump | WELCH VACCUM TECHNOLOGY, INC | 1380 | To dry the chip |
| Variable DC power supplies | Eventek | KPS305D | To power the UV LED lights |
References
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