US-Korea Planning Visit: On-the-Fly Manufacturing of 3D Shaped Particles
美韩计划访问:3D 形状颗粒的即时制造
基本信息
- 批准号:1444104
- 负责人:
- 金额:$ 2.76万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-06-01 至 2015-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
AbstractThe overall goal of the proposed research is to establish a new collaboration between Dr. Aram Chung at Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) from the US and Dr. Sunghoon Kwon at Seoul National University (SNU) in Korea for collaborative research on "Optofluidics". The two research groups will develop a new manufacturing paradigm based on interactions between fluids and light, which is referred to as Optofluidic Manufacturing. In short, Optofluidic Manufacturing is comprised of two coupled processes: (1) Inertial flow in a microchannel, and (2) Light activated polymerization. The Chung group has a strong expertise in understanding inertial flow for flow cross sectional engineering (Step 1). On the other hand, the Kwon group has pioneered the light activated polymerization process termed Optofluidic Maskless Lithography (OFML) (Step 2). Therefore, two research groups with distinct and complementary disciplines in fluid mechanics (Dr. Chung) and photonics (Dr. Kwon) make an ideal collaborative relationship. This synergistic "Opto+fluidic" integration will open new scientific directions to solve complex unconventional problems. Complex shaped particles can provide unique properties and additional functionalities that can be of great practical use for applications such as self-assembly, photonics, biotechnology, structural materials, and pharmaceutics. However, it still remains challenging to fabricate large quantities of uniform 3D shaped particles with scalability, tunable geometries, and adjustable functionalities. Optofluidic manufacturing proposed in this project has the ability to precisely control flow and light conditions, allowing for dynamic reconfiguration of the fabrication. The process generates various scalable and tunable shaped particles using a single device with high-throughput and full automation. Briefly, flow streams of photosensitive fluids in a microchannel are horizontally engineered via fluid inertia and then exposed to orthogonal patterned UV light, synthesizing complex 3D shaped particles. The benefit of the proposed manufacturing system is its ability to be readily reconfigured. In contrast, most of the current particle manufacturing systems have a lack of tunability for particle shape, but by modulating flow and light settings on-the-fly, arbitrary particle shapes can be generated in real-time. Therefore, through this collaboration, full controls of fluid and light will be demonstrated, enabling a new paradigm of complex shaped particle generation.
摘要拟议的研究的总体目标是在美国的Rensselaer理工学院(RPI)与韩国首尔国立大学(SNU)的Sunghoon Kwon博士在韩国合作研究“ Optofluidics”合作研究的Sunghoon Kwon博士之间建立新的合作。 这两个研究小组将根据流体和光线之间的相互作用开发新的制造范式,这被称为Optofluidic制造。 简而言之,光荧光制造由两个耦合过程组成:(1)微通道中的惯性流,以及(2)光激活的聚合。 Chung组在理解流动横截面工程的惯性流方面具有强大的专业知识(步骤1)。 另一方面,权群率先率先将光激活的聚合过程称为“光膜无掩模光刻”(OFML)(步骤2)。 因此,两个研究小组在流体力学(Chung)和光子学博士(Kwon博士)中具有独特和互补的学科,建立了理想的协作关系。这种协同的“光+流体”整合将打开新的科学方向,以解决复杂的非常规问题。复杂形状的颗粒可以提供独特的特性和其他功能,这些功能可以用于自组装,光子学,生物技术,结构材料和药物等应用。 但是,在具有可扩展性,可调的几何形状和可调功能的大量均匀的3D形颗粒中,仍然具有挑战性。 该项目中提出的Optofluidic制造具有精确控制流量和光条件的能力,从而使制造动态重新配置。 该过程使用具有高通量和完整自动化的单个设备生成各种可扩展和可调的颗粒。 简而言之,微通道中光敏流体的流动流通过流体惯性进行水平设计,然后暴露于正交图案化的紫外线,合成复杂的3D形颗粒。 拟议的制造系统的好处在于其容易重新配置的能力。 相比之下,当前的大多数粒子制造系统都缺乏可调性的粒子形状,但是通过调节流动和光设置,可以实时生成任意粒子形状。 因此,通过这种合作,将展示对流体和光的完整控制,从而实现了复杂形状颗粒的新范式。
项目成果
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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