وأيد هذا العمل من قبل عدد المنح CBET-0651283 من المؤسسة القومية الأميركية للعلوم والمنح 117041PO9621 رقم من تقنية التبريد المتقدمة.

1. إعداد السيليكا النانوية لترسب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدءا من مسحوق السيليكا الجافة، واعداد نموذج لطلاء عن طريق القضاء على المجاميع الكبيرة 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل جسيمات السيليكا (قطره 200 نانومتر، والتي تم شراؤها من جل تيك كورب) مع الإيثانول (190 إثبات نقي) وترك عينة تحت غطاء الدخان حتى تتبخر الرطوبة وجميع مع الايثانول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نخل الجسيمات من خلال سلسلة من الشبكات المعدنية (الولايات المتحدة # 100-400) من أجل كسر أي التجمعات المتبقية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جسيمات صغيرة ومكان شريط محرك مغناطيسي في مفاعل أنبوبي، كما هو موضح في الشكل رقم 1. ينبغي أن توضع الجزيئات داخل المنطقة البلازما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اغلاق مفاعل الزجاج عن طريق وضع يا الدائري بين الشفاه، واحد في نهاية أنبوب زجاجي واحد في نهاية الأنبوب متصلا المضخة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تثبيت المشبك الفولاذ المقاوم للصدأ حلقة حول الشفاه وجهة تشديد المسمار حول المشبك. </li></ol> 2.إعداد نظام فراغ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء فخ النيتروجين السائل، ثم السماح سطح فخ لتصبح باردة. انتظر 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة الأيزوبروبانول في الفوار والاتصال مفاعل البلازما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم الفوار من خلال وضع المطاط يا الدائري حول أنبوب معدني وتشديد الجوز حتى مكان الأنابيب إلى اتصال الفوار يصبح مختومة. </li></ol> 3. البلازما عملية ترسب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الفوار في حمام ماء مع درجة الحرارة من 34 درجة مئوية ± 2 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على تدفق الأرجون تحكم الغاز وأدخل 6.00 SCCM كنقطة مجموعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح تدريجيا صمام البوابة التي تربط أنبوب زجاجي للمضخة في حين أن مضخة تعمل. تنفيذ هذه الخطوة بعناية بسبب الانخفاض المفاجئ للضغط قد تؤدي إلى تفجير الجزيئات بعيدا عن التدفق. الانتظار حتى ضغط يصل إلى 200 mTorr، ثم ترك صمام بوابة مفتوحة بالكامل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع محرك مغناطيسي تحت أنبوب زجاجي وتعيين سرعة في 100 صم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط حلقة الألومنيوم حول المفاعل زجاج أنبوبي لترددات الراديو، الترددات اللاسلكية، والمولدات الكهربائية وربط المشبك الفولاذ المقاوم للصدأ على الأرض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على شبكة التصفح (ايني MW-5D) أولا ومن ثم التبديل خط تيار متردد وقوة الترددات اللاسلكية على مولد. تعيين السلطة في 30 واط للعملية برمتها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد مدة محددة من الزمن (10، 20، أو 40 دقيقة) إيقاف شبكة التصفح، مولد الترددات اللاسلكية، والتيار المتردد على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إغلاق صمام الاختيار وثم أوقف تشغيل وحدة تحكم تدفق الأرجون. قطع الفوار من الصمام وزيادة تدريجية في الضغط على مفاعل في الغلاف الجوي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح المشبك ونقل جزيئات من الأنبوب في طبق من البلاستيك باستخدام ملعقة معدنية. </li></ol> 4. إعداد الجزيئات الجوف بواسطة حل للمواد الأساسية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع عينة تحت غطاء الدخان لكامل عملية إضافة حمض الهيدروفلوريك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حمض الهيدروفلوريك هو المشارك للغايةقد حامض rrosive والتعرض للعين والجلد لأنه يسبب ضررا دائما. استخدام نظارات واقية مع درع الوجه وارتداء معطف المختبر عند التعامل مع HF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلط 10 مل من حمض الهيدروفلوريك (الدريتش 49٪) مع 10 مل ماء منزوع الأيونات وإضافة إلى طبق من البلاستيك الذي يحتوي على جزيئات المغلفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع طبق من البلاستيك على محرك مغناطيسي، والسماح للالأساسية إلى حل لمدة 24 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد يوم واحد يخفف من العينة مع الماء منزوع الأيونات 50 مل الطرد المركزي والعينة لمدة 1 ساعة. تجاهل طبقة السائل في قمة في وعاء من البلاستيك وتحويل الطبقة السفلى التي تحتوي على جزيئات في طبق بيتري من البلاستيك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 50 مل من الماء منزوع الأيونات ودوامة العينة الطرد المركزي وذلك مرة أخرى. تخلص من الطبقة العليا ونقل طبقة الجسيمات في طبق بيتري نظيفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يغسل الجسيمات مع الايثانول والهواء الجاف في العينة، ونقل الجزيئات جوفاء إلى قارورة مع قبعة والحفاظ على الجسيمات في مجفف. </li></ol> 5. شاراcterization من نفاذية (معدل الإصدار الأساسي) المواد: كلوريد البوتاسيوم بالنسبة للمواد الأساسية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 0،001 كلوريد البوتاسيوم المولي (بوكل) والحل بواسطة غرام 0،0745 خلط بوكل مع الماء 1 لتر منزوع الأيونات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء زجاجة من انتاج نموذج ثابت رذاذ 3076 وتثبيت غطاء زجاجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط خرطوم الهواء المضغوط لمجفف غشاء، وهذا مرتبط إلى مدخل غاز من رذاذ. ثم إرفاق مرشح للخرطوم منفذ من أجل جمع جزيئات بوكل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح تدريجيا صمام الهواء المضغوط، والسماح للتدفق الهواء من خلال غشاء مجفف. السماح للجسيمات تتراكم في فلتر لمدة 5 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إغلاق صمام الهواء المضغوط وإزالة بعناية تصفية وجمع الجسيمات. وضع الجزيئات في مجفف قبل عملية الطلاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتبع بروتوكول 2 و 3 من أجل الحصول على جسيمات بوكل مغلفة بشكل موحد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزيج بوكل المغلفة مع 10 مل وا منزوع الأيوناتثالثا في قارورة من الزجاج. لخلط تماما العينة، إسقاط محرك مغناطيسي في حل وترك الأمر على محرك مغناطيسي. احتضان العينة على 25 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج الموصلية مسبار متر (الحرارية أوريون طراز 105) في قارورة وتسجيل الموصلية على مدى 30 يوما. </li></ol> 6. ممثل النتائج لقد طبقنا هذه العملية إلى مجموعة متنوعة من المواد الأساسية، بما في ذلك أكاسيد (السيليكا)، وأملاح (بوكل) والمعادن (آل)، كما هو مبين في الشكل 2. وقد استخدمت انتقال الإلكترون المجهر للتأكد من انتظام شعاعي من الأفلام وقياس سماكة بهم. لدينا الجسيمات بنجاح المغلفة تتراوح بين 37 نانومتر إلى 200 نانومتر في القطر (الشكل 2) ولكن ليس هناك قيود جوهرية على حجم الجزيئات التي يمكن أن تعالج بهذه الطريقة. معدل ترسيب قذيفة حوالي 1 نانومتر / دقيقة. هذا معدل بطيئة نوعا ما يجعل من الممكن السيطرة على سمك من الأفلام تمامابدقة عن طريق ترسب مرة. قذيفة البلازما بلمرة يشكل عائقا نفاذة، كما يتضح ذلك من حقيقة أن المواد الأساسية ويمكن إزالتها عن طريق الحفر أو انحلال. ويبين الشكل 3 قذائف الجوفاء التي لا تزال قائمة بعد إزالة النواة السيليكا. إزالة الأساسية كاملة والتوحيد شعاعي وسمك من الأفلام مرتفعة جدا. لأغراض تقييم نفاذية من خلال هذه الأفلام، ونحن تحولت إلى بوكل كمادة أساسية يمكن رصدها منذ تفكك بوكل بسهولة جدا من خلال الموصلية الأيونية من الحل. ويبين الشكل 4 الافراج عن بوكل من جوهر لمدة أربع عينات مع سماكة مختلفة، 20 نانومتر، نيو مكسيكو 40، نانومتر 75، ونيو مكسيكو 95، على التوالي. وعلقت الجسيمات بوكل المغلفة في المياه وأعقب الموصلية من الحل لمدة 30 يوما. بالإضافة إلى عينات من أربعة، ورصدت أيضا عنصر تحكم التي تتكون من جسيمات بوكل غير المصقول. بوكل الجزيئات غير المصقول dissolve في غضون فترة زمنية قصيرة جدا من حوالي 1 دقيقة. على النقيض من ذلك، بوكل المغلفة يظهر معدل إطلاق أبطأ بكثير. ويتميز ملف الافراج عن جسيمات المغلفة من قبل الاندفاع الأولي الذي يحدث داخل ساعة الأولى، يليه بيان أبطأ بكثير أن يأخذ عدة أيام لاستكمال، وهذا يتوقف على سمك الفيلم. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig1.jpg" /> الشكل 1. تمثيل تخطيطي لإعداد النانوية، وترسب البلازما، وأجوف تشكيل الجسيمات. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig2.jpg" /> الشكل 2. صور تيم من المغلفة (أ) و (ب) وجسيمات السيليكا مع د = 200 نانومتر، (ج) للجسيمات السيليكا مع نانومتر د 37 =، (د) الألومنيوم مع د ~ 100 نانومتر، و (ه) مع الجسيمات بوكل د = 100 نانومتر <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig3.jpg" /> الشكل (3). TEM صور من الجزيئات جوفاء بعد الحفر (أ)، جوهر السيليكا (ب) مع قطره 200 نانومتر، و (ج) الأساسية بوكل. <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig4.jpg" /> الشكل 4. تأثير سماكة قذيفة على الملف الإصدار. ويبين الرسم البياني أقحم الافراج خلال ساعة الأولى.

<ol>
	<li>Xu, X., Asher, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Utilization+of+Monodisperse+Hollow+Polymeric+Particles+in+Photonic+Crystals.">Synthesis and Utilization of Monodisperse Hollow Polymeric Particles in Photonic Crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 126, 7940-7945 (2004).</li><li>Lou, X., Archer, L., Yang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hollow+Micro-/nanostructures:+Synthesis+and+Applications.">Hollow Micro-/nanostructures: Synthesis and Applications.</a> Advanced Material. 20, (2008).</li><li>Kim, D. J., Kang, J. Y., Kim, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coating+of+TiO2+Thin+Films+on+Particles+by+a+Plasma+Chemical+Vapor+Deposition+Process.">Coating of TiO2 Thin Films on Particles by a Plasma Chemical Vapor Deposition Process.</a> Advanced Powder Technology. 21, 136-140 (2010).</li><li>Marino, E., Huijser, T., Creyghton, Y., van der Heijden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Coating+of+Copper+Oxide+Nanoparticles+Using+Atmospheric+Pressure+Plasmas.">Synthesis and Coating of Copper Oxide Nanoparticles Using Atmospheric Pressure Plasmas.</a> Surface and Coatings Technology. 201, 9205-9208 (2007).</li><li>Hakim, L., King, D., Zhou, Y., Gump, C., George, S., Weimer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+Coating+for+Advanced+Optical,+Mechanical+and+Rheological+Properties.">Nanoparticle Coating for Advanced Optical, Mechanical and Rheological Properties.</a> Advanced Functional Materials. 17, 3175-3181 (2007).</li><li>Kim, S. H., Kim, J., Kang, B., Uhm, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+CFx+Coating+via+In-Line+Atmospheric+RF+Plasma+of+He-CF4-H2.">Superhydrophobic CFx Coating via In-Line Atmospheric RF Plasma of He-CF4-H2.</a> Langmuir. 21, 12213-12217 (2005).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

واحدة من أكبر التحديات في جزيئات الطلاء هو توفير كيمياء متوافقة بين الطلاء و1،2 الركيزة. المنهجية الموصوفة هنا لديه ميزة أنه ليس من مادة محددة. البوليمرات البلازما إظهار التصاق ممتازة على مجموعة متنوعة من ركائز، بما في ذلك المعادن الصلبة (الشكل 2 (ج))، و?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> السيليكا الجسيمات </td><td> Geltech المؤتمر الوطني العراقي. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> كلوريد البوتاسيوم (بلورات) </td><td> EMD شركة الكيماويات </td><td></td><td></td></tr><tr><td> ايزوبروبيل (99.9٪) </td><td> سيغما الدريخ </td><td></td><td></td></tr><tr><td> حامض الهيدروفلوريك (48-51٪) </td><td> VWR </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الأنابيب والشفاه </td><td> Swagelok </td><td></td><td> قطر و¼ 1 بوصة </td></tr><tr><td> التخشين مضخة </td><td> إدواردز </td><td></td><td></td></tr><tr><td> النيتروجين السائل فخ </td><td> A &amp; N شركة </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

encapsulation and permeability characteristics of plasma polymerized hollow particles

في هذا البروتوكول، وتوليفها الأساسية قذيفة النانو بواسطة بلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية. ونحن ننتج حاجزا غير متبلور عن طريق البلمرة البلازما من الأيزوبروبانول على ركائز صلبة مختلفة، بما فيها السيليكا وكلوريد البوتاسيوم. وتستخدم هذه التقنية متعددة الاستخدامات لعلاج النانوية وnanopowders بأحجام تتراوح بين 37 نانومتر إلى 1 ميكرون، عن طريق إيداع الأفلام التي يمكن أن تكون سماكة في أي مكان من 1 نانومتر إلى ما يزيد عن 100 نانومتر. حل الأساسية تتيح لنا دراسة معدل تغلغل من خلال الفيلم. في هذه التجارب، ونحن تحديد معامل انتشار بوكل من خلال فيلم الحاجز بواسطة البلورات النانوية بوكل طلاء ورصد في وقت لاحق من الموصلية الأيونية من الجزيئات المغلفة معلقة في الماء. الاهتمام الأساسي في هذه العملية هو التغليف وإطلاق تأخر المواد المذابة. سمك القشرة هي واحدة من المتغيرات المستقلة التي نحن السيطرة على معدل للإفراج عنهم. يكون لها تأثير قوي على معدلمن الإفراج عنه، الأمر الذي يزيد من اطلاق سراح ست ساعات (قذيفة سماكة هو 20 نانومتر) لبيان طويل الأجل على مدى 30 يوما (قذيفة سماكة هو 95 نانومتر). ملف الافراج يظهر السلوك المميز: بيان سريع (35٪ من المواد النهائية) خلال الدقائق الخمس الاولى بعد بداية انحلال، وأبطأ حتى الافراج عن جميع المواد الأساسية يخرج.

Watch this Scientific Journal Video about Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles at JoVE.com

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

وقد استخدمنا بلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية لإيداع الأغشية الرقيقة التي تتراوح بين بضعة نانومتر إلى 100 نانومتر عدة في نانو الحجم الجسيمات من المواد المختلفة. نحن في وقت لاحق حفر المواد الأساسية لإنتاج nanoshells أجوف الذي نفاذية تسيطر عليها سمك قذيفة. نحن نصنف نفاذية هذه الطلاءات إلى المواد المذابة الصغيرة وتثبت أن هذه الحواجز يمكن أن توفر إطلاق المطرد للمواد الأساسية على مدى عدة أيام.

التغليف والنفاذية خصائص الجسيمات مبلمر البلازما الجوف

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma ...

encapsulation-permeability-characteristics-plasma-polymerized-hollow

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Permeability of Concrete

SCIENTISTS IN ACTION

10.7K Views.  The Pennsylvania State University. وقد استخدمنا بلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية لإيداع الأغشية الرقيقة التي تتراوح بين بضعة نانومتر إلى 100 نانومتر عدة في نانو الحجم الجسيمات من المواد المختلفة. نحن في وقت لاحق حفر المواد الأساسية لإنتاج nanoshells أجوف الذي نفاذية تسيطر عليها سمك قذيفة. نحن نصن...

Video: Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

Investigation of Early Plasma Evolution Induced by Ultrashort Laser Pulses

Early plasma is generated owing to high intensity laser irradiation of target and the subsequent target material ionization. Its dynamics plays a significant role in laser-material interaction, especially in the air environment1-11.
Early plasma evolution has been captured through pump-probe shadowgraphy1-3 and interferometry1,4-7. However, the studied time frames and applied laser parameter ranges are limited. For example, direct examinations of plasma front locations and electron number densities within a delay time of 100 picosecond (ps) with respect to the laser pulse peak are still very few, especially for the ultrashort pulse of a duration around 100 femtosecond (fs) and a low power density around 1014 W/cm2. Early plasma generated under these conditions has only been captured recently with high temporal and spatial resolutions12. The detailed setup strategy and procedures of this high precision measurement will be illustrated in this paper. The rationale of the measurement is optical pump-probe shadowgraphy: one ultrashort laser pulse is split to a pump pulse and a probe pulse, while the delay time between them can be adjusted by changing their beam path lengths. The pump pulse ablates the target and generates the early plasma, and the probe pulse propagates through the plasma region and detects the non-uniformity of electron number density. In addition, animations are generated using the calculated results from the simulation model of Ref. 12 to illustrate the plasma formation and evolution with a very high resolution (0.04 ~ 1 ps).
Both the experimental method and the simulation method can be applied to a broad range of time frames and laser parameters. These methods can be used to examine the early plasma generated not only from metals, but also from semiconductors and insulators.

An experimental method to examine the early plasma evolution induced by ultrashort laser pulses is described. Using this method, high quality images of early plasma are obtained with high temporal and spatial resolutions. A novel integrated atomistic model is used to simulate and explain the mechanisms of early plasma.

التحقيق في التطور المبكر البلازما المستحثة بواسطة الليزر فائقة القصر البقول

Early plasma is generated owing to high intensity laser irradiation of target and the subsequent target material ionization. Its dynamics plays a ...

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic (VES) fluids. The measurements are made for particles settling in unbounded fluids&#160;and fluids between parallel walls. VES fluids over a wide range of rheological properties are prepared and rheologically characterized. The rheological characterization involves steady shear-viscosity and dynamic oscillatory-shear measurements to quantify the viscous and elastic properties respectively. The settling velocities under unbounded conditions are measured in beakers having diameters at least 25x the diameter of particles. For measuring settling velocities between parallel walls, two experimental cells with different wall spacing are constructed. Spherical particles of varying sizes are gently dropped in the fluids and allowed to settle. The process is recorded with a high resolution video camera and the trajectory of the particle is recorded using image analysis software. Terminal settling velocities are calculated from the data.
The impact of elasticity on settling velocity in unbounded fluids is quantified by comparing the experimental settling velocity to the settling velocity calculated by the inelastic drag predictions of Renaud et al.1&#160;Results show that elasticity of fluids can increase or decrease the settling velocity. The magnitude of reduction/increase is a function of the rheological properties of the fluids and properties of particles. Confining walls are observed to cause a retardation effect on settling and the retardation is measured in terms of wall factors.

This paper demonstrates the experimental procedure to measure terminal settling velocities of spherical particles in surfactant-based shear thinning viscoelastic fluids. Fluids over a wide range of rheological properties are prepared and settling velocities are measured for a range of particle sizes in unbounded fluids and fluids between parallel walls.

القياس التجريبي لسرعة تسوية الجسيمات الكروية في السوائل اللزوجة غير المحصورة والمقيدة بالتخلص من السطحي

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a stable and continuous operation of the plasma is possible and the plasma torch can be used for many different applications. On one hand, the hot (3,600 K gas temperature) plasma can be used for chemical processes and on the other hand the cold afterglow (temperatures down to almost RT) can be applied for surface processes. For example chemical syntheses are interesting volume processes. Here the microwave plasma torch can be used for the decomposition of waste gases which are harmful and contribute to the global warming but are needed as etching gases in growing industry sectors like the semiconductor branch. Another application is the dissociation of CO2. Surplus electrical energy from renewable energy sources can be used to dissociate CO2 to CO and O2. The CO can be further processed to gaseous or liquid higher hydrocarbons thereby providing chemical storage of the energy, synthetic fuels or platform chemicals for the chemical industry. Applications of the afterglow of the plasma torch are the treatment of surfaces to increase the adhesion of lacquer, glue or paint, and the sterilization or decontamination of different kind of surfaces. The movie will explain how to ignite the plasma solely by microwave power without any additional igniters, e.g., electric sparks. The microwave plasma torch is based on a combination of two resonators &#8212; a coaxial one which provides the ignition of the plasma and a cylindrical one which guarantees a continuous and stable operation of the plasma after ignition. The plasma can be operated in a long microwave transparent tube for volume processes or shaped by orifices for surface treatment purposes.

This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications.

كيفية اشعال على الضغط الجوي البلازما الشعلة ميكروويف دون أي اشعال إضافية

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing technology is used to fabricate particles with slender arms connected at a common center. Shapes explored are crosses (two perpendicular rods), jacks (three perpendicular rods), triads (three rods in triangular planar symmetry), and tetrads (four arms in tetrahedral symmetry). Methods for producing on the order of 10,000 fluorescently dyed particles are described. Time-resolved measurements of their orientation and solid-body rotation rate are obtained from four synchronized videos of their motion in a turbulent flow between oscillating grids with R&#955; = 91. In this relatively low-Reynolds number flow, the advected particles are small enough that they approximate ellipsoidal tracer particles. We present results of time-resolved 3D trajectories of position and orientation of the particles as well as measurements of their rotation rates.

We use 3D printing to fabricate anisotropic particles in the shapes of jacks, crosses, tetrads, and triads, whose alignments and rotations in turbulent fluid flow can be measured from multiple simultaneous video images.

أساليب لقياس التوجيه ودوران معدل الجسيمات في الاضطرابات 3D-طباعة

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

تصنيع وتشغيل Acoustofluidic أجهزة دعم السائبة موجات الصوتية الدائمة للSheathless التركيز من الجسيمات

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Applying X-ray Imaging Crystal Spectroscopy for Use as a High Temperature Plasma Diagnostic

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line intensity ratios. By using a Johann spectrometer viewing the plasma, it is possible to construct profiles of plasma parameters such as density, temperature, and velocity with good spatial and time resolution. However, benchmarking atomic code modeling of X-ray spectra obtained from well-diagnosed laboratory plasmas is important to justify use of such spectra to determine plasma parameters when other independent diagnostics are not available. This manuscript presents the operation of the High Resolution X-ray Crystal Imaging Spectrometer with Spatial Resolution (HIREXSR), a high wavelength resolution spatially imaging X-ray spectrometer used to view hydrogen- and helium-like ions of medium atomic number elements in a tokamak plasma. In addition, this manuscript covers a laser blow-off system that can introduce such ions to the plasma with precise timing to allow for perturbative studies of transport in the plasma.

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas. This manuscript presents the operation of a high wavelength resolution spatially imaging X-ray spectrometer used to view hydrogen- and helium-like ions of medium atomic number elements in a tokamak plasma.

تطبيق الأشعة السينية التصوير الطيفي كريستال لاستخدامها بوصفها درجة الحرارة عالية البلازما التشخيص

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line ...

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling immensely. However, in soft electronics, in which organic semiconductors play a critical role, the devices will be bent or folded repeatedly. The effect of bending on the crystal packing and thus the charge transport is crucial to the performance of the device. In this manuscript, we describe the protocol to bend a single crystal of 5,7,12,16-tetrachloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) in the field-effect transistor configuration and to obtain reproducible I-V characteristics upon bending the crystal. The results show that bending a field-effect transistor prepared on a flexible substrate results in nearly reversible yet opposite trends in charge mobility, depending on the bending direction. The mobility increases when the device is bent toward the top gate/dielectric layer (upward, compressive state) and decreases when bent toward the crystal/substrate side (downward, tensile state). The effect of bending curvature was also observed, with greater mobility change resulting from higher bending curvature. It is suggested that the intermolecular &#960;-&#960; distance changes upon bending, thereby influencing the electronic coupling and the subsequent carrier transport ability.

This manuscript describes the bending process of an organic single crystal-based field-effect transistor to maintain a functioning device for electronic property measurement. The results suggest that bending causes changes in the molecular spacing in the crystal and thus in the charge hopping rate, which is important in flexible electronics.

تأثير الانحناء على الخصائص الكهربائية من الترانزستورات مجال التأثير على أساس الكريستال مرنة عضوي واحدة

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. The reactions of cold plasma with the surrounding atmosphere yield a variety of reactive species, which can define its effectiveness. While efficient development of cold plasma therapy requires kinetic models, model benchmarking needs empirical data. Experimental studies of the source of reactive species detected in aqueous solutions exposed to plasma are still scarce. Biomedical plasma is often operated with He or Ar feed gas, and a specific interest lies in investigation of the reactive species generated by plasma with various gas admixtures (O2, N2, air, H2O vapor, etc.) Such investigations are very complex due to difficulties in controlling the ambient atmosphere in contact with the plasma effluent. In this work, we addressed common issues of &#39;high&#39; voltage kHz frequency driven plasma jet experimental studies. A reactor was developed allowing the exclusion of ambient atmosphere from the plasma-liquid system. The system thus comprised the feed gas with admixtures and the components of the liquid sample. This controlled atmosphere allowed the investigation of the source of the reactive oxygen species induced in aqueous solutions by He-water vapor plasma. The use of isotopically labelled water allowed distinguishing between the species originating in the gas phase and those formed in the liquid. The plasma equipment was contained inside a Faraday cage to eliminate possible influence of any external field. The setup is versatile and can aid in further understanding the cold plasma-liquid interactions chemistry.

An experimental setup was created for the helium-operated kHz frequency plasma jet. The setup includes a cage for the plasma power supply and jet and an in-house built reactor to monitor plasma-induced reactive species without the interference of the ambient atmosphere.

لإعداد البلازما الضغط الجوي المعنية بالتحقيق في تشكيل أنواع رد الفعل

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

سبارك البلازما التكلس جهاز يستخدم لتشكيل سترونتيوم تيتانات Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without attendance and adjustment. Thermochemical thrusters which utilize thermodynamic properties of gases as a means of acceleration have physical limitations on their exhaust gas velocity, resulting in low efficiency. Moreover, these engines demonstrate extremely low efficiency at small thrusts and may be unsuitable for continuously operating systems which provide real-time adaptive control of the spacecraft orientation, velocity and position. In contrast, electric propulsion systems which use electromagnetic fields to accelerate ionized gases (i.e., plasmas) do not have any physical limitation in terms of exhaust velocity, allowing virtually any mass efficiency and specific impulse. Low-thrust Hall thrusters have a lifetime of several thousand hours. Their discharge voltage ranges between 100 and 300 V, operating at a nominal power of &lt;1 kW. They vary from 20 to 100 mm in size. Large Hall thrusters can provide fractions of millinewton of thrust. Over the past few decades, there has been an increasing interest in small mass, low power, and high efficiency propulsion systems to drive satellites of 50-200 kg. In this work, we will demonstrate how to build, test, and optimize a small (30 mm) Hall thruster capable of propelling a small satellite weighing about 50 kg. We will show the thruster operating in a large space environment simulator, and describe how thrust is measured and electric parameters, including plasma characteristics, are collected and processed to assess key thruster parameters. We will also demonstrate how the thruster is optimized to make it one of the most efficient small thrusters ever built. We will also address challenges and opportunities presented by new thruster materials.

Here, we present a protocol to test and optimize space propulsion systems based on miniaturized Hall-type thrusters.

التحسين، واختبار وتشخيص للدفاعات قاعة المنمنمة

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without ...