Die Autoren haben keine Bestätigungen.

Achtung: Es gibt zwei giftige Chemikalien, Methanol und Ethylenglykol, die in diesen Experimenten verwendet. Methanol kann in den menschlichen Körper verstoffwechselt werden Formaldehyd zu erzeugen, und dann in Ameisensäure oder Formiatsalz. Diese Substanzen sind giftig für das Zentralnervensystem und kann sogar zum Tod führen. Ethylenglycol kann oxidiert werden Säure zu Glycolsäure, der dann in Oxalsäure drehen kann. Dies kann Nierenversagen und zum Tod führen. Sie nicht, diese Chemikalien zu trinken. Sofort einen Arzt aufsuchen, wenn sich ein Unfall ereignet. 1. Das Kühlsystem HINWEIS: Es ist sehr schwierig, die Sole zu halten, bei -18 ° C oder so, wenn die Umgebungstemperatur in etwa bei Raumtemperatur ist. Es ist wichtig, dass die Tanks, die Ethylenglykol und Sole sind gut isoliert und von einer angemessenen Größe Speicherung überschüssigen Stromverbrauch zu vermeiden und eine optimale Systemleistung sicherzustellen. Es wird empfohlen, dass die Tankgröße nicht mehr als 30 L. nicht überschreitet <ol><li> Bereiten Sie die sekundären Kühlflüssigkeit <ol><li> Gießen Sie 1 l Ethylenglykol in den sekundären Kühltank, Tank A (Basis: 400 mm × 200 mm, Höhe: 350 mm). In etwa ,6-,65 L (600-650 g) Wasser zu Tank A. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 1.1.1 mehrere Male, bis es genügend Flüssigkeit in Tank A (25 L). </li><li> Rühren Sie die Flüssigkeit, so dass die Flüssigkeit homogen ist. </li><li> Einschalten der beiden Pumpen in Tank A in den Vollleistungseinstellung (2500 L / h). Stellen Sie sicher, dass alle Blasen in den Wärmetauschern gefangen und Leitungen freigesetzt. </li><li> Schalten Sie die Pumpe zu beobachten, wenn alle Blasen freigesetzt werden. Wenn nicht, wiederholen Sie Schritt 1.1.4. </li></ol></li><li> Herstellung der Sole HINWEIS: In diesem Beispiel werden 22 Gew% Kochsalzlösung wird hergestellt. Wenn andere Konzentrationen erforderlich sind, die zugegebene Masse des Salzes sollte auch entsprechend geändert werden. Die Referenzsolekonzentration und Dichtewerte finden Sie auf Seite D-257 von der 64. Auflage (1983) von th findene CRC Handbook of Chemistry and Physics 46. <ol><li> In 4 kg Wasser in einen 5-L-Plastikbecher. </li><li> Maßnahme 1 kg NaCl Salz auf einer elektronischen Waage und gießen dieses Salz in den Becher mit dem Wasser. </li><li> Rühren Sie die Mischung , bis die Lösung klar ist (dh, es gibt keine Salzpartikel oder Wasserblasen sichtbar in der Lösung). </li><li> Nehmen Sie eine Probe, ~ 10 ml, der Lösung, die eine 10-ml-Spritze. </li><li> Spritzen Sie die Flüssigkeit in das U-Rohr-Dichtemessgerät. </li><li> Prüfen Sie, ob Luftblasen in der Röhre. Wenn es welche gibt, injizieren mehr Flüssigkeit, sie drücken aus. </li><li> Drücken Sie auf &quot;Quick Settings&quot; und wählen Sie &quot;Dichte Temperatur.&quot; Typ in 20 ° C ein und drücken Sie &quot;OK&quot;. Die Dichtemessgerät misst nun die Flüssigkeitsdichte bei dieser Temperatur. </li><li> Drücken Sie starten und auf das Ergebnis warten. </li><li> Vergleichen Sie die Dichtewert mit 1164,00 kg / m 3. </li><li> Fügen Sie mehr Salz, wenn der Wert unter dem VERGLEICH istn Dichte. Fügen Sie Wasser, wenn aus anderen Gründen. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 1.2.3-1.2.10 , bis die Flüssigkeitsdichte korrekt (1164,00 kg / m 3). </li><li> Gießen Sie diese Lösung in einen größeren Behälter, Container A. </li><li> Führen Sie die Schritte 1.2.1-1.2.12 35-40 l Kochsalzlösung zu machen und setzen Container A in eine Gefriertruhe bei -40 ° C. Halten Sie die Sole dort für 48-72 h, bis seine Temperatur erreicht -19,18 ° C (Gefrierpunkt dieser 22 Gew% Sole). </li></ol></li></ol> 2. Herstellung des Eis für den injizierenden und Waschwasser <ol><li> Bereiten Sie Eis für das Einspritzen von Wasser <ol><li> Gießen Sie 1 l Wasser in einen kleinen Behälter (200 × 200 × 50 mm). </li><li> Wiederholen Sie Schritt 2.1.1 mit einem anderen Behälter und legen die beiden Behälter in der Gefriertruhe bei -40 ° C. </li><li> Halten sie in den Gefrierschrank für 10 h oder mehr, um sicherzustellen, dass das gesamte Wasser gefroren ist. </li></ol></li><li> Bereiten Sie das Eis Shell Waschwasser <ol><li> Füllen Sie einen 5-Liter-Becher mit 5 l Wasser. </li><li> Füllen Sie einen 2-Liter-Becher mit 2 l Wasser. </li><li> Platzieren Beide Becher in die Gefriertruhe bei -40 ° C für 8-10 h, so daß eine dicke Schale aus Eis Umwickeln ungefrorenen Wasser ist. </li><li> Verwenden Sie ein Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl mit einer Geschwindigkeit von 3-5 m / s aus dem Hahn einen 3-cm Durchmesser Loch an der Spitze des Eis-Shell zu öffnen. </li><li> Lassen Sie das Wasser im Inneren des Eis-Shell. </li><li> Legen Sie die beiden Becher zurück in den Gefrierschrank. </li><li> Wenn die Masse des Eises Schale nicht erreicht 3 kg und 1 kg für die beiden Bechergläser bzw. wiederholen Sie die Schritte 2.2.1-2.2.5, aber die Becher halten in den Gefrierschrank länger in Schritt 2.2.3. Die beiden Bechergläser sollten nun in der Lage sein, zu enthalten 2 l und 1 l Wasser, beziehungsweise. </li></ol></li></ol> 3. Wasser Einleitung Position und die Rheologie Kontrollexperiment <ol><li> Führen Wasser an der Oberfläche Sole <ol><li> Dekantieren 2 l 22 Gew% Kaltsole aus Behälter A in dieAluminium Eimer der Eismaschine und Schalter an der Kühleinheit. </li><li> Messen der Temperatur der Sole mit einem Thermometer / Thermoelement (entweder K-Typ- oder T-Typ sind geeignet). Tragen Sie auf das Experiment, wenn die Sole ist -15 ° C oder niedriger. </li><li> Füllen Sie die 100-ml-Glasspritze mit Leitungswasser bei Raumtemperatur. Bringen Sie ein 2-mm Innendurchmesser, 1 mm dick und 1 m langen Silikonschlauch auf die Spitze der Spritze. </li><li> Platzieren Sie die Spritze an einer bestimmten Position, so dass es einen Kopf zwischen dem Wasser in der Spritze und dem Ausgang der Silikonschlauch. Der hydrostatische Druck wird das Wasser aus dem Schlauch quetschen. </li><li> Unterzutauchen eine gewisse Länge des Silikonschlauch, typischerweise 70 cm, in die Salzlösung. </li><li> Stellen Sie die relative Position zwischen der Spritze und dem Rohrausgang, so dass der hydrostatische Druck groß genug ist, damit das Wasser die Spritze zu verlassen. Wenn das Rohr verstopft ist, erhöhen Sie den Kopf durch die Spritze in eine höhere vertikale Position erhebend, until der hydrostatische Druck der Schubspannung innerhalb der Röhre zu überwinden. </li><li> Halten Sie die Rohrausgang etwa 1 cm oder weniger über die Sole Oberfläche. </li><li> Stellen Sie die Länge des Tauchrohr und die Spritze Höhe der Wasseraustrittstemperatur lassen und Flussrate zu steuern, um zu bestimmen, wie viel Eis gemacht werden kann oder wie viel Mischen der Salzoberfläche tritt an. Das Einfrieren Phänomen sollte nun an der Soleoberfläche beobachtet werden. Siehe Referenz 45 für die weitere Richtung. </li></ol></li><li> Führen Sie Wasser durch die Sole <ol><li> Wiederholen Sie die Schritte 3.1.1-3.1.6. </li><li> Halten Sie die Rohrausgang in der Sole, vorzugsweise am Boden des Behälters. </li><li> Die Länge des Tauchrohres und die Spritze Höhe. </li><li> Den Winkel des Rohrausgang der Rheologie der Strömung zu steuern. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 3.2.3-3.2.4 die besten gekoppelt Fluss Rheologie zu finden und Flussrate, die die meiste Eis produzieren kann. </li></ol></li></ol><ol><li> Machen Eis <ol><li> Wenn Blasen in den Rohren sind, wechseln Sie auf die beiden Pumpen im Inneren Tank A die Blasen aus dem Glykol-Kreislauf-System zu lösen, und dann die Pumpen abschalten. </li><li> Schalten Sie die drei Kühleinheiten und lassen Sie sie für 10-16 h laufen die Ethylenglykol-Lösungen abzukühlen. </li><li> Messung der Ethylenglykollösung mit einem Thermometer / Thermoelement. Die Glykoltemperatur sollte bei etwa -25 ° C sein. </li><li> Messen Sie die Temperatur der Sole in Behälter A sicherstellen, dass es bei -19 ° C ist, bevor Sie fortfahren 4.1.5 Schritt. </li><li> Füllen Sie den Soletank, Tank-B, mit etwa 30 l Kochsalzlösung aus Behälter A und Schalter an den beiden Pumpen in Behälter A. </li><li> Messen Sie die Temperatur des Glykol in Behälter A. Wenn es kälter als -19 ° C ist, schalten Sie ein oder mehrere Kühleinheiten, die die Ausfällung von Eispartikeln außerhalb der Wärmetauscher zu verhindern in-Behälter B. Wenn die Temperatur wärmer ist als die erwartete Soletemperatur, schalten Sie alle drei Kühleinheiten. Führen Sie das Experiment bei -17 ° C bis -19 ° C. </li><li> Legen Sie die beiden premade Eisblöcke aus Schritt 2.1 in dem isolierten 5-l-Becher, Behälter B, und gießen Sie ungefähr 3 l Wasser in den Becher. </li><li> Messen Sie die Wassertemperatur und hält sie bei 2 ° C durch die Mischung zwischen den Experimenten gerührt, wenn die Temperatur steigt. </li><li> Füllen Sie das Glas Spritze mit 100 ml der 2 ° C Wasser. </li><li> Gelten 5-10 ml Methanol zu dem Glasfenster der Behälter B Kondensation und die Bildung von Eis zu verhindern. </li><li> Injizieren das Wasser in die Sole durch die relative Position zwischen der Spritze und Regelung des Austritts der Röhre, so dass ein konstanter hydrostatischer Druck ist und somit eine konstante Strömungsrate. Etwa 70 cm des Siliconschlauchs sollte in der Sole getaucht werden. Den Winkel der Einspritzung auf 0 °, so daß die anfängliche Wassergeschwindigkeit in der Aufwärts direction 0 m / s. HINWEIS: Die Spritze kann entweder von Hand gehalten oder an einem Stativ eingespannt. Handgehaltene ist besser geeignet, wenn die Soletemperatur kälter ist, weil es mehr Zeit in Anspruch nimmt einen Stand einzustellen, und Eis kann das Rohr blockieren. Halten die Strömungs Rheologie während des gesamten Experiments in Einklang mit einer konstanten Strömungsrate und Einspritzwinkel gewährleistet (0 °) und durch das Gefrieren Grenze etwa 3 cm über dem Rohrausgang zu halten. Nicht der Fluss lassen die Region betreten , wo es beginnt 47 turbulent zu machen. Siehe Referenz 45 für die weitere Richtung. </li><li> Sammeln Sie das Eis als 4.2 und 4.3 in Schritten beschrieben. Wiederholen Sie die Schritte 4.1.8 - 4.1.11 bei verschiedenen Soletemperaturen. </li></ol></li><li> Sammeln Sie die erzeugte Eis und schätzen , wie viel Eis produziert wird (trockene Sammlung) <ol><li> Stellen Sie einen Behälter (200 × 200 × 50 mm) auf der Skala und Null das Lesen durch Drücken der &quot;Turn On&quot; -Taste. </li><li> Verwenden Sie das Sieb, das Eis zu schaufeln und abschüttelndie Sole. </li><li> Setzen Sie dieses Eis im Behälter. Messen Sie die Masse des Eises mit der Skala. </li><li> Nachdem das Eis geschmolzen ist, verwenden Sie die 10-ml-Spritze eine Probe zu nehmen. Injizieren Sie diese Probe von Flüssigkeit in die Dichtemessgerät. </li><li> Führen Sie die Schritte 1.2.6-1.2.9. </li><li> Notieren Sie sich die Dichtewert. </li><li> Berechnen Sie die Netto-Wassermasse aus seiner Dichte (dh die Masse von Wasser in Eis umgewandelt) mit folgender Formel: <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55014/55014eq1.jpg" /> woher <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55014/55014eq2.jpg" /> ist die Solekonzentration Gew% und <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55014/55014eq3.jpg" /> und <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55014/55014eq4.jpg" /> bzw. sind die Massen von Salz und Wasser. </li></ol></li><li> Sammeln Sie die erzeugte Eis und schätzen , wie viel Eis produziert wird (wet - Sammlung) <ol><li> Füllen Sie das 5-Liter-Becher mit einem Eis-Shell (Schritt 2.2) und bei Raumtemperatur Leitungswasser. Legen Sie es zurück in den Gefrierschrank bei -40 ° C. </li><li> Dekantiert das Wasser mit dem Eismantel aus dem 5-l-Becherglas in einen 2-L-Becherglas, wenn seine Temperatur bei 0 ° C ist. Füllen Sie das 5-Liter-Becher. Halten Sie beide Becher in den Gefrierschrank. </li><li> Scoop aus dem Eis produziert in den Schritten 4.1.8 und 4.1.9 und gießen 200-500 ml Wasser aus dem 2-Liter-Becher auf das Eis, es zu waschen. Sie nicht das Sieb schütteln, bevor Sie die 0 ° C Wasser anwenden. </li><li> Schütteln Sie die Flüssigkeit in dem Sieb ab. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 4.2.2-4.2.7. </li></ol></li></ol>

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Heat Mass Transfer. 40, 799-816 (1997).</li><li>Bejan, A., Lorente, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constructal+theory+of+generation+of+configuration+in+nature+and+engineering.">Constructal theory of generation of configuration in nature and engineering.</a> J. Appl. Phys. 100, 041301 (2006).</li><li>Bejan, A., Lorente, S., Yilbas, B. S., Sahin, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+solidification+has+an+S-shaped+history.">Why solidification has an S-shaped history.</a> Sci. Rep. 3, 1711 (2013).</li><li>Lake, R. A., Lewis, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salt+rejection+by+sea+ice+during+growth.">Salt rejection by sea ice during growth.</a> J. Geophys. Res. 75, 583-597 (1970).</li><li>Wettlaufer, J. S., Worster, M. G., Huppert, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+convection+during+solidification+of+an+alloy+from+above+with+application+to+the+evolution+of+sea+ice.">Natural convection during solidification of an alloy from above with application to the evolution of sea ice.</a> J. Fluid Mech. 344, 291-316 (1997).</li><li>Paige, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stalactite+Growth+beneath+Sea+Ice.">Stalactite Growth beneath Sea Ice.</a> Science. 167, 171-172 (1970).</li><li>Dayton, P. K., Martin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+ice+stalactites+in+McMurdo+Sound,+Antarctica.">Observations of ice stalactites in McMurdo Sound, Antarctica.</a> J. Geophys. Res. 76, 1595-1599 (1971).</li><li>Eide, L. I., Martin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+formation+of+brine+drainage+features+in+young+sea+ice.">The formation of brine drainage features in young sea ice.</a> J. Glaciol. 14, 137-154 (1975).</li><li>Martin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+stalactites:+comparison+of+a+laminar+flow+theory+with+experiment.">Ice stalactites: comparison of a laminar flow theory with experiment.</a> J. Fluid Mech. 63, 51-79 (1974).</li><li>Jeffs, K., Attenborough, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Frozen Planet: Episode 5 'Winter'. , (2011).</li><li>Fothergill, A., Berlowitz, V., Attenborough, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+Winter:+Life+closes+down.">Ch. Winter: Life closes down.</a> in Frozen Planet: A World Beyond Imagination. , (2011).</li><li>Yun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+formation+in+the+subcooled+brine+environment.">Ice formation in the subcooled brine environment.</a> Int. J. Heat Mass Transfer. 95, 198-205 (2016).</li><li>Weast, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CRC Handbook of Chemistry and Physics. 64, 257-258 (1983).</li><li>Bejan, A., Lage, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Prandtl+Number+Effect+on+the+Transition+in+Natural+Convection+Along+a+Vertical+Surface.">The Prandtl Number Effect on the Transition in Natural Convection Along a Vertical Surface.</a> J. Heat Transfer. 112, 787-790 (1990).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Der Prozess der Eiserzeugung Sole als Sekundär-Kältemittel verwendet, beinhaltet die Kombination von Wärme und Stoffübergang. Wenn die Wärmeübertragung größer ist, dann bildet sich Eis vor dem Wasser hat die Chance, mit dem Bulk-Flüssigkeit zu mischen. Es wurde beobachtet , dass bei einer Relativbewegung zwischen dem eingeführten Wasser und dem Ruhe bulk Sole (dh Einspritzen von Wasser in der Salzlösung), die Strömung des Wärmeübertragungs hilft und fördert Eis schnell zu bilden. Wenn es jedoch i...

<html> Ice - Slurries werden in großem Umfang in der Industrie verwendet, und eine besonders erfolgreiche Anwendung ist das Eis-Molchtechnik 1, 2. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Schaum und feste Schwein, kann das Eis pig durch komplexe Topologien über eine lange Strecke fahren wegen der Schmierwirkung der flüssigen Phase und der Höhe seines Gefrierpunktes als einige der Eiskristalle 3 schmelzen, 4, 5 . Auch wenn das Schwein stecken bleibt, kann man einfach für die Eisbrei warten, um später den Reinigungsprozess schmelzen und wieder aufzunehmen. Dieses Verfahren der Rohrreinigung ist billig und einfach zu bedienen. Das Eis Fraktion spielt eine Schlüsselrolle bei der Erfüllung des Eises Schwein. Um das Eis Fraktion messen, kann man eine cafetière (Französisch Presse) verwenden , um festzustellen , ob die Eisbrei ist dick genug , um 6,&quot;&gt; 7. Eine hohe cafetière Eis - Fraktion, in der Regel 80%, ist erforderlich, wenn Eis Molch Durchführung. Neuere Forschungen auf Online - Eis Fraktion Nachweis zeigte , dass beide elektromagnetischen und Ultraschallwellen geeignet sind für den Job 8, 9, 10, 11. Das Eis Schwein wird in der Regel durch eine Kratz Eisbereiter aus einer 5 Gew% igen NaCl-Lösung (Sole) durchgeführt. Es ist auch der primäre Weg Eisbrei in der Industrie zu machen. Diese Art der Eismaschine gefriert Wasser oder Sole auf eine kalte Metalloberfläche, in der Regel eine glatte 316 Stahloberfläche und dann schert zyklisch die Eispartikel aus. Die Flüssigkeit-zu-Metall - Grenzflächen sind sehr komplex und werden von einem breiten Spektrum von Faktoren beeinflusst , die unerlässlich sind , um Eis 12 zu machen. Die Schnittstelle zwischen nicht-metallischen und Wasser kann sehr unterschiedlich sein, und ein besonders interessantes Beispiel ist Kaolinit. Die Kaolstimmter-Wasser - Grenzfläche ist besonders , weil es keine günstige Eisstruktur Angrenzend an die feste Oberfläche ist, sondern eine Schicht aus amphoteren Substratflüssigkeit, die die eisähnliche Wasserstoff-gebundenen Clustern fördert 14 auf es 13, zu bilden. Ein anderer Weg, um das Eis Schwein zu produzieren erfordert die premade Eisblöcke Zerkleinern während hochkonzentrierte Sole gleichzeitig zugegeben wird. Für dieses Verfahren kann das Kühlsystem mit einer viel höheren Verdampfungstemperatur ausgeführt werden, da kein Gefrierpunktserniedrigungs (FPD) vor der Bildung von Eis gegeben; Es ist daher effizienter aufgrund der abgesenkten Verdichtungsverhältnis und verringert Leistung für eine gegebene Kälteleistung 15, 16, 17 betrachtet. Es gibt zwei weitere Eisproduktion Methoden: Herstellung von Eis von unterkühltem Wasser und setzen Kältemittel und Wasser in direktem Kontakt <supclass = &quot;xref&quot;&gt; 18, 19. Die Kühlungs Verfahren beinhaltet die metastabilen unterkühlten Wasser störende Eisbildung und Wachstum zu generieren. Das größte Problem bei diesem Verfahren ist der unerwünschte Eisbildung, die das System blockieren kann. Der direkte Kontakt Methode wird für Eis Molch nicht geeignet betrachtet, da weder Kältemittel noch Schmieröl in der letzten Eisprodukts gewünscht werden. Die Bildung von Eis erfordert Wärme- und Stoffübertragung aufgrund der latenten Schmelzwärme in dem Prozess erzeugt wird. Es wurde zuerst von Osborn Reynolds 1874 entdeckt , dass der Transport von Wärme und Masse in Gasen stark gekoppelt sind und 20 in ähnlichen mathematischen Formeln ausgedrückt werden. Diese Arbeit bildete die Pionier Papier zum Thema Dynamik, Wärme und Stoffübertragung in Flüssigkeiten und wurde mehrmals 21 nachgedruckt, 22. Dieses Thema wurde dann durch ein StudiumReihe von anderen, von beiden analytischen und empirischen Ansätzen für Gase, Flüssigkeiten und geschmolzenes Metall 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33. Abgesehen von der Wärme- und Stoffübertragung, muss die Flüssigkeit Keimstellen, wo dendritische Eis Wachstum entwickeln können. Eine moderne Einblick in das Wachstum von Eiskristallen verwendet constructal Law, entwickelt von Adrian Bejan, zu erklären , warum Eis auf diese Weise wächst 34, 35, 36. Die Eisbildung in Salzlösung ist sehr verschieden von dem in reinem Wasser aufgrund der Existenz des Salzes. Als erstes,<html> Salz ändert die Thermodynamik des Fluids und drückt seinen Gefrierpunkt. Zweitens Salz kann in der Eis-Matrix (außer Hydrohalit, die nur bilden, wenn die Temperatur der eutektische Punkt erreicht) nicht lösen, und es ist mit dem Hauptfluid abgelehnt, wenn Eis beginnt zu wachsen. Die Ablehnung von Salz wurde in beiden Meereis und Eis im Labor 37, 38 studierte entdeckt. Da die zurückgewiesene hochkonzentrierte Salzlösung bei einer Temperatur weit unter dem Gefrierpunkt von Meerwasser ist, wie es steigt, wächst Eis an der Grenzfläche zwischen dem strömenden Sole und dem Ruhe bulk Flüssigkeit. Diese Eisstalaktiten, auch brinicles genannt, wurden zum ersten Mal in McMurdo Sound, Antarktis entdeckt und untersucht experimentell 39, 40, 41, 42. Im Jahr 2011, um die Bildung von brinicles in seiner Frozen Planet Serie BBC gefilmt&quot;xref&quot;&gt; 43, 44. In unserem Labor wurde entdeckt , dass die fließenden und ruhenden Flüssigkeiten durch Umkehren , wenn das Wasser zu einem Bad aus kalter Sole eingeführt wird, kann das Wasser in Eis 45 unter den richtigen Bedingungen zu transformieren. Es wurde festgestellt, dass der Ort, wo das Wasser eingeleitet wird, Rheologie fließen, und Soletemperatur und Konzentration sind entscheidende Faktoren beeinflussen, wie viel Eis hergestellt werden. Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob eine Eismaschine durch diesen Mechanismus entwickelt werden können, um Eisbrei erzeugen, wenn man bedenkt, dass die erhöhte Verdampfungstemperatur und die hohe Rate der Flüssigkeit-zu-Flüssigkeit-Wärmeübertragung, um die Effizienz der Energienutzung verbessern können. Dieser Artikel Aktien wesentliche Aspekte des Experiments.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>DMA 4500 M</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>81546022</td>
			<td>Density Metre</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GELATO Chef 2200</td>
			<td>magimix</td>
			<td>0036500504R13</td>
			<td>Ice Cream Maker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>280D</td>
			<td>FREEZE MASTER</td>
			<td>241-1441</td>
			<td>Pipe Freezer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M17.5X2</td>
			<td>BLUE ICE MACHINES</td>
			<td>GK924</td>
			<td>Slushy Puppy Machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HH68K</td>
			<td>OMEGA</td>
			<td>140045</td>
			<td>Thermometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OHAUS</td>
			<td>TS4KW</td>
			<td>1324</td>
			<td>Scale</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZFC321WA/BNI225</td>
			<td>ZANUSSI</td>
			<td>920672574-00</td>
			<td>Freezer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EIS Heater Matrix</td>
			<td>Vauxhall</td>
			<td>214720041</td>
			<td>Heat Exchanger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2500LPH</td>
			<td>JBA</td>
			<td>AP-2500</td>
			<td>Pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass syringe</td>
			<td>FORTUNA Optima</td>
			<td></td>
			<td>100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OAT concentrated coolant</td>
			<td>wilko</td>
			<td>P30409014</td>
			<td>Ethylene Glycol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pure dried vacuum salt</td>
			<td>INEOS Enterprise</td>
			<td>1433324</td>
			<td>NaCl Salt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylated Spirits</td>
			<td>Barrettine</td>
			<td>1170</td>
			<td>Methanol&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ice generation and the heat and mass transfer phenomena of introducing water to a cold bath of brine

Wir zeigen, ein Verfahren zur Untersuchung der Wärme- und Massenübertragung und der Gefrier Phänomene in einer unterkühlten Salzlösung Umwelt. Unser Experiment zeigte, dass unter den richtigen Bedingungen kann Eis hergestellt werden, wenn Wasser in einem Bad von kalter Sole eingebracht wird. Um Eis Form, zusätzlich zu den mit der Sole und Wasser-Mischung, die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung machen muss, dass der Massentransfer umgehen. Wenn Wasser in Form von winzigen Tröpfchen an den Soleoberfläche eingeführt wurde, ist die Art der Wärme- und Stoffaustausch durch Diffusion. Der Auftrieb verhindert, dass Wasser von unten mit dem Sole Mischen, aber das Eis dicker wächst, es verlangsamt die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung nach unten, so dass Eis schwieriger als Ergebnis zu wachsen. Wenn Wasser in der Salzlösung in der Form eines Fluss eingeführt werden eine Reihe von Faktoren ab, wie viel Eis bilden kann, zu beeinflussen, zu finden. Brine Temperatur und Konzentration, die die treibenden Kräfte der Wärme- und Stoffübertragung sind, können jeweils beeinflussen das Wasser-zu-Eis Umwandlung RatiO; niedrigere Badtemperaturen und Solekonzentrationen ermutigen, mehr Eis zu bilden. Die Strömung Rheologie, die direkt sowohl die Wärme- und Stoffübergangskoeffizienten beeinflussen können, ist auch ein wichtiger Faktor. Außerdem ändert sich die Strömungs Rheologie, die Kontaktfläche des Strömungs mit dem Hauptfluid.

Figur 1 vergleicht die Wirkung von Wasser in den Soleoberfläche zu Wasser durch das Salzlösung injiziert eingeführt. In der &quot;Eiskappe&quot; Szenario ist das gebildete Eis solide, weil das Wasser nicht viel mit dem Bulk-Flüssigkeit mischen hat. Die Temperatur und der Dichteunterschied zwischen den beiden Fluiden erzeugt Auftriebskraft auf dem Wasser und hindert sie daran, zu vermischen. Beide Flüssigkeiten sind statisch (dh die Wärmeübertragung wesent...

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Ice Generation and the Heat and Mass Transfer Phenomena of Introducing Water to a Cold Bath of Brine

Hier stellen wir ein Protokoll die Erzeugung von Eis zu zeigen, wenn Wasser in ein kaltes Bad von Salzlake eingebracht wird, als ein sekundäres Kältemittel, bei einem Bereich von Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser. Es kann zur Herstellung von Eis für die Industrie als Alternative verwendet werden.

Ice-Generation und die Wärme- und Stoffübertragung Phänomene der Einführung in Wasser zu einem Kältebad von Brine

We demonstrate a method for the study of the heat and mass transfer and of the freezing phenomena in a subcooled brine environment. Our experiment showed ...

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Temperature and Heat

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13.8K Aufrufe.  University of Bristol.  Hier stellen wir ein Protokoll die Erzeugung von Eis zu zeigen, wenn Wasser in ein kaltes Bad von Salzlake eingebracht wird, als ein sekundäres Kältemittel, bei einem Bereich von Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser. Es kann zur Herstellung von Eis für die Industrie als Alternative verwendet werden. 

Serie: Ice Generation and the Heat and Mass Transfer Phenomena of Introducing Water to a Cold Bath of Brine

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do so is highly important in view of a number of applications in functional soft matter including electronics, biomedical engineering, and sensors. In the past, successful strategies to control the size and shape of supramolecular polymers typically focused on the use of templates2,3, end cappers4 or selective solvent techniques5. 
Here we disclose a strategy based on self-assembling discotic amphiphiles that leads to the control over stack length and shape of ordered, chiral columnar aggregates. By balancing electrostatic repulsive interactions on the hydrophilic rim and attractive non-covalent forces within the hydrophobic core of the polymerizing building block, we manage to create small and discrete spherical objects6,7. Increasing the salt concentration to screen the charges induces a sphere-to-rod transition. Intriguingly, this transition is expressed in an increase of cooperativity in the temperature-dependent self-assembly mechanism, and more stable aggregates are obtained. 
For our study we select a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) core connected to a hydrophilic metal chelate via a hydrophobic, fluorinated L-phenylalanine based spacer (Scheme 1). The metal chelate selected is a Gd(III)-DTPA complex that contains two overall remaining charges per complex and necessarily two counter ions. The one-dimensional growth of the aggregate is directed by &pi;-&pi; stacking and intermolecular hydrogen bonding. However, the electrostatic, repulsive forces that arise from the charges on the Gd(III)-DTPA complex start limiting the one-dimensional growth of the BTA-based discotic once a certain size is reached. At millimolar concentrations the formed aggregate has a spherical shape and a diameter of around 5 nm as inferred from 1H-NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The strength of the electrostatic repulsive interactions between molecules can be reduced by increasing the salt concentration of the buffered solutions. This screening of the charges induces a transition from spherical aggregates into elongated rods with a length &gt; 25 nm. Cryo-TEM allows to visualise the changes in shape and size. In addition, CD spectroscopy permits to derive the mechanistic details of the self-assembly processes before and after the addition of salt. Importantly, the cooperativity -a key feature that dictates the physical properties of the produced supramolecular polymers- increases dramatically upon screening the electrostatic interactions. This increase in cooperativity results in a significant increase in the molecular weight of the formed supramolecular polymers in water.

The goal of this experiment is to determine and control the size, shape and stability of self-assembled discotic amphiphiles in water. For aqueous based supramolecular polymers such level of control is very difficult. We apply a strategy using both repulsive and attractive interactions. The experimental techniques applied to characterize this system are broadly applicable.

Steuern der Größe, Form und Stabilität der supramolekularen Polymeren in Wasser

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Forschung

Ingenieurwesen

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and polar dielectric liquids. These bridges are unique from capillary bridges in that they exhibit extensibility beyond a few millimeters, have complex bi-directional mass transfer patterns, and emit non-Planck infrared radiation. A number of common solvents can form such bridges as well as low conductivity solutions and colloidal suspensions. The macroscopic behavior is governed by electrohydrodynamics and provides a means of studying fluid flow phenomena without the presence of rigid walls. Prior to the onset of a liquid bridge several important phenomena can be observed including advancing meniscus height (electrowetting), bulk fluid circulation (the Sumoto effect), and the ejection of charged droplets (electrospray). The interaction between surface, polarization, and displacement forces can be directly examined by varying applied voltage and bridge length. The electric field, assisted by gravity, stabilizes the liquid bridge against Rayleigh-Plateau instabilities. Construction of basic apparatus for both vertical and horizontal orientation along with operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Horizontal and vertical electrohydrodynamic liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields and polar dielectric liquids. The construction of basic apparatus and operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Die Herstellung elektro Bridges von Polar Schlags Flüssigkeiten

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most of their thrust with their large foreflippers. This protocol describes a robotic platform designed to study the hydrodynamic performance of the swimming California sea lion (Zalophus californianus). The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;). The kinematics of the sea lion&#39;s propulsive stroke are extracted from video data of unmarked, non-research sea lions at the Smithsonian Zoological Park (SNZ). Those data form the basis of the actuation motion of the robotic flipper presented here. The geometry of the robotic flipper is based a on high-resolution laser scan of a foreflipper of an adult female sea lion, scaled to about 60% of the full-scale flipper. The articulated model has three joints, mimicking the elbow, wrist and knuckle joint of the sea lion foreflipper. The robotic platform matches dynamics properties&#8212;Reynolds number and tip speed&#8212;of the animal when accelerating from rest. The robotic flipper can be used to determine the performance (forces and torques) and resulting flowfields.

A robotic platform is described that will be used to study the hydrodynamic performance&#8212;forces and flowfields&#8212;of the swimming California sea lion. The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;).

Ein Roboter-Plattform die Foreflipper des California Sea Lion zu studieren

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the hybrid wettable pattern. Hybrid wettable patterns were produced by coating superhydrophilic SiO2 on a masked, hydrophobic, cylindrical copper surface. Using de-ionized (DI) water as the working fluid, pool-boiling heat-transfer studies were conducted on the different surface-treated copper cylinders of a 25-mm diameter and a 40-mm length. The experimental results showed that the number of interlines and the orientation of the hybrid wettable pattern influenced the wall superheat and the HTC. By increasing the number of interlines, the HTC was enhanced when compared to the plain surface. Images obtained from the charge-coupled device (CCD) camera indicated that more bubbles formed on the interlines as compared to other parts. The hybrid wettable pattern with the lowermost section being hydrophobic gave the best heat-transfer coefficient (HTC). The experimental results indicated that the bubble dynamics of the surface is an important factor that determines the nucleate boiling.

Pool-boiling heat-transfer experiments were carried out to observe the effects of hybrid wettable patterns on the heat-transfer coefficient (HTC). The parameters of investigation are the number of interlines and the pattern orientation of the modified wettable surface.

Pool-Boiling Wärmeübertragung Enhancement auf zylindrischen Oberflächen mit Hybrid Benetzbare Patterns

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

Detecting the Water-soluble Chloride Distribution of Cement Paste in a High-precision Way

To improve the accuracy of the chloride distribution along the depth of cement paste under cyclic wet-dry conditions, a new method is proposed to obtain a high-precision chloride profile. Firstly, paste specimens are molded, cured, and exposed to cyclic wet-dry conditions. Then, powder samples at different specimen depths are grinded when the exposure age is reached. Finally, the water-soluble chloride content is detected using a silver nitrate titration method, and chloride profiles are plotted. The key to improving the accuracy of the chloride distribution along the depth is to exclude the error in the powderization, which is the most critical step for testing the distribution of chloride. Based on the above concept, the grinding method in this protocol can be used to grind powder samples automatically layer by layer from the surface inward, and it should be noted that a very thin grinding thickness (less than 0.5 mm) with a minimum error less than 0.04 mm can be obtained. The chloride profile obtained by this method better reflects the chloride distribution in specimens, which helps researchers to capture the distribution features that are often overlooked. Furthermore, this method can be applied to studies in the field of cement-based materials, which require high chloride distribution accuracy.

A protocol for obtaining a water-soluble chloride profile by using a high precision milling method is presented.

Die wasserlöslichen Chlorid Verteilung der Zementleim erkennen auf präzise Weise

To improve the accuracy of the chloride distribution along the depth of cement paste under cyclic wet-dry conditions, a new method is proposed to obtain a ...

Measurements of Local Instantaneous Convective Heat Transfer in a Pipe - Single and Two-phase Flow

This manuscript provides step by step description of the manufacturing process of a test section designed to measure the local instantaneous heat transfer coefficient as a function of the liquid flow rate in a transparent pipe. With certain amendments, the approach is extended to gas-liquid flows, with a particular emphasis on the effect of a single elongated (Taylor) air bubble on heat transfer enhancement. A non-invasive thermography technique is applied to measure the instantaneous temperature of a thin metal foil heated electrically. The foil is glued to cover a narrow slot cut in the pipe. The thermal inertia of the foil is small enough to detect the variation in the instantaneous foil temperature. The test section can be moved along the pipe and is long enough to cover a considerable part of the growing thermal boundary layer.
At the beginning of each experimental run, a steady state with a constant water flow rate and heat flux to the foil is attained and serves as the reference. The Taylor bubble is then injected into the pipe. The heat transfer coefficient variations due to the passage of a Taylor bubble propagating in a vertical pipe is measured as function of the distance of the measuring point from the bottom of the moving Taylor bubble. Thus, the results represent the local heat transfer coefficients. Multiple independent runs preformed under identical conditions allow accumulating sufficient data to calculate reliable ensemble-averaged results on the transient convective heat transfer. In order to perform this in a frame of reference moving with the bubble, the location of the bubble along the pipe has to be known at all times. Detailed description of measurements of the length and of the translational velocity of the Taylor bubbles by optical probes is presented.

This manuscript describes methods aimed at measuring the local instantaneous convective heat transfer coefficients in a single or two-phase pipe flow. A simple optical method to determine the length and the propagation velocity of an elongated (Taylor) air bubble moving at a constant velocity is also presented.

Messungen der lokalen momentane konvektive Wärmeübertragung in einem Rohr - Einzel- und zwei-Phasen-Strömung

This manuscript provides step by step description of the manufacturing process of a test section designed to measure the local instantaneous heat transfer ...

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that characterize the transport phenomena in a rotating channel are identified via the parametric analysis of the momentum and energy equations referring to a rotating frame of reference. Based on these dimensionless flow equations, an experimental strategy that links the design of the test module, the experimental program and the data analysis is formulated with the attempt to reveal the isolated Coriolis-force and buoyancy effects on heat transfer performances. The effects of Coriolis force and rotating buoyancy are illustrated using the selective results measured from rotating channels with various geometries. While the Coriolis-force and rotating-buoyancy impacts share several common features among the various rotating channels, the unique heat transfer signatures are found in association with the flow direction, the channel shape and the arrangement of heat transfer enhancement devices. Regardless of the flow configurations of the rotating channels, the presented experimental method enables the development of physically consistent heat transfer correlations that permit the evaluation of isolated and interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on the heat transfer properties of rotating channels.

Here, we present an experimental method for decoupling the interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on full-field heat transfer distributions of a rotating channel.

Abkoppeln Corioliskraft und rotierenden Auftrieb Auswirkungen auf Vollfeld Heat Transfer Eigenschaften eines rotierenden Kanals

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with solid-cladding devices, capillary oscillations are not restricted, allowing the fiber walls to move and vibrate. The fiber is constructed by a high direct current (DC) voltage of several thousand volts (kV) between two water reservoirs that creates a floating water thread, known as a water bridge. Through the choice of micropipettes, it is possible to control the maximal diameter and length of the fiber. Optical fiber couplers, at both sides of the bridge, activate it as an optical waveguide, allowing researchers to monitor the water fiber capillary body waves through transmission modulation and, therefore, deducing changes in surface tension.
Co-confining two important wave types, capillary and electromagnetic, opens a new path of research in the interactions between light and liquid-wall devices. Water-walled microdevices are a million times softer than their solid counterparts, accordingly improving the response to minute forces.

This protocol describes the design and manufacture of a water bridge and its activation as a water fiber. The experiment demonstrates that capillary resonances of the water fiber modulate its optical transmission.

Konstruktion und Fertigung einer optischen Faser aus Wasser gemacht

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, wound healing, root canal treatment, etc., forming a new research field named plasma medicine. Being a mixture of electrical, chemical, and biological reactive species, CAPs have shown their abilities to enhance nerve stem cells differentiation both in vitro and in vivo and are becoming a promising way for neurological disease treatment in the future. The much more exciting news is that using CAPs may realize one-step, and safely directed, differentiation of neural stem cells (NSCs) for tissue transportation. We demonstrate here the detailed experimental protocol of using a self-made CAP jet device to enhance NSC differentiation in C17.2-NSCs and primary rat neural stem cells, as well as observing the cell fate by inverted and fluorescence microscopy. With the help of immunofluorescence staining technology, we found both the NSCs showed an accelerated differential rate than the untreated group, and ~75% of the NSCs selectively differentiated into neurons, which are mainly mature, cholinergic, and motor neurons.

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

This protocol aims to provide detailed experimental steps of a cold atmospheric plasma treatment on neural stem cells and immunofluorescence detection for differentiation enhancement.

Nerv-Stammzell-Differenzierung durch ein einstufiges kalt atmosphärischem Plasma Behandlung In-vitro-

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, ...

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support substrates. Accomplishing this transfer in a highly controlled, mechanized, and reproducible manner can eliminate the creation of macroscale defect structures (e.g., tears, cracks, and wrinkles) within the thin film that compromise device performance and the usable area per sample. Here, we describe a general protocol for the highly controlled and mechanized transfer of a polymeric thin film onto an arbitrary porous support substrate for eventual use as a water filtration membrane device. Specifically, we fabricate a block copolymer (BCP) thin film on top of a sacrificial, water-soluble poly(acrylic acid) (PAA) layer and silicon wafer substrate. We then utilize a custom-designed, 3D-printed transfer tool and drain chamber system to deposit, lift-off, and transfer the BCP thin film onto the center of a porous anodized aluminum oxide (AAO) support disc. The transferred BCP thin film is shown to be consistently placed onto the center of the support surface due to the guidance of the meniscus formed between the water and the 3D-printed plastic drain chamber. We also compare our mechanized transfer-processed thin films to those that have been transferred by hand with the use of tweezers. Optical inspection and image analysis of the transferred thin films from the mechanized process confirm that little-to-no macroscale inhomogeneities or plastic deformations are produced, as compared to the multitude of tears and wrinkles produced from manual transfer by hand. Our results suggest that the proposed strategy for thin film transfer can reduce defects when compared to other methods across many systems and applications.

We present a procedure for highly controlled and wrinkle-free transfer of block copolymer thin films onto porous support substrates using a 3D-printed drain chamber. The drain chamber design is of general relevance to all procedures involving transfer of macromolecular films onto porous substrates, which is normally done by hand in an irreproducible fashion.

Verfahren zur Übertragung von Polymerfolien auf poröse Substrate mit minimierten Defekten

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...