Precaución: Consulte todas las hojas de datos de seguridad del producto. Los productos químicos utilizados en las pruebas sean tóxicas y cancerígenas. Usar el equipo de protección personal (gafas de seguridad, guantes, bata de laboratorio, pantalones largos y zapatos cerrados). 1. Configuración para las Pruebas <ol><li> Preparación de las muestras <ol><li> Cortar tiras de tela a lo largo de la dirección perpendicular a las fibras (con el fin de ensayo de absorción en la dirección de la fibra). NOTA: Las longitudes de las tiras se calculan con el fin de obtener una relación en volumen de fibras definido. Para los tejidos de carbono, para obtener V f = 40%, la longitud de las tiras era de 150 mm. Para el lino tratada y no tratada, para lograr el mismo V f, la longitud era de 365 mm. La anchura de cada tira será igual a la altura del soporte de la muestra, que es 20 mm (Figura 1). </li><li> Rollo de las tiras herméticamente para permitir su inserción en el soporte de la muestra cilíndrica de R &lt;/ Em&gt; = 6 mm. </li><li> Añadir un filtro de papel fino entre el soporte de muestra y los refuerzos de la muestra (con el fin de suprimir el efecto del soporte de la muestra en el efecto de mecha). El espesor máximo del filtro de papel debe ser de 0,1 mm. </li><li> Insertar la muestra en el cilindro y el tornillo de la tapa perforado en la parte inferior y el pistón en la parte superior con el fin de garantizar la compactación. </li><li> Fije el soporte de la muestra con el tejido para el tensiómetro. </li></ol></li><li> Preparación de los líquidos <ol><li> Llenar un recipiente con la prueba de líquido y colocarlo en el recipiente específico del tensiómetro. Use vasos de vidrio de borosilicato y con un diámetro de 70 mm. </li><li> Para la primera prueba (paso 2.1), utilizar n-hexano. Para la segunda prueba (paso 2.3), utilizar agua. Asegúrese de que el líquido en el recipiente alcanza una altura de al menos 12 mm. </li></ol></li><li> parámetros experimentales <ol><li> Establecer el umbral de detección en la superficie de 8 mg y la translavelocidad de la del recipiente de líquido a 0,5 mm / s para la detección del líquido. </li></ol></li></ol> 2. Pruebas de mecha NOTA: Después de la preparación de muestras y la configuración de los parámetros del tensiómetro, las pruebas de mecha pueden comenzar. El recipiente de líquido se mueve hacia arriba hasta que el líquido está en contacto con el soporte de muestra. Entonces, líquido sube en el soporte de la muestra, y el tensiómetro mide la ganancia de masa líquida cuadrado con el tiempo. Los datos son registrados por el software suministrado con el tensiómetro. Una curva de la masa en función del tiempo se visualiza a continuación para cada prueba de mecha. <ol><li> Prueba inicial para determinar el factor geométrico: <ol><li> Utilice un líquido totalmente humectante (para el que el ángulo de contacto es de 0 °), tal como n-hexano. </li><li> Detener la prueba de mecha cuando la curva visualizada alcanza un valor constante. Esto indica que el líquido ha alcanzado la parte superior del soporte de la muestra y por lo tanto que el efecto de mecha es completa. </li><li&gt; Montar la tendencia lineal de la curva de absorción (m 2 (t)) con la ecuación de Washburn: <img alt="Ecuación 3" src="/files/ftp_upload/55059/image003.jpg" /> (3) Puesto que el ángulo de contacto de avance se supone 0 ° con n-hexano, a partir de la pendiente de ajuste lineal, determinar la constante geométrica, C (mm 5). NOTA: Todas las pruebas se llevaron a cabo en condiciones estándar a 20 ° C. Un cambio en la temperatura modificará la tensión superficial del líquido y los resultados. </li></ol></li><li> Limpieza de soporte de la muestra para las siguientes pruebas NOTA: Después de retirar el tejido húmedo, el soporte de la muestra tiene que ser limpiada perfectamente para evitar errores en las siguientes mediciones. <ol><li> Sumergir el soporte de la muestra en un recipiente con ácido sulfocrómico (50% de una solución saturada de dicromato de potasio y 50% de ácido sulfúrico concentrado) durante 30 s. </li><li> Enjuague con agua destilada y seluego secarlo. </li></ol></li><li> Segunda prueba para la determinación del ángulo de contacto de avance aparente <ol><li> Utilice el líquido para el que el ángulo de contacto de avance tiene que ser medido con un nuevo, idéntico, y seca de la muestra de tejido. NOTA: El agua se utilizó con el fin de validar el método. </li><li> Detener la prueba de mecha cuando la curva visualizada alcanza un valor constante. Esto indica que el líquido ha alcanzado la parte superior del soporte de la muestra y que el ascenso capilar es completa. </li><li> Montar la parte lineal de la curva de efecto de mecha (m 2 (t)) con la ecuación de Washburn (Ecuación 3), ya que la constante, C, ya se conoce debido a la primera prueba (paso 2.1), con la pendiente de ajuste lineal determinar el ángulo de contacto de avance, un θ (°). NOTA: Todas las pruebas se llevaron a cabo en condiciones estándar a 20 ° C. Un cambio en la temperatura modificará la tensión superficial del líquido y los resultados. </li></ol></li&gt; <li> Evaluación de la contribución de peso de líquido debido a la portamuestras NOTA: El tensiómetro, como una microbalanza, mide la masa total de líquido, incluyendo tanto la ascendente de líquido en el tejido y la contribución de los meniscos externos en el soporte de la muestra y el efecto de mecha en el filtro. Esas contribuciones deben ser aislados. <ol><li> Ponga la misma cantidad de papel de filtro tal como se utiliza en el paso 1.1.3 en el soporte de muestra y repetir los pasos 2.1.1-2.1.2. </li><li> Restar el valor constante obtenido (m 2) a partir de los datos registrados en el paso 2.1.3 y desplazar la curva de evaluar la correcta evaluación de la constante geométrica, C. </li><li> Llenar el soporte de muestras con sólo el papel de filtro y repita los pasos 2.3.1-2.3.2. </li><li> Restar el valor constante obtenido (m 2) a partir de los datos registrados en el paso 2.3.3 y desplazar la curva de evaluar la correcta evaluación del ángulo de contacto de avance, un theta. </li></ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Lawrence, J. M., Neacsu, V., Advani, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+the+impact+of+capillary+pressure+and+air+entrapment+on+fiber+tow+saturation+during+resin+infusion+in+lcm.">Modeling the impact of capillary pressure and air entrapment on fiber tow saturation during resin infusion in lcm.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 40 (8), 1053-1064 (2009).</li><li>Ravey, C., Ruiz, E., Trochu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+optimal+impregnation+velocity+in+resin+transfer+molding+by+capillary+rise+experiments+and+infrared+thermography.">Determination of the optimal impregnation velocity in resin transfer molding by capillary rise experiments and infrared thermography.</a> Compos Sci Technol. 99, 96-102 (2014).</li><li>Verrey, J., Michaud, V., M&#229;nson, J. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+capillary+effects+in+liquid+composite+moulding+with+non-crimp+fabrics.">Dynamic capillary effects in liquid composite moulding with non-crimp fabrics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 37 (1), 92-102 (2006).</li><li>Abouorm, L., Moulin, N., Bruchon, J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+approach+of+Stokes-+Darcy+coupling+for+LCM+process+modelling.">Monolithic approach of Stokes- Darcy coupling for LCM process modelling.</a> Key Eng Mater. 554, 447-455 (2013).</li><li>Washburn, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note+on+a+method+of+determining+the+distribution+of+pore+sizes+in+a+porous+material.">Note on a method of determining the distribution of pore sizes in a porous material.</a> Proc Natl Acad Sci USA. , 115-116 (1921).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+effects+on+flax+fibers-modification+and+characterization+of+the+wetting+dynamics.">Capillary effects on flax fibers-modification and characterization of the wetting dynamics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 257-265 (2015).</li><li>Darcy, H., Dalmont, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Les fontaines publiques de la ville de Dijon: exposition et application. , (1856).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+a+fibrous+reinforcement-orthotropic+issues+to+determine+the+capillary+pressure+components.">Capillary wicking in a fibrous reinforcement-orthotropic issues to determine the capillary pressure components.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 133-141 (2015).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+flax+fabrics+-+effects+of+swelling+in+water.">Capillary wicking in flax fabrics - effects of swelling in water.</a> Colloids Surf A: Physicochem Eng Aspects. 498, 176-184 (2016).</li><li>Nguyen, V. H., Lagard&#232;re, M., Park, C. H., Panier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeability+of+natural+fiber+reinforcement+for+liquid+composite+molding+processes.">Permeability of natural fiber reinforcement for liquid composite molding processes.</a> J Mater Sci. 49 (18), 6449-6458 (2014).</li><li>Stuart, T., McCall, R., Sharma, H., Lyons, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+wicking+and+moisture+interactions+of+flax+and+viscose+fibres.">Modelling of wicking and moisture interactions of flax and viscose fibres.</a> Carbohydr Polym. 123, 359-368 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Los pasos críticos en el protocolo refieren a la preparación de las muestras. En primer lugar, el laminado en muestras tiene que ser apretado con el fin de hacer la suposición de una relación de volumen de fibra homogénea. Si hay un gradiente de tensión en la muestra, la ecuación de Washburn 5, 6 no se puede utilizar para adaptarse a las curvas de efecto de mecha. Además, las condiciones de contorno entre el tejido y el soporte de muestra son difíciles ...

Durante la impregnación de refuerzos fibrosos en los procesos de líquidos de moldeo de material compuesto (LSM), el flujo de la resina es impulsado por un gradiente de presión. efectos capilares tienen un efecto adicional que puede competir con el gradiente de presión, dependiendo de los parámetros del proceso. Su influencia en el proceso por lo tanto tiene que ser evaluado 1, 2. Esto se puede hacer mediante la definición de una presión capilar aparente, P tapa, modificando el gradiente de presión inicial 3. Este parámetro puede ser insertado posteriormente en modelos numéricos para simular flujos durante los procesos y predecir con precisión la formación de vacío 4. La impregnación espontánea de un tejido por un líquido (efecto de mecha) puede ser descrita por la ecuación de Washburn 5. Originalmente, la ecuación de Washburn describe el ascenso capilar de un líquido en un tubo. Esta ecuación was extendieron entonces para estructuras porosas, tales como refuerzos fibrosos, que se pueden aproximar a una red de tubo capilar. Considerando un soporte de la muestra cilíndrica con un radio, R, lleno de un medio poroso, la ecuación de Washburn se modificó en forma de ganancia de masa al cuadrado (m² (t)) con el tiempo, de la siguiente 6: <img alt="Ecuación 1" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> (1) donde c es un parámetro que representa el tortuosidad, r es el radio medio de los poros, y ε = 1-V f es la porosidad (V f siendo la relación en volumen de fibra). Todos los parámetros de los corchetes se refieren a la morfología y la configuración del medio poroso, y que se pueden consolidar en una constante, C, se refiere como el &quot;factor medio poroso geométrica.&quot; Los otros parámetros expresan lala dependencia de la mecha sobre las interacciones entre el medio y el líquido (a través de ρ, η y γ L, que son, respectivamente, la densidad, la viscosidad y la tensión superficial del líquido, y por medio de θ a, un aparente avance de ángulo de contacto). En paralelo, el flujo a través de un medio poroso generalmente se modela con la conocida ley de Darcy 7, que se refiere una velocidad de fluido equivalente, v D, a la caída de presión a través de la permeabilidad del medio, K, y la viscosidad del líquido, η . Esta ecuación también permite la expresión de la ganancia de masa con una raíz cuadrada del tiempo y por lo tanto a la consideración de la equivalencia entre las dos ecuaciones. De esta equivalencia entre la ecuación de Washburn y la ley de Darcy, la presión capilar se define entonces como sigue 8: (2) Aquí, el foco principal es describir el procedimiento experimental para medir los factores geométricos y la aparente avance de los ángulos de contacto para las telas unidireccionales, con el objetivo de determinar la presión capilar. Este método se basa en el uso de un tensiómetro para realizar pruebas de efecto de mecha (Figura 1). Un tensiómetro es una microbalanza con una resolución de 10 g que mide la masa de líquido que forma ya sea un menisco alrededor de un sólido o ascendiendo un medio fibroso. Pruebas de efecto de mecha se llevaron a cabo teniendo en cuenta una caracterización unidimensional (dirección a lo largo de las fibras) 8, 9. Telas cuasi-unidireccionales utilizados para validar el procedimiento fueron (UD) telas de carbono unidireccionales en una V f = 40%. Una vez que se ha validado el método, telas de lino fueron sometidos a un tratamiento térmico tsombrero modifica el comportamiento de humectación de las fibras 6, y las pruebas de efecto de mecha se realizaron con diferentes relaciones de volumen de fibra (de 30% a 40%) para ambas telas de lino tratadas y no tratadas. Para determinar los parámetros morfológicos y humectantes, al menos dos pruebas de mecha son obligatorios: el primero con un líquido totalmente-humectantes, como n-hexano, para determinar C (Ecuación 1), y el segundo uno con el líquido de interés, determinar el ángulo de contacto de avance aparente una vez que C se conoce. En el primer enfoque, se usó agua para evaluar el procedimiento. Este método se puede aplicar a diferentes tejidos y líquidos, lo que permite la evaluación de la influencia de la geometría del material (la morfología de los tejidos), la porosidad (diferentes relaciones de volumen de fibra), y la viscosidad y la tensión superficial de líquido en los fenómenos de impregnación capilar. Es obvio que el procedimiento de acuerdo con la teoría de Washburn (Ecuación 1) se puede adoptar sólo si absorbe la curves (m² (t)) registrado por el tensiómetro tienen una tendencia lineal. Esto significa que los parámetros en la Ecuación 1 debe permanecer constante durante todo el proceso de efecto de mecha. Si este no es el caso, como refuerzos de lino en agua, porque las fibras se someten a la hinchazón 10, 11, la ecuación de Washburn debe ser modificado para incluir el efecto de la inflamación con el fin de describir las pruebas correctamente 9. Los tejidos tratados se encontró que eran menos sensibles a la absorción de agua 9. Factores geométricos y parámetros humectantes pueden medirse a partir ajustes lineales, lo que permite el cálculo de la presión capilar, P tapa.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="700">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Carbon UD fabrics</td>
			<td style="width:167px;">Hexcel&#160;</td>
			<td style="width:151px;">48580</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flax UD fabrics</td>
			<td style="width:167px;">Libeco</td>
			<td style="width:151px;">FLAXDRY UD 180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">n-Hexane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sulfochromic acid</td>
			<td style="width:167px;">home made</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td>toxic and corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Filter paper</td>
			<td style="width:167px;">Dataphysic</td>
			<td style="width:151px;">FP11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tensiometer</td>
			<td style="width:167px;">Dataphysic</td>
			<td style="width:151px;">DCAT11</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wicking tests for unidirectional fabrics: measurements of capillary parameters to evaluate capillary pressure in liquid composite molding processes

Durante la impregnación de un refuerzo fibroso en los procesos de líquidos de moldeo de material compuesto (LCM), efectos capilares han de entenderse con el fin de identificar su influencia en la formación de huecos en piezas de material compuesto. Wicking en un medio fibroso se describe por la ecuación de Washburn se consideró equivalente a un flujo bajo el efecto de la presión capilar de acuerdo con la ley de Darcy. Se llevaron a cabo pruebas experimentales para la caracterización de efecto de mecha tanto con refuerzo de fibra de carbono y el lino. telas cuasi-unidireccionales se ensayaron luego por medio de un tensiómetro para determinar los parámetros morfológicos y de humectación a lo largo de la dirección de la fibra. El procedimiento ha demostrado ser prometedor cuando la morfología de la tela no se modifica durante la absorción capilar. En el caso de telas de carbono, la presión capilar se puede calcular. Las fibras de lino son sensibles a la absorción de humedad y se hinchan en agua. Este fenómeno tiene que ser tomada en cuenta para evaluar los parámetros de humectación. yoPara que las fibras menos sensibles a la absorción de agua n, un tratamiento térmico se llevó a cabo en refuerzos de lino. Este tratamiento mejora la estabilidad morfológica y fibra impide la inflamación en el agua. Se demostró que tratada telas tienen una tendencia de capilaridad lineal similar a los encontrados en los tejidos de carbono, lo que permite la determinación de la presión capilar.

Curvas de ganancia de masa durante Wicking obtenido con el tensiómetro para tejidos de lino no tratados y tratados de carbono y se muestran en las figuras 2 y 3. Todas las curvas se muestran después de la resta de los dos pesos de los meniscos externos debido al papel soporte de la muestra y el filtro y se desplazan a cero. Es posible observar en las parcelas de la Figura 2 ...

Watch this Scientific Journal Video about Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes at JoVE.co

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Un método experimental para medir los parámetros geométricos y las aparentes ángulos de contacto de avance que describen capilar de mecha en sintética unidireccional y tejidos naturales que se propone. Estos parámetros son obligatorios para la determinación de las presiones capilares que deben ser tomados en cuenta para aplicaciones de moldeo de material compuesto líquido (LCM).

Las pruebas de mecha para unidireccionales Tejidos: Las mediciones de parámetros para evaluar capilar capilar de presión en los procesos de líquido compuesto de moldeo

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

wicking-tests-for-unidirectional-fabrics-measurements-capillary

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Fluid Properties

SCIENTISTS IN ACTION

8.7K vistas.  Mines Saint-Étienne.  Un método experimental para medir los parámetros geométricos y las aparentes ángulos de contacto de avance que describen capilar de mecha en sintética unidireccional y tejidos naturales que se propone. Estos parámetros son obligatorios para la determinación de las presiones capilares que deben ser tomados en cuenta para aplicaciones de moldeo de material compuesto líquido (LCM). 

Video: Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted significant interests across the research fields of materials science, physics, chemistry and biology. The key enabling technology is a liquid cell. We fabricate liquid cells with thin viewing windows through a sequential microfabrication process, including silicon nitride membrane deposition, photolithographic patterning, wafer etching, cell bonding, etc. A liquid cell with the dimensions of a regular TEM grid can fit in any standard TEM sample holder. About 100 nanoliters reaction solution is loaded into the reservoirs and about 30 picoliters liquid is drawn into the viewing windows by capillary force. Subsequently, the cell is sealed and loaded into a microscope for in situ imaging. Inside the TEM, the electron beam goes through the thin liquid layer sandwiched between two silicon nitride membranes. Dynamic processes of nanoparticles in liquids, such as nucleation and growth of nanocrystals, diffusion and assembly of nanoparticles, etc., have been imaged in real time with sub-nanometer resolution. We have also applied this method to other research areas, e.g., imaging proteins in water. Liquid cell TEM is poised to play a major role in revealing dynamic processes of materials in their working environments. It may also bring high impact in the study of biological processes in their native environment.

We have developed a self-contained liquid cell, which allows imaging through liquids using a transmission electron microscope. Dynamic processes of nanoparticles in liquids can be revealed in real time with sub-nanometer resolution.

Revelando los procesos dinámicos de los materiales en líquidos con líquido de transmisión celular Microscopía Electrónica

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted ...

Investigación

Ingeniería

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary interiors, design materials with novel properties, understand the mechanical behavior of materials exposed to very high stresses as in explosions or impacts. Synthesis and structural analysis of materials at extreme conditions of pressure and temperature entails remarkable technical challenges. In the laser heated diamond anvil cell (LH-DAC), very high pressure is generated between the tips of two opposing diamond anvils forced against each other; focused infrared laser beams, shined through the diamonds, allow to reach very high temperatures on samples absorbing the laser radiation. When the LH-DAC is installed in a synchrotron beamline that provides extremely brilliant x-ray radiation, the structure of materials under extreme conditions can be probed in situ. LH-DAC samples, although very small, can show highly variable grain size, phase and chemical composition. In order to obtain the high resolution structural analysis and the most comprehensive characterization of a sample, we collect diffraction data in 2D grids and combine powder, single crystal and multigrain diffraction techniques. Representative results obtained in the synthesis of a new iron oxide, Fe4O5 1 will be shown.

The laser heated diamond anvil cell combined with synchrotron micro-diffraction techniques allows researchers to explore the nature and properties of new phases of matter at extreme pressure and temperature (PT) conditions. Heterogeneous samples can be characterized in situ under high pressure by 2D mapping and combined powder, single-crystal and multigrain diffraction approaches.

Síntesis y microdifracción a presiones y temperaturas extremas

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and functionalized to render their top surfaces hydrophilic. The combination of a physical feature (the pillar) with a chemical boundary (the hydrophilic film on the top of the pillar) provides both a physical and chemical heterogeneity that pins the triple contact line, a necessary feature to create stable long but narrow capillary bridges. The substrates with the pillars are attached to glass slides and secured into custom holders. The holders are then mounted onto four axis microstages and positioned such that the pillars are parallel and facing each other. The capillary bridges are formed by introducing a fluid in the gap between the two substrates once the separation between the facing pillars has been reduced to a few hundred micrometers. The custom microstage is then employed to vary the height of the capillary bridge. A CCD camera is positioned to image either the length or the width of the capillary bridge to characterize the morphology of the fluid interface. Pillars with widths down to 250 &#181;m and lengths up to 70 mm were fabricated with this method, leading to capillary bridges with aspect ratios (length/width) of over 1001.

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. The creation of capillary bridges relies on the formation of pillars to provide a directional physical and chemical heterogeneity to pin the fluid. Capillary bridges are formed and manipulated using microstages and visualized using a CCD camera.

Fabricación Y Visualización De Puentes Capilares En Geometría De Poro Hendidura

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and optimized for 3-dimensional cell cultures, e.g., multi-cellular tumor spheroids (MCTS). The SPIM excitation module shapes and deflects the light such that the sample is illuminated by a light sheet perpendicular to the detection path of the microscope. The system is characterized by use of a rectangular capillary for holding (and in an advanced version also by a micro-capillary approach for rotating) the samples, by synchronous adjustment of the illuminating light sheet and the objective lens used for fluorescence detection as well as by adaptation of a microfluidic system for application of fluorescent dyes, pharmaceutical agents or drugs in small quantities. A protocol for working with this system is given, and some technical details are reported. Representative results include (1) measurements of the uptake of a cytostatic drug (doxorubicin) and its partial conversion to a degradation product, (2) redox measurements by use of a genetically encoded glutathione sensor upon addition of an oxidizing agent, and (3) initiation and labeling of cell necrosis upon inhibition of the mitochondrial respiratory chain. Differences and advantages of the present SPIM module in comparison with existing systems are discussed.

A module for single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and optimized for 3-dimensional cell cultures. The sample is located within a rectangular capillary, and via a microfluidic system fluorescent dyes, pharmaceutical agents or drugs can be applied in small quantities.

Módulo de iluminación solo plano y Aproximación Micro-capilar para un microscopio de campo amplio

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. W/O microdroplets have recently been used in powerful methods that enable miniaturized chemical experiments. Therefore, developing a versatile method to yield monodisperse W/O microdroplets is needed. We have developed a method for generating monodisperse W/O microdroplets based on a capillary-based centrifugal axisymmetric co-flowing microfluidic device. We succeeded in controlling the size of microdroplets by adjusting the capillary orifice. Our method requires equipment that is easier-to-use than with other microfluidic techniques, requires only a small volume (0.1-1 &#181;l) of sample solution for encapsulation, and enables the production of hundreds of thousands number of W/O microdroplets per second. We expect this method will assist biological studies that require precious biological samples by conserving the volume of the samples for rapid quantitative analysis biochemical and biological studies.

Here, we demonstrate a simple production method for size-controllable, monodisperse, water-in-oil (W/O) microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. This method requires only a small sample volume and enables high-yield production. We expect this method will be useful for rapid biochemical and cellular analyses.

Dispositivo de microfluidos centrífuga basada en capilar para la Formación Tamaño-controlable de monodisperso microgotas

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature

The chemical instability of the traditional electrolyte remains a safety issue in widely used energy storage devices such as Li-ion batteries. Li-ion batteries for use in devices operating at elevated temperatures require thermally stable and non-flammable electrolytes. Ionic liquids (ILs), which are non-flammable, non-volatile, thermally stable molten salts, are an ideal replacement for flammable and low boiling point organic solvent electrolytes currently used today. We herein describe the procedures to: 1) synthesize mono- and di-phosphonium ionic liquids paired with chloride or bis(trifluoromethane)sulfonimide (TFSI) anions; 2) measure the thermal properties and stability of these ionic liquids by differential scanning calorimetry (DSC) and thermal gravimetric analysis (TGA); 3) measure the electrochemical properties of the ionic liquids by cyclic voltammetry (CV); 4) prepare electrolytes containing lithium bis(trifluoromethane)sulfonamide; 5) measure the conductivity of the electrolytes as a function of temperature; 6) assemble a coin cell battery with two of the electrolytes along with a Li metal anode and LiCoO2 cathode; and 7) evaluate battery performance at 100 &#176;C. We additionally describe the challenges in execution as well as the insights gained from performing these experiments.

Here, we describe protocols to prepare phosphonium-based ionic liquid and lithium bis(trifluoromethane)sulfonimide salt electrolytes, and assemble a non-flammable and high temperature functioning lithium-ion coin cell battery.

Síntesis de líquidos iónicos electrolitos basados, Montaje de baterías de ion-litio, y mediciones de rendimiento a temperaturas elevadas

The chemical instability of the traditional electrolyte remains a safety issue in widely used energy storage devices such as Li-ion batteries. Li-ion ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a microfluidic chamber assembled in the specimen holder for Transmission Electron Microscopy (TEM) and STEM. The microfluidic system consists of two silicon microchips supporting thin Silicon Nitride (SiN) membrane windows. This article describes the basic steps of sample loading and data acquisition. Most important of all is to ensure that the liquid compartment is correctly assembled, thus providing a thin liquid layer and a vacuum seal. This protocol also includes a number of tests necessary to perform during sample loading in order to ensure correct assembly. Once the sample is loaded in the electron microscope, the liquid thickness needs to be measured. Incorrect assembly may result in a too-thick liquid, while a too-thin liquid may indicate the absence of liquid, such as when a bubble is formed. Finally, the protocol explains how images are taken and how dynamic processes can be studied. A sample containing AuNPs is imaged both in pure water and in saline.

This protocol describes the operation of a liquid flow specimen holder for scanning transmission electron microscopy of AuNPs in water, as used for the observation of nanoscale dynamic processes.

El estudio de procesos dinámicos de nano-objetos de tamaño en el líquido de utilizar el escaneado Microscopía Electrónica de Transmisión

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed magnet assisted composite manufacturing (MACM) technique. In this technique, permanent magnets are utilized to apply a sufficiently high consolidation pressure during the curing stage. To enhance the intensity of the magnetic field, and thus, to increase the magnetic compaction pressure, the magnets are placed on a magnetic top plate. First, the entire procedure of preparing the composite lay-up on a magnetic bottom steel plate using the conventional wet lay-up vacuum bag process is described. Second, placement of a set of Neodymium-Iron-Boron permanent magnets, arranged in alternating polarity, on the vacuum bag is illustrated. Next, the experimental procedures to measure the magnetic compaction pressure and volume fractions of the composite constituents are presented. Finally, methods used to characterize microstructure and mechanical properties of composite laminates are discussed in detail. The results prove the effectiveness of the MACM method in improving the quality of wet lay-up vacuum bag laminates. This method does not require large capital investment for tooling or equipment and can also be used to consolidate geometrically complex composite parts by placing the magnets on a matching top mold positioned on the vacuum bag.

A new technique for applying consolidation pressure on the vacuum bag lay-up to fabricate composite laminates is described. The goal of this protocol is to develop a simple, cost-effective technique to improve the quality of laminates fabricated by the wet lay-up vacuum bag method.

: Imán compuesto fabricación una Flexible nueva técnica asistida Para lograr la consolidación alta presión en vacío bolsa de Lay-Up los procesos

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

Procedimientos de corte, pruebas de tracción y envejecimiento de laminados compuestos unidireccionales flexibles

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Use of Capillary Aerosol Generator in Continuous Production of Controlled Aerosol for Non-Clinical Studies

The capillary aerosol generator (CAG) is operated with the principal of thermal liquid evaporation through heating of e-liquid in the initial phase, followed by nucleation and condensation regulated through a mixture of airflow to generate aerosols, such as in an electronic cigarette (EC). The CAG is particularly useful in generating aerosols of large volumes in a continuous manner, for instances such as in vivo inhalation toxicology studies, where usage of ECs is not feasible. The thermal effects of generating aerosol from the CAG are similar in terms of temperature applied in an EC, thus allowing investigators to assess the vapors of e-liquids at scale and reproducibility. As the operation of the CAG allows users to control critical parameters such as the flow rate of e-liquid, heating temperatures and dilution air flows, it allows investigators to test various e-liquid formulations in a well-controlled device. Properties, such as aerosol particle size, are demonstrated to be regulated with the air flow rate with respect to the e-liquid flow and e-liquid composition. The CAG, however, is limited in assessing common EC-related issues, such as overheating of its elements. We seek to demonstrate that the CAG can generate aerosol that is reproducible and continuous, by assessing the chemical and physical aerosol characteristics with a chosen e-liquid formulation. The protocol describes the operating parameters of liquid flow rate, dilution air-flow rates and operating procedures needing to optimize the aerosol concentration and particle size required for an in vivo toxicology study. Presenting the representative results from the protocol and discussing the challenges and applications of working with a CAG, we demonstrate that CAG can be used in a reproducible fashion. The technology and protocol, that has been developed from prior work, serve as a foundation for future innovations for laboratory-controlled aerosol generation investigations.

The protocol describes the settings and use of a capillary aerosol generator for continuous production of controlled aerosol from a multispecies liquid solution, suitable for steady large-volume aerosol delivery (e.g., in vivo inhalation studies).

Uso del generador de aerosol capilar en la producción continua de aerosol controlado para estudios no clínicos

The capillary aerosol generator (CAG) is operated with the principal of thermal liquid evaporation through heating of e-liquid in the initial phase, ...