Attenzione: Consultare tutti schede di sicurezza rilevanti. I prodotti chimici usati per i test sono tossici e cancerogeni. Utilizzare dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, camice, pantaloni full-length, e scarpe chiuse). 1. Installazione per le prove <ol><li> Preparazione dei campioni <ol><li> Tagliare strisce di tessuto lungo la direzione perpendicolare alle fibre (per testare traspirazione nella direzione delle fibre). NOTA: Le lunghezze delle strisce sono calcolati in modo da ottenere un rapporto in volume delle fibre definito. Per i tessuti di carbonio, per ottenere V f = 40%, la lunghezza delle bande era di 150 mm. Per il lino non trattato e trattato, per ottenere lo stesso V f, la lunghezza era di 365 mm. La larghezza di ciascuna striscia sarà pari all&#39;altezza di supporto del campione, che è di 20 mm (Figura 1). </li><li> Roll le strisce ermeticamente per consentire il loro inserimento nel portacampioni cilindrica R &lt;/ Em&gt; = 6 mm. </li><li> Aggiungere un filtro di carta sottile tra il supporto del campione e le armature campione (al fine di eliminare l&#39;effetto del supporto del campione sulla traspirazione). Lo spessore massimo del filtro di carta deve essere 0,1 mm. </li><li> Inserire il campione nel cilindro ed avvitare il tappo forato nella parte inferiore ed il pistone nella parte superiore in modo da garantire la compattazione. </li><li> Bloccare il supporto del campione con il tessuto al tensiometro. </li></ol></li><li> Preparazione di liquidi <ol><li> Riempire un recipiente con il liquido di prova e posizionarlo nella presa specifica del tensiometro. Uso vasi di vetro borosilicato e con un diametro di 70 mm. </li><li> Per il primo test (passo 2.1), utilizzare n-esano. Per la seconda prova (fase 2.3), usare acqua. Assicurarsi che il liquido nel serbatoio raggiunge un&#39;altezza di almeno 12 mm. </li></ol></li><li> parametri sperimentali <ol><li> Impostare la soglia di rilevamento della superficie a 8 mg e il TRADUCEvelocità zione della nave liquido a 0,5 mm / s per il rilevamento del liquido. </li></ol></li></ol> 2. Prove Wicking NOTA: Dopo la preparazione dei campioni e la configurazione dei parametri Tensiometro, i test di traspirazione può iniziare. Il recipiente liquido si muove entro il liquido è in contatto con il supporto del campione. Poi, liquido sale nel supporto del campione, e il tensiometro misura il guadagno di massa liquida quadrato nel corso del tempo. I dati vengono registrati dal software fornito con il tensiometro. Una curva di massa contro il tempo viene quindi visualizzato per ogni test traspirazione. <ol><li> Test iniziale per la determinazione del fattore geometrico: <ol><li> Utilizzare un liquido totalmente-bagnante (per cui l&#39;angolo di contatto è 0 °), come n-esano. </li><li> La prova viene interrotta traspirazione quando la curva visualizzata raggiunge un valore costante. Ciò indica che il liquido ha raggiunto la parte superiore del supporto del campione e quindi che l&#39;assorbimento è completo. </li><li&gt; Montare l&#39;andamento lineare della curva di assorbimento (m 2 (t)) con l&#39;equazione di Washburn: <img alt="Equazione 3" src="/files/ftp_upload/55059/image003.jpg" /> (3) Poiché l&#39;angolo di contatto di avanzamento è supposto 0 ° con n-esano, dalla pendenza della regressione lineare, determinare la costante geometrica, C (mm 5). NOTA: Tutte le prove sono state condotte in condizioni standard a 20 ° C. Un cambiamento nella temperatura modificare la tensione superficiale del liquido e dei risultati. </li></ol></li><li> Pulizia di supporto del campione per i seguenti test NOTA: Dopo aver rimosso il tessuto bagnato, il titolare del campione deve essere pulito perfettamente per evitare errori nei seguenti misure. <ol><li> Immergere il porta-campione in un recipiente con acido sulfochromic (50% di una soluzione satura di bicromato di potassio e 50% di acido solforico) per 30 sec. </li><li> Risciacquare con acqua distillata epoi asciugare. </li></ol></li><li> Secondo test per determinare l&#39;angolo di contatto di avanzamento apparente <ol><li> Utilizzare il liquido per la quale l&#39;angolo di contatto di avanzamento deve essere misurata con una nuova, identica, e secco campione di tessuto. NOTA: L&#39;acqua è stato utilizzato per validare il metodo. </li><li> La prova viene interrotta traspirazione quando la curva visualizzata raggiunge un valore costante. Ciò indica che il liquido ha raggiunto la parte superiore del supporto del campione e che la risalita capillare è completa. </li><li> Montare la parte lineare della curva di assorbimento (m 2 (t)) con l&#39;equazione di Washburn (Equazione 3), poiché la costante, C, è già noto a causa del primo test (passo 2.1), con la pendenza di regressione lineare determinazione l&#39;angolo di contatto di avanzamento, θ un (°). NOTA: Tutte le prove sono state condotte in condizioni standard a 20 ° C. Un cambiamento nella temperatura modificare la tensione superficiale del liquido e dei risultati. </li></ol></li&gt; <li> Valutazione del contributo peso del liquido a causa del supporto del campione NOTA: Il tensiometro, come una microbilancia, misura la massa totale di liquido, comprendente sia ascendenti liquido nel tessuto e il contributo del menisco esterni sul supporto del campione e la traspirazione nel filtro. Tali contributi devono essere isolati. <ol><li> Mettere la stessa quantità di carta da filtro già usato al punto 1.1.3 nel supporto del campione e ripetere i passaggi 2.1.1-2.1.2. </li><li> Sottrarre il valore costante ottenuto (m 2) dai dati registrati nel passaggio 2.1.3 e spostare la curva di valutare la corretta valutazione della costante geometrica, C. </li><li> Riempire il supporto del campione con la sola carta da filtro e ripetere i passaggi 2.3.1-2.3.2. </li><li> Sottrarre il valore costante ottenuto (m 2) dai dati registrati nel passaggio 2.3.3 e spostare la curva di valutare la corretta valutazione dell&#39;angolo di contatto avanza, θ a. </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.

Le fasi critiche nel protocollo riguardano la preparazione dei campioni. In primo luogo, il laminato campionata devono essere serrati al fine di rendere l&#39;assunzione di un rapporto in volume delle fibre omogenea. Se vi è un gradiente tenuta nel campione, l&#39;equazione di Washburn 5, 6 non può essere utilizzato per adattarsi alle curve traspirazione. Inoltre, le condizioni al contorno tra il tessuto e il porta campioni sono difficili da controllare. Così...

Durante impregnazione dei rinforzi fibrosi nei processi liquidi stampaggio composito (LSM), il flusso di resina è guidato da un gradiente di pressione. effetti capillari hanno un effetto aggiuntivo che può competere con il gradiente di pressione, a seconda dei parametri di processo. La loro influenza sul processo deve quindi essere valutata 1, 2. Questo può essere fatto definendo una pressione capillare apparente, cap P, modificando il gradiente di pressione iniziale 3. Questo parametro può essere successivamente inserito modelli numerici per simulare flussi durante i processi e di prevedere con precisione formazione di vuoti 4. L&#39;impregnazione spontanea di un tessuto da un liquido (traspirante) può essere descritto dall&#39;equazione Washburn 5. Originariamente, l&#39;equazione di Washburn descritto la risalita capillare di un liquido in un tubo. Questa equazione was quindi esteso per strutture porose, come rinforzi fibrosi, che può essere approssimata a una rete capillare. Considerando un portacampioni cilindrica con raggio, R, riempito con un mezzo poroso, l&#39;equazione di Washburn stato modificato in forma di guadagno di massa al quadrato (mq (t)) nel tempo, come segue 6: <img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> (1) dove c è un parametro che rappresenta tortuosità, r è il raggio medio dei pori, e ε = 1-V f è la porosità (V f è il rapporto volume delle fibre). Tutti parametri tra parentesi quadre riguardano la morfologia e la configurazione del mezzo poroso, e possono essere consolidati in una costante, C, denominato &quot;fattore geometrico mezzo poroso.&quot; Gli altri parametri esprimono ladipendenza della traspirazione sulle interazioni tra il mezzo e il liquido (attraverso ρ, η, e γ L, che sono rispettivamente, la densità, la viscosità e la tensione superficiale del liquido, e attraverso un θ, un angolo di contatto di avanzamento apparente). In parallelo, il flusso attraverso un mezzo poroso è solitamente modellato con la ben nota legge di Darcy 7, che riguarda una velocità del fluido equivalente, v D, alla caduta di pressione attraverso la permeabilità del mezzo, K, e la viscosità del liquido, η . Questa equazione consente anche per l&#39;espressione del guadagno di massa in una radice quadrata del tempo e quindi per la considerazione della equivalenza tra le due equazioni. Da questa equivalenza tra l&#39;equazione di Washburn e la legge di Darcy, la pressione capillare è stato quindi definito come segue 8: (2) Qui, l&#39;obiettivo principale è quello di descrivere la procedura sperimentale per misurare i fattori geometrici e gli angoli di contatto avanzanti apparenti per tessuti unidirezionali, allo scopo di determinare la pressione capillare. Questo metodo si basa sull&#39;utilizzo di un tensiometro per eseguire prove traspirazione (Figura 1). Un tensiometro è una microbilancia con una risoluzione di 10 ug che misura la massa liquida sia formando un menisco intorno un solido o crescente un supporto fibroso. Prove traspirazione state effettuate considerando una caratterizzazione monodimensionale (direzione lungo le fibre) 8, 9. Tessuti Quasi-unidirezionali utilizzati per convalidare la procedura erano unidirezionali (UD) tessuti di carbonio alla V f = 40%. Una volta che il metodo è stato validato, tessuti di lino sono stati sottoposti ad un trattamento termico tcappello modifica il comportamento di bagnatura delle fibre 6 e prove traspirazione sono state effettuate con differenti rapporti in volume fibra (dal 30% al 40%) per entrambi i tessuti di lino non trattati e trattati. Per determinare i parametri morfologici e bagnanti, almeno due prove traspirazione sono obbligatorie: la prima con un liquido totalmente-bagnante, come n-esano, per determinare C (Equazione 1), ed il secondo con il liquido di interesse, per determinare l&#39;angolo di contatto di avanzamento apparente volta C è noto. Nel primo approccio, l&#39;acqua è stato utilizzato per valutare la procedura. Questo metodo può essere applicato a diversi tessuti e liquidi, consentendo la valutazione dell&#39;influenza della geometria materiale (morfologia dei tessuti), porosità (diversi rapporti in volume fibra), e la viscosità e la tensione superficiale del liquido sulle fenomeni capillare impregnazione. È evidente che il procedimento secondo la teoria Washburn (Equazione 1) può essere adottata solo se traspirazione cuRVES (m² (t)) registrato dal tensiometro hanno un andamento lineare. Ciò significa che i parametri in Equazione 1 devono rimanere costante durante l&#39;intero processo di assorbimento. Se questo non è il caso, come rinforzi lino in acqua, poiché le fibre subiscono rigonfiamento 10, 11, l&#39;equazione di Washburn deve essere modificato per includere l&#39;effetto di rigonfiamento per descrivere le prove correttamente 9. Tessuti trattati sono stati trovati per essere meno sensibili all&#39;assorbimento di acqua 9. Fattori geometrici e parametri bagnanti possono essere misurati da attacchi lineari, consentendo il calcolo della pressione capillare, cap P.

<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 impregnazione di un rinforzo fibroso in processi liquidi stampaggio composito (LCM), effetti capillari devono essere intesi in modo da identificare la loro influenza sulla formazione di vuoti in parti composite. Assorbente in un mezzo fibroso descritto dall&#39;equazione Washburn stato considerato equivalente ad un flusso sotto l&#39;effetto della pressione capillare secondo la legge di Darcy. Prove sperimentali per la caratterizzazione di assorbimento sono state condotte sia con rinforzo in fibra di carbonio e di lino. tessuti Quasi-unidirezionali sono stati poi testati mediante un tensiometro per determinare i parametri morfologici e bagnanti lungo la direzione delle fibre. La procedura è dimostrata promettente quando la morfologia del tessuto è invariato durante capillare traspirazione. Nel caso di tessuti di carbonio, la pressione capillare può essere calcolato. fibre di lino sono sensibili all&#39;assorbimento di umidità e si gonfiano in acqua. Questo fenomeno deve essere preso in considerazione per valutare i parametri di bagnatura. ion per produrre fibre meno sensibile all&#39;assorbimento di acqua, un trattamento termico è stato effettuato su rinforzi lino. Questo trattamento aumenta la stabilità morfologica fibra e previene il gonfiore in acqua. È stato dimostrato che trattare tessuti hanno un andamento lineare assorbimento simili a quelli trovati in tessuti di carbonio, permettendo la determinazione della pressione capillare.

Curve di guadagno massa durante wicking ottenuto con il tensiometro per il carbonio e tessuti di lino non trattati e trattati sono illustrati nelle figure 2 e 3. Tutte le curve sono mostrati dopo la sottrazione di entrambi i pesi del menisco esterni dovuti alla carta supporto del campione e del filtro e vengono spostati a zero. È possibile osservare dal grafico in Figura 2 ch...

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

Un metodo sperimentale per misurare i parametri geometrici e gli angoli di contatto che avanzano apparenti che descrivono capillare traspirazione in sintetico unidirezionale e tessuti naturali viene proposto. Questi parametri sono obbligatorie per la determinazione delle pressioni capillari che devono essere presi in considerazione per applicazioni (LCM) stampaggio composito liquido.

Wicking Test per unidirezionali Tessuti: Misure di capillare parametri per valutare capillare pressione nei Processi Liquid Composite Molding

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

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8.7K Views.  Mines Saint-Étienne.  Un metodo sperimentale per misurare i parametri geometrici e gli angoli di contatto che avanzano apparenti che descrivono capillare traspirazione in sintetico unidirezionale e tessuti naturali viene proposto. Questi parametri sono obbligatorie per la determinazione delle pressioni capillari che devono essere presi in considerazione per applicazioni (LCM) stampaggio composito liquido. 

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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.

Rivelare processi dinamici dei materiali in liquidi con liquido di trasmissione microscopia elettronica cellulare

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

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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.

Sintesi e microdiffrazione a pressioni e temperature estreme

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.

Fabbricazione e visualizzazione di ponti capillari in geometria dei pori a fessura

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.

Singolo Aereo Illuminazione Module e approccio micro-capillare per un microscopio a largo campo

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.

Centrifuga dispositivo a microfluidi capillare a base per la Formazione Size-controllabile di Monodisperse microgocce

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.

Sintesi di ionici liquido a base di elettroliti, Assemblea delle batterie agli ioni di litio, e le misure di prestazioni ad alta temperatura

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.

Lo studio dei processi dinamici di dimensioni nano oggetti in liquidi di utilizzare la scansione microscopia elettronica a trasmissione

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.

Magnete ha aiutato la produzione di compositi: Una flessibile nuova tecnica per il raggiungimento di consolidamento ad alta pressione nei processi sottovuoto sacchetto/Lay-Up

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.

Procedure di taglio, test delle tàbie e invecchiamento dei laminati compositi unidirezionali flessibili

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 generatore di aerosol capillare nella produzione continua di aerosol controllato per studi non clinici

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