注意：関連するすべての物質安全データシートを参照してください。テストのために使用される化学物質は、毒性や発がん性があります。個人用保護具（安全眼鏡、手袋、白衣、完全長ズボン、およびクローズドつま先の靴）を使用します。 テストの1.セットアップ<ol><li> サンプルの調製 <ol><li> （繊維方向に発散性をテストするために）繊維に垂直な方向に沿って布のストリップをカットします。 注：ストリップの長さは、定義された繊維体積比を得るために計算されます。炭素布のために、V F = 40％を得るために、ストリップの長さは150 mmでした。未処理および処理された亜麻のために、同じV Fを達成するために、長さ365 mmでした。各ストリップの幅を20mm（ 図1）は、試料ホルダの高さに等しくなります。 </li><li> R &lt;の円筒状の試料ホルダーに、その挿入を可能にするしっかりストリップをロール/ em&gt;の= 6ミリメートル。 </li><li> （ウィッキングのサンプルホルダーの影響を抑制するために）試料ホルダーとサンプル補強材との間に薄い紙フィルタを追加します。ペーパーフィルターの最大厚さは0.1ミリメートルでなければなりません。 </li><li>シリンダーに試料を挿入し、圧縮を確保するために、上部の底部とピストンに掘削スクリューキャップ。 </li><li>張力計のファブリックでサンプルホルダーを固定します。 </li></ol></li><li> 液体の調製 <ol><li>液体試験で容器を記入し、張力計の具体的なレセプタクルに挿入します。使用する容器は、ホウケイ酸ガラス製の70ミリの直径を有します。 </li><li>最初のテスト（ステップ2.1）のために、n-ヘキサンを使用しています。第二の試験（ステップ2.3）の場合は、水を使用しています。容器内の液体は、少なくとも12ミリメートルの高さに達していることを確認してください。 </li></ol></li><li> 実験パラメータ <ol><li> 8 mgの表面検出閾値とtranslaを設定します。液体の検出のための0.5ミリメートル/秒で液体容器のンスピード。 </li></ol></li></ol> 2.吸い上げテスト注：サンプルの調製及び張力計パラメータの設定後、ウィッキングテストが開始することができます。液体は、試料ホルダと接触するまで、液体容器上に移動します。その後、液体を試料ホルダーに上昇し、張力は、時間をかけて二乗液体質量増加を測定します。データは、張力計に付属のソフトウェアによって記録されています。時間に対する質量の1つの曲線は、各ウィッキングテストのために可視化されます。 <ol><li> 幾何学的な要因を決定するための最初のテスト： <ol><li>例えばn-ヘキサンとして、（接触角が0°であるために）完全に湿潤液を使用してください。 </li><li>可視化曲線が一定値を達成したときに吸上テストを停止します。これは、液体がウィッキングが完了したこと、したがって、サンプルホルダーの上部に到達したことを示しています。 </li><li&gt; Washburnの方程式で吸上曲線（ メートル2（t））をの線形トレンドをフィット： <img alt="式3" src="/files/ftp_upload/55059/image003.jpg" /> （3） 前進接触角は、線形フィットの傾きから、n-ヘキサンで0°になっているので、幾何学的定数を決定し、C（MM 5）。 注：すべての試験は20℃で標準的な条件下で行いました。温度の変化は、液体の表面張力と結果を変更します。 </li></ol></li><li> 以下の試験のための試料ホルダの清掃 注意：湿った布を除去した後、試料ホルダは、次の測定値の誤差を防止するために完全に洗浄されなければなりません。 <ol><li> 30秒間sulfochromic酸（重クロム酸カリウムの飽和溶液の50％濃硫酸50％）を有する容器に試料ホルダーを浸します。 </li><li>蒸留水ですすぎ、それを乾燥させます。 </li></ol></li><li> 見かけの前進接触角を決定する第2の試験 <ol><li>前進接触角は、新しい同一の、ドライファブリック試料を用いて測定されなければならないために液体を使用します。 注：水方法を検証するために使用しました。 </li><li>可視化曲線が一定値を達成したときに吸上テストを停止します。これは、液体サンプルホルダの上部に到達したことと毛管上昇が完了したことを示しています。 </li><li>定数、C以来、すでに決定線形適合の勾配で、最初のテスト（ステップ2.1）のために知られている、ウォッシュバーン方程式（式3）とのウィッキングカーブ（ メートル2（t））との直線部分にフィット（度）θ前進接触角、。 注：すべての試験は20℃で標準的な条件下で行いました。温度の変化は、液体の表面張力と結果を変更します。 </li></ol></李&gt; <li> 試料ホルダーに起因する液量の寄与の評価 注：張力は、天秤のように、ファブリック内の液体昇順と試料ホルダー上の外部メニスカスの寄与の両方を含む液の全質量を、測定し、フィルタで吸上。これらの貢献は単離されなければなりません。 <ol><li>サンプルホルダーにステップ1.1.3で使用されるように、濾紙の同じ量を入れ、手順2.1.1-2.1.2を繰り返します。 </li><li>ステップ2.1.3に記録されたデータから得られた一定の値（メートル2）を減算し、幾何学的定数、Cの正確な評価を評価するために曲線をシフト。 </li><li>唯一の濾紙でサンプルホルダーを記入し、手順を繰り返し2.3.1-2.3.2。 </li><li>ステップ2.3.3に記録されたデータから（m 2）で得られた一定値を減算し、θ、前進接触角の正確な評価を評価するために曲線をシフトします。 </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.

プロトコルにおける重要なステップは、サンプルの調製に関する。まず、サンプリングされたロールは、均一な繊維体積率の仮定を作るためにタイトでなければなりません。試料中の気密性の勾配がある場合は、ウォッシュバーン式5、 図6は、ウィッキング曲線を適合させるために使用することができません。また、布と試料ホルダとの間の境界?...

液体複合成形（LSM）プロセスにおいて繊維強化材を含浸時に、樹脂の流れは圧力勾配によって駆動されます。毛管作用は、プロセスパラメータに応じて、圧力勾配と競合することができる付加的な効果を有します。プロセスへの影響は、このように1、2を評価しなければなりません。これは、初期圧力勾配3を変更する、見かけ上の毛細管圧力、Pの上限を定義することによって行うことができます。このパラメータは、その後のプロセス中の流れをシミュレートするために、数値モデルの中に挿入することができ、正確にボイド4を予測します。 液体（ウィッキング）によって生地の自発的な含浸は、Washburnの式5によって説明することができます。本来は、ウォッシュバーン式は、チューブ内の液体の毛管上昇を記載しています。この式WASは次に毛細管網に近似することができるような繊維強化材のような多孔質構造、延長します。 6次のように多孔性媒体で充填された半径Rを有する円筒形のサンプルホルダーを考慮すると、ウォッシュバーン式は、時間の経過二乗質量増加（㎡（T））の形で変更されました。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> （1） cが蛇行占めパラメータである場合、R平均細孔半径、ε= 1-V fは 、空隙率（繊維体積比であるF V）です。角括弧内のすべてのパラメータは、多孔質媒体の形態と構成を懸念、彼らはと呼ばれる定数、C、に統合することができ、「幾何学的な多孔質媒体要因。」他のパラメータは、表現しますη、ρを通して（中と液体との間の相互作用にウィッキングの依存性、 およびγL、 これは、それぞれ、密度、粘度、表面の液体の表面張力、及び、θA、見かけの前進接触角）を介してです。 並行して、多孔質媒体を通る流れは、通常、媒体、K、および液体粘度、ηの透過性を介しての圧力降下に、同等の流体速度v Dに関する周知ダルシーの法則7、でモデル化されています。この式は、時間の平方根を超えるため、二つの式の間の等価性を考慮するための質量増加の発現を可能にします。 8を次のようにウォッシュバーン方程式とダルシーの法則との間のこの同値から、毛細管圧力は定義されました： （2） ここでは、主な焦点は、毛管圧力を決定する目的で、幾何学的因子および一方向ファブリックの見かけの前進接触角を測定するための実験手順を記述することです。この方法は、ウィッキングテスト（図1）を実行するように張力計を使用してに依存しています。張力計は、液体質量が固体の周りにメニスカスを形成または繊維状の媒体を昇順いずれかの測定を10μgの解像度を持つ天秤です。ウィッキングテストは、1次元のキャラクタリゼーション（繊維に沿った方向）8、9を考慮して行きました。手順を検証するために使用される準一方向性織物は、V F = 40％の炭素単方向（UD）の生地でした。この方法の有効性が確認された後、亜麻布は熱処理トンに提出しました。帽子は、繊維6の濡れ挙動を修正し、ウィッキング試験は未処理と処理の両方亜麻織物のために（30％から40％）は、異なる繊維体積比で行いました。形態学的および湿潤パラメータを決定するために、少なくとも二つの吸上テストが必須です：C（式1）を決定するために、n-ヘキサンのような完全に湿潤液体と第1、、、と関心の液体と第1、決定するために、 C一度見かけの前進接触角が知られています。第1のアプローチでは、水は、手順を評価しました。 この方法は、材料のジオメトリ（織物の形態）、多孔性（異なる繊維体積比）、及び毛細管浸透現象に液体の粘度及び表面張力の影響の評価を可能にする、別のファブリックとの液体に適用することができます。 Washburnの理論（式1）に記載の手順はのみウィッキングcuの場合に採用することができることそれは明らかです張力によって記録rves（㎡（t））は線形トレンドを持っています。これは、式1のパラメータが全体のウィッキングプロセスの間に一定のままでなければならないことを意味します。そうでない場合は、繊維10、11膨潤受けるので、水中で亜麻補強用として、ウォッシュバーン式は適切9のテストを記述するために、膨潤の影響を含むように修正されるべきです。処理された布は吸水9に対して敏感であることが見出されました。幾何学的要因および湿潤パラメータは、毛細管圧、P キャップの計算を可能にする、線形フィットから測定することができます。

<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

液体複合成形（LCM）プロセスにおける繊維強化材の含浸の間、毛細管効果が複合部品に空隙形成への影響​​を識別するために理解する必要があります。 Washburnの方程式によって記述繊維状媒体にウィッキングは、ダルシーの法則に従って、毛細管圧力の影響下でのフローと同等であると考えられました。ウィッキングの特性評価のための実験的試験は、炭素および亜麻繊維強化材の両方を用いて行きました。準単方向布は、次いで、繊維方向に沿って、形態学的および湿潤パラメータを決定するために張力計を用いて試験しました。手順は、ファブリックの形態は、毛細管ウィッキングの間に変化しないときに有望であることが示されました。炭素布の場合には、毛細管圧を計算することができます。亜麻繊維は、水分収着に対して敏感であり、水中で膨潤します。この現象は、濡れパラメータを評価するために考慮しなければなりません。私nは水収着に繊維があまり敏感にするため、熱処理は亜麻補強を行いました。この処理は、繊維形態安定性を高め、水の腫れを防ぎます。これは、布は、毛細管圧力の決意を可能にする、炭素織物に見られるものと同様の線形吸湿傾向を有する処理されたことが示されました。

炭素及び未処理および処理された亜麻織物のために張力計を用いて得られたウィッキング時の質量増加の曲線は、 図2及び図 3に示されています。全ての曲線は、サンプルホルダーに起因する外部メニスカスの両方の重みを減算し、濾紙の後に示され、ゼロにシフトされます。 ファブ?...

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

幾何学的パラメータと一方向合成および天然のファブリックで吸上毛細管を記述する見かけの前進接触角を測定するための実験方法が提案されています。これらのパラメータは、液体複合成形（LCM）アプリケーション用に考慮されなければならない毛細管圧力の決意のために必須です。

単方向生地のためのテストをウィッキング：キャピラリーパラメータの測定を液体複合成形プロセスに毛細管圧力を評価します

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 ビュー.  Mines Saint-Étienne. 幾何学的パラメータと一方向合成および天然のファブリックで吸上毛細管を記述する見かけの前進接触角を測定するための実験方法が提案されています。これらのパラメータは、液体複合成形（LCM）アプリケーション用に考慮されなければならない毛細管圧力の決意のために必須です。 

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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.

液晶セルの透過型電子顕微鏡を使用して液体の材料の動的過程を明らかにする

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

工学

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.

エクストリーム圧力と温度での合成とMicrodiffraction

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.

スリット細孔形状におけるキャピラリー橋の製作と可視化

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.

単一平面照明モジュールと広視野顕微鏡用マイクロキャピラリーアプローチ

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.

単分散微小液滴のサイズ制御可能な形成のためのキャピラリーベースの遠心マイクロ流体デバイス

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.

イオン液体系電解質、リチウムイオン電池の組立、および高温でのパフォーマンスの測定の合成

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.

走査型透過電子顕微鏡を用いて、液体中にナノサイズのオブジェクトの動的プロセスを学びます

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.

磁石は、複合材生産を支援: 柔軟な新しい技術高圧真空袋/Lay アップ プロセスを達成するため

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.

柔軟な単方向複合ラミネートの切断手順、引張試験、およびエージング

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).

非臨床試験のための制御エアロゾルの連続生産におけるキャピラリーエアロゾル発生器の使用

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