著者は、ニホンジカ サウにアンカーと援軍の材料の供給のために特に彼らのサポートと、感謝の気持ちを表現したいです。Betazul はカスタマイズされたドリル ビットとビデオの準備の特に認められています。

1. アンカー工法
注: このメソッドには、穴あけ、クリーニングと穴端と同様、含浸とアンカーの挿入の平滑化が含まれています。
<ol><li>必要な埋込み長さと指定した直径の穴をドリルします。
	<ol>
<li>適切な掘削ツール (すなわち、電気ハンマーやダイヤモンドのコア) を使用します。コンクリート構造物の穴あけ工具の選択の基準は接着アンカーと同じですが、過去に発表された10,11で見つけることができます。電気ハンマー ドリル最大回転数 800 rpm で。<ol>
<li>4 mm の穴のクリアランス (すなわちドリルの径とコネクタの違い) を提供します。さらに、この差が 8-10 mm であることをお勧めします。これは、穴のスムージングを容易にでき、ドリル内部アンカーの曲げに。 注: 留意され商業繊維ロープ 10 から 12 の mm まで及ぶ呼び径 (含浸) ときがあります。撮影プロトコルで表示されるアンカーは、呼び径 12 mm の繊維ロープから作られました。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>埋込み長さを制御し、穴を滑らかにします。アンカー性能は非常に長さに敏感な長制御が非常に重要です。埋込み長さ 75 から 150 mm までを推奨します。
	<ol>
<li>長制御を実行すると、掘削穴に剛体バーを挿入してバーの全体の長さと穴測定テープを挿入したときのままの長さを比較します。</li>
		<li>掘削が終了したら、最初のほこりの除去を実行するブローアウト手ポンプを使用します。ポンプのメーカーの指示に従ってください。最初のほこりの除去のため 2 回以上を吹き消します。</li>
		<li>非パーカッシブなロータリー ツールを使って穴を滑らかに。カスタマイズされたドリル ビットの詳細については、図 2を参照してください。提案したようビット ドリルはほとんど電気ハンマーに容易に適応することができます。仕事をしながら水を継続的に基板を冷やしなさい。シャープなエッジが表示されず、ドリル刃の上部コンクリートの表面に触れるとき、平滑化は完了です。</li>
	</ol></li>
	<li>最高強度を達成するために重要ですが、吹くとブラッシングのサイクルの組み合わせで穴をクリーニングします。洗浄プロセスは FRP スパイクと接着アンカーに似ています。少なくとも 2 つの洗浄サイクルを実行することをお勧めします。既存のガイドライン10クリーニング プロセスに関する追加の推奨事項を参照してください、他のクリーニング ツールを使用する場合常に、製造元の推奨事項に従ってください。
	<ol>
<li>ブラッシング前後に常に吹く。その結果、機械的ブラッシングの各サイクルには、2 blowings と 1 つのブラッシングが含まれます。</li>
		<li>掘削穴の中の緩い粒子を除去するために穴の開口部に向かって内側から吹く。吹いている 2 つの方法があります。乾いたコンクリートにアンカーをインストールした場合を吹いてはブローアウト手動ポンプで行うことができます。濡れたコンクリートにインストールした場合吹いては加圧空気 (10 バールの最大圧力) で行う必要があります。 注: プロトコル開発した乾燥サポートの湿潤状態に適合させる必要があります。スムージング手法含む基板を保湿を注目に値するです。したがって、湿度の結果のグレードによって異なります環境条件と時間間隔が穴とコネクタの挿入の平滑化します。乾燥サポートの条件は、通常いくつかの日の通常の乾燥条件に対応する 5% 以下の相対湿度に対して定義されます。穴は既存のコンクリート構造物の場合、穴のエッジとアンカーの挿入の平滑化の間 24 時間を経過した場合乾燥考えることが。湿気のある条件は、通常海洋構造物に対応する相対湿度 100% に近いです。</li>
		<li>放射状ブラシの穴にワイヤー ブラシを使用します。ブラシの直径は、等しいまたは最大 20 mm ドリルの直径よりも大きい必要があります。穴部周りの等価摩擦を許可するように、穴をできるだけ近くするブラシの直径を選択します。</li>
		<li>クリーニング直後後のアンカーをインストールします。場合これは不可能 (アンカーは、クリーニングから 1 時間以内が挿入されない) 場合、アンカーを挿入する前にクリーニング サイクルを実行します。この最後のクリーニング サイクルは、水平アンカーと基板の上面に穴をあけのため特に重要です。</li>
	</ol></li>
	<li>準備してアンカーをインストールします。これには、3 つの異なるプロセスが含まれます。
	<ol>
<li>必要な長さにロープや繊維束をカットします。アンカーの長さを埋込み長さ (またはダボ長さ) に等しい必要がありますアンカー ファンの長さプラス。</li>
		<li>柔らかいブラシで低粘度エポキシ樹脂プライマーでアンカー ダボを含浸します。製造元によると樹脂のポットライフを常に尊重します。樹脂アンカーあたり約 150 g が必要です。含浸は、部分的に樹脂の浸透を最大化する繊維束をあおぐ必要があります。<ol>
<li>繊維を曲げを避けるため、コネクタの端に向かって常に含浸します。いくつかの線維束からのズレを防止する、自由端がこのステップで送風されるを防ぐために曲げの領域を保持します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>受精後すぐにケーブル ネクタイと含浸の端を固定します。その後、アンカーのダボを挿入します。繊維が実際に必要な埋込み長さを達することを保証するため、ケーブルタイをプッシュ ワイヤ挿入を支援します。</li>
	</ol></li>
	<li>補強をコネクタに適切な伝達を確保するためアンカーに接続します。このプロトコルは、開発されているし、さらに FRP 補強を外部結合複数そなえたの端定着部に対する説明です。プロセスのグラフィックについては、図 3を参照してください。
	<ol>
<li>図 3に示すように、アンカーの (しかし常に準備し、穴の洗浄後) で、挿入する前に補強の最初の層を適用します。また、補強の最初の層を適用する前に、アンカーの挿入を許可するように、アンカーのファンに付着したものより短い最初の層を使用します。</li>
		<li>最後アンカレッジは、エンド プレート剥離 (または層間剥離) が行われる予定です。外部補強のウェット用では、常に現在の基準やガイドライン12,13によると基板の表面を準備します。 注: アンカー ファン必要があります完全に接着して補強、この付着応力伝達機構に蓄積されますよう。FRP 補強終わりアンカレッジと複数のレイヤーから作られて、場合 2 層間アンカー ファンの取り付けをお勧めします。これはピアス アンカー、ラミネートの必要性を排除し、補強の損傷を防ぐ。日には、ファンの最低の長さが決まっていない文献。著者らは、ファンの長さ 50 mm 以上を使用することをお勧めします。</li>
		<li>エポキシ樹脂を外部補強とアンカーのファンの両方に適用されます。樹脂は、ローラーやブラシのいずれかを適用できます。同じ樹脂を使用して、基板に外部補強と外部補強アンカー ファンを接着します。常に製造元によると、樹脂のポット ・ ライフを考慮します。<ol>
<li>(アンカー ファンを含む) の各レイヤーの含浸後リリーフができる泡ローラーを使用して補強の層間空隙の出現を防ぐ。 注: プロトコルの開発、20 ° C で 90 分のポット ・ ライフと樹脂が採用されました。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>2. スパイク アンカーの設計
注: 設計法は、ファンのアンカーのここで説明されてが、同じようなプロシージャは異なる定着装置の続くことができます。このメソッドはアンカー容量、付着強度、補強メンバーの全体的な強さにアンカーの貢献の評価で構成されます。
<ol><li>
アンカーの能力を評価します。これは主にアンカーが引張を受けるがかどうかまたはせん断力によって決まります。ダボ角度 180 ° (せん断アプリケーション) より小さい釘角度の最も一般的な場合、ベンド領域の応力集中によるコネクタの有効性が制限されます。曲げ強度を制御するには、次のインストール方法を記載しております。
	<ol>
<li>その引張強さの一部分としてアンカー能力を表現します。アンカーの設計容量は以下の最小値になります: コンクリートのコーン状強度、付着強度 (コンクリート10で、あと施工アンカーの計算)、曲げ強度、引張強度、安全係数。アンカー () のデザイン能力でこの結果します。ビリャヌエバ Llauradóらで14、スパイク アンカーのすべての期待できる故障モードの式を説明します。</li>
		<li>コンクリートのコーン状破壊を防ぐためにキムとスミスの15の 1 つのような式でコンクリートのコーン状耐力を評価します。コンクリートのコーン状強度が非常に浅いアンカーのみ、埋込み長さが 75 mm 以上のアンカーのため無視できる一般に。</li>
		<li>アンカー アンカーの付着強度を計算します。これは、コードと設計のガイドラインからあと施工アンカーの一般式を実行できます。これらの式によると接着強さによって異なります次: コンクリート、ドリル穴の埋込み長さ15,16径の引張強度。エポキシ樹脂を使用する場合に、8 から 15 MPa に至るまでコンクリート-樹脂界面の平均せん断耐力の値を採用します。</li>
		<li>曲げによる強度の削減量を推定します。これは主に、曲げの内側半径、土木8、内部 FRP の広く採用されているによって提供される式に基づいて異なります。ただし、孤立したアンカーに相補的なテストは特定の幾何学的な構成でコネクタの実際として建てられた強度を評価するためにお勧めします。せん断試験とアンカー インストール手順この論文で提案する、このテストを実行する必要があります。</li>
		<li>コネクタのばりと繊維の引張強度の繊維の一部とアンカーの引張強度を計算します。繊維ロープの製造業者は通常 (1.5 1.25) から十分な低減係数の設計のために採用される可能性が含浸のコネクタの引張強度を指定します。手作りアンカーのファイバー束、ASTM 規格17のようにフラット クーポン テストを実施しなければなりません。</li>
	</ol>
</li>
	<li>国際コードや参照18,19で提供されるような解析モデルから任意の式アンカー補強材の付着強度を計算します。また、接着、アンカーの標本を単一引用符または二重のせん断試験を実施できます。接着強さ (Pd, db) の設計値は、以後の計算で使用する必要があります。</li>
	<li>強化に加えて、アンカーの容量、1 つのアンカーと補強のための付着強度の結果として全体的な強度を推定します。この仮説が可能、既存のデータによるとアンカーのファンは完全にコヒーレント結合しアンボンド アンカー試験片20のパフォーマンスを比較する著者による調査結果では、FRP の幅をカバーするとき 21。次の式により 1 つのスパイク アンカーで固定された frp 設計基準強度を計算します。 
	   Pd Pdb、d + Panc、d (1) =</li>
	<li>複数のアンカー、アンカー効率とアンカーの配置の関数としての貢献を決定 (プライと行の番号の間隔を固定)。複数のアンカーによる効率化を評価するために必要な配置をテスト アンカー ジョイント (Pd) 設計基準強度を次のように表現してください。 
	  Pd Pdb, d = + y' • n Panc、d (2) 係数を取得y'プロジェクトの各特定の配置のテストから参照20,23のように、スパイク アンカーの数を与えられました。テストする別の方法として、効率を考慮y'これらの同じ出版物20,23試験から報告のアプローチで提案します。</li>
</ol>

<ol>
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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FRP-to-concrete+joint+assemblages+anchored+with+multiple+FRP+anchors.">FRP-to-concrete joint assemblages anchored with multiple FRP anchors.</a> Compos Struct. 94 (2), 403-414 (2012).</li></ol>

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インストールおよび FRP スパイク アンカーの設計手順プロトコルが表示されます。筆者の知る限り、スパイク アンカーの詳しいプロトコルが開発されてこなかったアンカー容量に及ぼすインストール パラメーターとプロセスについて。
提案平滑化ドリル ビットは応力集中を減らすことによって、スパイク アンカーのパフォーマンスに有益であるし、孤立したアンカー?...

FRP は、外部のパフォーマンスを強化する有望な方法結合遅延したり剥離障害1,2をも防ぐことを与え、既存の構造に適用される Frp の申し出を固定します。ただし、デザイナーのための主要な関心事は、せん断曲げの領域における応力集中のためのアンカーの時期尚早の障害を伴います。施工品質とクリアランス穴の準備など時期尚早の障害を誘発するこの応力集中を制限する重要です。
本稿は応力集中の影響を軽減し、ドリル穴の準備をし、アンカーのインストールの適切な品質管理を提供することを目的とする工法。この方法は、4 つの部分: 穴あけと曲げの地域の含浸を含むアンカー自体のインストール内の応力分布の不規則性を避けるためにカスタマイズされたドリルで穴のエッジをスムージング、穴をクリーニングアンカー ダボと挿入、および補強アンカーの付着。
そのスパイク以前に発行された研究3,4,5,6、7から考えられる曲げ領域とアンカー (自由端間一定の角度で操作することであると埋め込み領域) は時期尚早の障害を誘発する傾向がある応力集中を受けます。これは、元のメンバーの幾何学のため常に回避できません。多くの場合、90 ° ダボ角度は採用されて広くダボ内角が 135 度の応力集中の減少を許可するスパイク アンカーの性能向上につながると、それは一般的に合意が。ダボ内角が 90 度の使用のための主な理由は簡単に実行、任意の方向に制御される、彼らは内部の援軍を満たすために可能性を減らすことです。
図 1は、最も一般的なダボ角度と典型的なスパイク アンカーを示しています。ダボ内角が 90 度でインストールされているスパイク アンカーは、応力集中の適切な制御が指定されて場合それにもかかわらず、比較的良好なパフォーマンスを表示できます。一般に応力集中を制限するきんく性8,9繊維で主要な役割を果たすに発見されて内側の曲げ半径と曲げ半径、大規模な内側でアンカーの設計が含まれます。この意味で、著者・ オートンらなど3は、4 回アンカー径の曲げ半径を使用することをお勧めします。非現実的なこの勧告により曲げ半径、小さなアンカー径に対してもとして曲げ半径を大きく含まれます指定された穴の深さの実際の埋込み長さを減少しています。
著者らは、大きな曲げ半径を推薦、実際曲げの内側半径、幾何学的な観点から手で平滑化が行われるときの制御の難しさに関連するいると考えています。カスタマイズされたドリル ビット設計されていますその結果インストールの簡単な品質管理ができ、曲げ半径が設計で考慮されることを保証します。
2 つのプロセスは、紙でと見なされます。(アンカー、特に無料の端をあおる前に)、コネクタのインストール手順をする最初の 1 つ、2 番目が含まれますデザイン用スパイク アンカーと検証の手法が必要です。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:957px;" width="957">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Concrete</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">The concrete for support has a dosage made by the authors, and a strength class no lower than C40</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">SikaWrap anchor C</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">This material has been used for the FRP spike anchors. SikaWrap Anchor C is a unidirectional, carbon fiber rope, sheathed in an elastic gauze. The gauze can be cut onsite to create a fan end that anchors CFRP fabrics and plates used in the structural strengthening of masonry and concrete.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Sikadur 330</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Impregnating resin, apt for manual saturation methods. The product was used for impregnating the anchor dowel before insertion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sikadur 30</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Thixotropic, two part epoxy resin applied by spatula and therefore suitable for virtually any application, including overhead</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Drill bit</td>
			<td style="width:96px;">Betazul</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Drill bit employed to smooth the holes that was designed by the authors and developed by Betazul SA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Hammer drill</td>
			<td style="width:96px;">Hilti</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Tool for the execution of anchor holes on masonry and concrete, for different drilling ranges</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Wire brush</td>
			<td style="width:96px;">Hilti</td>
			<td style="width:119px;">Hit series</td>
			<td style="width:527px;">For the proper brushing of drilled holes of varying diameters and embedment depths</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Blow-out pump</td>
			<td style="width:96px;">Hilti</td>
			<td style="width:119px;">Hit series</td>
			<td>Manual blow-out pump&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SikaWrap-230 C</td>
			<td style="width:96px;">SIKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Unidirectional woven carbon fiber fabric for dry application process</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Aluminium Bubble Roller</td>
			<td style="width:96px;">Fibre glast</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">For laminations where increased pressure is necessary to release air bubbles. They are straight across the width of the head and provide excellent air relief for nearly all applications.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brush</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For impregnation of FRP bundle and sheet</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">600 kN testing machine</td>
			<td style="width:96px;">Proeti</td>
			<td style="width:119px;">DI-CP/S</td>
			<td style="width:527px;">This is used for the shear test of anchors, in order to evaluate the efficacy of the proposed insertion method</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Cable ties</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">Cable ties are needed to fasten the end of the anchor dowel in order to prevent fanning out of the fibers during insertion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Measuring tape</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">The measuring tape is necessary to control the embedment length as well as the diameter of the drill bit and hole clearance</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel wire</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Required to assist insertion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Rigid (steel) bar</td>
			<td style="width:96px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:527px;">A rigid bar of any material (in this case, it was made with a steel bar) is needed to control the embedment length</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

installation method to enhance quality control for fiber reinforced polymer spike anchors

繊維強化ポリマー (FRP) アンカーは、遅延またはも剥離の失敗を防ぐことができます、既存の構造に適用される外部結合の Frp の性能を強化する有望な方法です。しかし、デザイナーが直面している主要な関心事は、応力集中によるアンカーの時期尚早の障害です。悪い施工品質およびクリアランス穴の準備は、この時期尚早の障害を誘発する応力集中で起因できます。本稿は応力集中の影響を軽減し、ドリル穴の準備の適切な品質管理を提供することを目的とする工法。この方法は、3 つの部分: 穴あけと穴の洗浄、アンカー ダボと、その挿入の含浸を含むアンカー自体のインストールとカスタマイズされたドリル ビット穴のエッジのスムージングします。アンカー ファン (スパイクの自由長)、外部補強に結合しています。最後アンカレッジおよび多数の層と援軍の場合、アンカー ファンが応力伝達機構を支援するために 2 つの層の間に挿入されることをお勧めします。
これらの手法は、豊富なデータベースに基づくスパイク アンカーの設計アプローチで補完されます。設計はすなわちステップ数を従うことを提案した: アンカー径とコネクタ (すなわち、自由端をあおる前にアンカー) の後の引張強度の選択による引張強度の低減効果の評価曲げ、すべり破壊を防ぐために十分な根入れの規定および数の考慮、与えられた補強用アンカーの間隔。この意味で、FRP 補強の全体的な強度にスパイク アンカーの貢献のための一般式を得るために更なる研究が必要であるが注意する必要があります。

分離コネクタ平滑化手法の有効性を評価するための試験を行った。また、含浸の 2 つの方法とコネクタの挿入を比較しました。提示プロトコルのように、挿入の直前にアンカーを含浸湿式法に関与。硬化 (または事前含浸) メソッドは、アンカーの埋め込み領域の含浸は、事前に挿入する前に、少なくとも 24 時間から成っていた。
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Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

本稿では外部結合繊維強化プラスチックの層間剥離を遅らせるためスパイク アンカーのインストールの品質を制御する手法を提案します。プロトコルには、ドリル穴の挿入処理の準備が含まれています。アンカーの効率に最も影響力のあるパラメーターを説明します。

繊維の品質管理を強化するインストール方法強化ポリマー スパイク アンカー

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

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7.0K ビュー.  Technical University of Madrid. 本稿では外部結合繊維強化プラスチックの層間剥離を遅らせるためスパイク アンカーのインストールの品質を制御する手法を提案します。プロトコルには、ドリル穴の挿入処理の準備が含まれています。アンカーの効率に最も影響力のあるパラメーターを説明します。

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Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

ファイバー描画法を用いたメタマテリアルの作製

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

工学

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents and hence higher efficiencies. Photon up-conversion by way of triplet-triplet annihilation (TTA-UC) is an attractive technique for using these otherwise wasted low energy photons to produce photocurrent, while not interfering with the photoanodic performance in a deleterious manner. Further to this, TTA-UC has a number of features, distinct from other reported photon up-conversion technologies, which renders it particularly suitable for coupling with DSC technology. In this work, a proven high performance TTA-UC system, comprising a palladium porphyrin sensitizer and rubrene emitter, is combined with a high performance DSC (utilizing the organic dye D149) in an integrated device. The device shows an enhanced response to sub-bandgap light over the absorption range of the TTA-UC sub-unit resulting in the highest figure of merit for up-conversion assisted DSC performance to date.

An integrated device, incorporating a dye-sensitized solar cell and triplet-triplet annihilation up-conversion unit was produced, affording enhanced light harvesting, from a wider section of the solar spectrum. Under modest irradiation levels a significantly enhanced response to low energy photons was demonstrated, yielding a record figure of merit for dye-sensitized solar cells.

サブバンドギャップ光に色素増感型太陽電池の応答を増強する三重項 - 三重消滅アップコンバージョンシステムの統合

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low friction at the interface. Nevertheless, these systems can be sensitive to wear due to interdigitation of the opposing brushes. In a recent publication, we have shown via molecular dynamics simulations and atomic force microscopy experiments, that using an immiscible polymer brush system terminating the substrate and the slider surfaces, respectively, can eliminate such interdigitation. As a consequence, wear in the contacts is reduced. Moreover, the friction force is two orders of magnitude lower compared to traditional miscible polymer brush systems. This newly proposed system therefore holds great potential for application in industry. Here, the methodology to construct an immiscible polymer brush system of two different brushes each solvated by their own preferred solvent is presented. The procedure how to graft poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) from a flat surface and poly(methyl methacrylate) (PMMA) from an atomic force microscopy (AFM) colloidal probe is described. PNIPAM is solvated in water and PMMA in acetophenone. Via friction force AFM measurements, it is shown that the friction for this system is indeed reduced by two orders of magnitude compared to the miscible system of PMMA on PMMA solvated in acetophenone.

The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

ポリマーブラシに反対非混和性の調製と摩擦力顕微鏡の測定、

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

同時Hygrothermo-機械的刺激下でのポリマーおよび繊維強化ポリマー複合材料の耐久性研究のための試験プラットホーム

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting material. However, fullerene derivatives are air-sensitive; therefore, air-stable material is needed as an alternative. In the present study, we propose and describe the properties of Ti-alkoxide as an alternative electron-accepting material to fullerene derivatives to create highly air-stable BHJ solar cells. It is well-known that controlling the morphology in the photoactive layer, which is constructed with fullerene derivatives as the electron acceptor, is important for obtaining a high overall efficiency through the solvent method. The conventional solvent method is useful for high-solubility materials, such as fullerene derivatives. However, for Ti-alkoxides, the conventional solvent method is insufficient, because they only dissolve in specific solvents. Here, we demonstrate a new approach to morphology control that uses the molecular bulkiness of Ti-alkoxides without the conventional solvent method. That is, this method is one approach to obtain highly efficient, air-stable, organic-inorganic bulk-heterojunction solar cells.

Morphology Control for Fully Printable Organic&amp;#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

A method for fully printable, fullerene-free, highly air-stable, bulk-heterojunction solar cells based on Ti alkoxides as the electron acceptor and the electron-donating polymer fabrication is described here. Moreover, a method for controlling the morphology of the photoactive layer through the molecular bulkiness of the Ti-alkoxide units is reported.

チタンアルコキシドおよび半導体ポリマーに基づいて、完全に印刷可能な有機 - 無機バルクヘテロ接合太陽電池用形態制御

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

光共振器およびレーザ応用のためのポリマーマイクロスフェアの作製

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures

The aging of reinforced concrete infrastructure in developed countries imposes an urgent need for methods to reliably assess the condition of these structures. Corrosion of the embedded reinforcing steel is the most frequent cause for degradation. While it is well known that the ability of a structure to withstand corrosion depends strongly on factors such as the materials used or the age, it is common practice to rely on threshold values stipulated in standards or textbooks. These threshold values for corrosion initiation (Ccrit) are independent of the actual properties of a certain structure, which clearly limits the accuracy of condition assessments and service life predictions. The practice of using tabulated values can be traced to the lack of reliable methods to determine Ccrit on-site and in the laboratory.
Here, an experimental protocol to determine Ccrit for individual engineering structures or structural members is presented. A number of reinforced concrete samples are taken from structures and laboratory corrosion testing is performed. The main advantage of this method is that it ensures real conditions concerning parameters that are well known to greatly influence Ccrit, such as the steel-concrete interface, which cannot be representatively mimicked in laboratory-produced samples. At the same time, the accelerated corrosion test in the laboratory permits the reliable determination of Ccrit prior to corrosion initiation on the tested structure; this is a major advantage over all common condition assessment methods that only permit estimating the conditions for corrosion after initiation, i.e., when the structure is already damaged.
The protocol yields the statistical distribution of Ccrit for the tested structure. This serves as a basis for probabilistic prediction models for the remaining time to corrosion, which is needed for maintenance planning. This method can potentially be used in material testing of civil infrastructures, similar to established methods used for mechanical testing.

We propose a method to measure a parameter that is highly relevant for corrosion assessments or predictions of reinforced concrete structures, with the main advantage of permitting testing of samples from engineering structures. This ensures real conditions at the steel-concrete interface, which are crucial to avoid artifacts of laboratory-made samples.

鉄筋コンクリート構造物から採取された検体で腐食の塩化しきい値値を決定する実験的プロトコル

The aging of reinforced concrete infrastructure in developed countries imposes an urgent need for methods to reliably assess the condition of these ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the Earth&#39;s magnetic field, for manufacturing a cementitious composite reinforced with aligned steel fibers. Aligned steel fiber reinforced cementitious composites (ASFRC) were prepared by applying a uniform electromagnetic field to fresh mortar containing short steel fibers, whereby the short steel fibers were driven to rotate in alignment with the magnetic field. The degree of alignment of steel fibers in hardened ASFRC was assessed both by counting steel fibers in fractured cross-sections and by X-ray computed tomography analysis. The results from the two methods show that the steel fibers in ASFRC were highly aligned while the steel fibers in non-magnetically treated composites were randomly distributed. The aligned steel fibers had a much higher reinforcing efficiency, and the composites, therefore, exhibited significantly enhanced flexural strength and toughness. The ASFRC is thus superior to SFRC in that it can withstand greater tensile stress and more effectively resist cracking.

This protocol describes an approach for manufacturing aligned steel fiber reinforced cementitious composite by applying a uniform electromagnetic field. Aligned steel fiber reinforced cementitious composite exhibits superior mechanical properties to ordinary fiber reinforced concrete.

一直線に並べられた鋼繊維の準備強化セメント系複合材料とその曲げ挙動

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

静電容量性圧力センシングのためのマイクロ流体チャネルベースの軟電極

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most electrodes are either restricted by the patterning resolution or the capability of inkjet printing with high-viscosity super-elastic materials. In this paper, we present a simple strategy to fabricate microchannel-based stretchable composite electrodes, which can be achieved by scraping elastic conductive polymer composites (ECPCs) into lithographically embossed microfluidic channels. The ECPCs were prepared by a volatile solvent evaporation method, which achieves a uniform dispersion of carbon nanotubes (CNTs) in a polydimethylsiloxane (PDMS) matrix. Compared to conventional fabrication methods, the proposed technique can facilitate the rapid fabrication of well-defined stretchable electrodes with high-viscosity slurry. Since the electrodes in this work were made up of all-elastomeric materials, strong interlinks can be formed between the ECPCs-based electrodes and the PDMS-based substrate at the interfaces of the microchannel walls, which allows the electrodes to exhibit mechanical robustness under high tensile strains. In addition, the mechanical-electric response of the electrodes was also systematically studied. Finally, a soft pressure sensor was developed by combining a dielectric silicone foam and an interdigitated electrodes (IDE) layer, and this demonstrated great potential for pressure sensors in soft robotic tactile sensing applications.

著者スポットライト:マイクロ流体チャネルベースの軟電極とその静電容量性圧力センシングへの応用  

Flexible electrodes have a wide range of applications in soft robotics and wearable electronics. The present protocol demonstrates a new strategy to fabricate highly stretchable electrodes with high resolution via lithographically defined microfluidic channels, which paves the way for future high-performance soft pressure sensors.

マイクロ流体チャネルベースのソフト電極とその静電容量式圧力センシングへの応用

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most ...

繊維の品質管理を強化するインストール方法強化ポリマー スパイク アンカー

繊維の品質管理を強化するインストール方法強化ポリマースパイクアンカー