우리는 디자인을위한 전단 셀 씨 세드릭 개그 논 가공 및 제도에 대한 델라웨어 대학의 석사 머시 알 랜스을 인정합니다. 이 원고는 NIST, 미국 상무부에서 협력 협정 70NANB7H6178에 따라 제조 하였다. 이 작품은 계약 번호 DMR-0944772 아래에있는 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에 의해 부분적으로 지원 시설을 이용했다. 문, 연구 결과, 결론 및 권고는 저자 (들)의 것이며, 반드시 NIST 또는 미국 상무부의 전망을 반영하지 않습니다.

그림 2는 샘플 환경 무대에서 브레드 보드에 장착 SANS 실험에 대한 중성자 빔 정렬 된베이스 플레이트에 부착 조립 전단 셀을 보여줍니다. 스테퍼 모터, 기어 박스 및 벨트 구동은 전단 셀 및 중성자 빔의 방향은도 2에 표시되어, 모터 스테이지 슬릿. 이 의정서는 실행, 전단 세포 (섹션 1) 조립 샘플 환경 단계 (제 2 장)에 전단 셀을 장착, SANS 실험 (섹션 3)의 형상을 교정, 샘플 (4 절)를로드하기위한 지침을 제공합니다 실험 데이터 수집 (5 장)과 실험 (섹션 6) 끝. 참고로, 그림 3은 판을 다시 전면 판에서 뻗어 분해 전단 전지 부품, 왼쪽에서 오른쪽으로, 조립에 필요한 도구 (1 / 16과 3 / 16에서 보여줍니다 조립 셀과 그림 4의 개략도이다 앨런 wrenches와 오픈 엔드 렌치 3 / 8). 그림 4의 왼쪽에서 오른쪽으로, 스프링 부싱, O-링, 석영 창, O-링 중앙 판, 샘플 액세스 포트 및 주사기의 연결, 설정 나사, 굴대,과에 대한 부분을 베어링, 전면 판입니다 빠른 백 플레이트 (석영 창, O-링, 스프링 부싱, 베어링), 백 플레이트, 네 개의 소켓 헤드 캡 나사 및 장착 퀵 커넥터 호스를 냉각 연결합니다. 1. 전단 셀 (그림 2의 오른쪽에 삽입 된)을 조립 <ol><li> 어셈블리의 중간 판을 준비합니다. <ol><li> 샘플 및 설정 나사 경로를 포함하는 중앙 판을 청소하고 점수를 표시하여 판의 상단을 확인합니다. </li><li> 3 개 세트 - 나사를 사용하여 샘​​플 로딩 경로를 밀봉. 나사 씰 테이프의 각 설정 나사를 감싸고 각각 &quot;바닥&quot; &quot;쪽&quot;의 구멍에 (2)와 한 세트의 나사 각 홀에 나사를 삽입하는 육각 렌치의 1 / 16을 사용합니다. </li><l난&gt; 중간 판의 양쪽에있는 홈에 흰색 라운드 O-링 (ID에 2-14, 바이 톤 표준 AS568 크기 035) 놓습니다. </li></ol></li><li> 어셈블리의 앞면과 뒷면 플레이트 (그림 5)를 준비합니다. <ol><li> 눌러 전면 및 후면 판의 각각에 베어링을 장착한다. </li><li> 전면 및 후면 판에 샘플을 향해 열려있는 스프링면 (씰) 스프링 부싱을 삽입합니다. </li><li> 전면 및 후면 판의 각 홈에 부나-N 스퀘어 이중 씰 O-링 (ID의 2-1/4) 작은 (ID의 1-5/8) 및 대형 놓습니다. </li><li> 각 판의 광장 O-링 위에 석영 창을 배치합니다. </li></ol></li><li> 함께 전면과 중간 플레이트를 조립합니다. <ol><li> 평평한 표면에 전면 판을 놓고, 중간 및 전면 판의 상단에 점수를 정렬하고 전면 판의 중간 판을 놓습니다. 필요한 경우, t의 둥근 O-링에 적절한 소량의 그리스를 적용한조립시 장소에 저장할 그는 중간 판. </li></ol></li><li> 함께 굴대와 백 플레이트를 조립합니다. <ol><li> 백 플레이트에 맨드릴 샤프트의 짧은 끝을 삽입합니다. 사용 균등하게 힘을 적용 맨드릴 자리에 &quot;클릭&quot;합니다. 맨드릴 이제 뒷면에 장소에 석영 창 평방 O-링을 잡고 있다는 사실을. </li></ol></li><li> 함께 전면 판, 중간 접시, 굴대와 백 플레이트를 조립합니다. <ol><li> 중간 플레이트를 향 제​​기 플랫폼의 전면과 중간 플레이트 어셈블리를 놓습니다. 이 제기 플랫폼은 굴대 축에 대한 공간이 테이블을 타격하지 않고 어셈블리 아래로 확장 할 수 있도록하는 것입니다. </li><li> 백 플레이트 어셈블리의 점수 전면 판 어셈블리의 상단에 점수를 맞 춥니 다. </li><li> 전면 판 조립품에 굴대 샤프트의 긴 부분을 삽입합니다. 중간 접시에 둥근 O-링이 제대로 조립하는 동안 앉아 있어야 확인하십시오. 셀 W병 슬라이드 함께 다시 제대로 조립시 &quot;클릭&quot;. </li><li> 네 개의 소켓 헤드 캡 나사와 육각 렌치의 3 / 16을 사용하여 함께 어셈블​​리를 고정합니다. 크로스 패턴으로 나사를 조여 그래서 셀은 동심을 유지합니다. </li></ol></li><li> 두 개의 액세스 포트 주위에 나사 씰 테이프를 감고 중간 판의 상부에 그 나사. 오픈 엔드 렌치 3 / 8로 조입니다. </li><li> 전면 판의 전면에 가공 수신 슬롯에 카드뮴 마스크 (그림 6)를 배치합니다. 필요한 경우 장소에서 마스크를 개최 테이프 나 압정을 적용합니다. </li><li> 전면 및 후면 판의 상단 포트 사이의 상호 연결하는 냉각수 호스 퀵 커넥터를 사용합니다. </li></ol> 2. 빔라인에 전단 셀을 장착 <ol><li> 안전 방패 SANS 검출기 창을 커버. </li><li> 중성자 빔을 시료 환경 무대를 정렬 할 책임이 시설 악기 과학자를 부탁드립니다. </lI&gt; <li> 네 × 20 ​​소켓 헤드 앨런 볼트의 ¼와 육각 렌치의 3 / 16을 사용하여 샘​​플 환경 단계로 브레드 보드를 장착합니다. </li><li> 베이스 플레이트에있는 세포 장착 브래킷에 전단 셀 어셈블리를 연결합니다 (이미 브레드 보드 (그림 7)에 첨부). <ol><li> 베이스 플레이트에 부착 된 세포 장착 브래킷 및 샤프트 커플러 (그림 8)를 확인합니다. 샤프트 커플러에 대한 설정 나사가 느슨하게되어 있는지 확인하십시오. </li><li> 샤프트 커플러 커플러의 설정 나사가 심봉 샤프트의 평평한 부분에 나사 것 같은 굴대 축에 맞 춥니 다. </li><li> 어셈블리는 굴대 축이나 축 커플러를 구부러지지 않도록 중요하기 ​​때문에 그림 8에 표시된 것과.이 단계를주의하여 수행해야 보이도록 수평 세포 장착 브래킷에 전단 셀을 밀어 넣습니다. </li><li> 두 개의 소켓 머리 세포 장착 브래킷에 전단 셀 어셈블리를 연결합니다3 / 16 앨런 렌치를 사용하여 캡 나사. 전단 셀은 셀 장착 브래킷에 닿을 때 확인하고 안전하게 항상 조입니다. </li><li> 드라이브 어셈블리에 전단 세포 심봉 샤프트를 연결하는 육각 렌치의 1 / 16을 사용하여 샤프트 커넥터의 두 가지 설정 나사를 조입니다. </li></ol></li><li> 중성자 빔 전단 세포의 형상을 맞 춥니 다. <ol><li> 맨드릴 축의 높이가 중성자 빔과 동일하도록 SANS 샘플 환경 스테이지를 조정하는 레이저를 사용한다. 중성자 빔라인 경로의 중심에 전단 셀 갭의 중심을 맞 춥니 다. </li></ol></li><li> 브레드 보드 (그림 8)에 장착 된 슬릿 모터 스테이지 어셈블리에 해당하는 카드뮴 슬릿을 삽입합니다. 필요에 압정으로 틈새를 고정합니다. 주 : 슬릿이 전면 판과 같은 높이 약 전단 셀의 갭 내에 위치해야한다. 원하는 실험 따라 슬릿을 선택합니다. 갭 resoluti에 대한실험 0.1 mm, 0.2 mm에 곡선 슬릿이 가능합니다. 0.8 mm 직사각형의 슬릿이 좋습니다 공간 해상도를 필요로하지 않는 측정 반면. </li><li> 벨트 편향 약 ¼ 존재하도록 구동 벨트의 장력을 조정하기 위하여 크랭크를 사용하여 모터의 위치를​​ 이동. 제대로 인장하면 64분의 7 앨런 렌치를 사용하여 휠 아래에있는 설정 나사를 조여 모터의 위치를​​ 잠급니다. 주 : 선택적 기어 감속기가 모터 조립체에 첨가 될 수있다. 이 옵션은 특정 실험에 필요한 필수 전단 속도에 따라 필요할 수 있습니다. </li><li> 빠른 커넥터를 사용하여 전단 셀에 두 개의 냉각 목욕 호스를 연결합니다. </li><li> 모든 관찰 카메라 나 실험 관찰에 특정 기타 보조 장비를 조정합니다. </li><li> SANS 검출기 창을 보호하는 안전 실드를 분리합니다. </li></ol> 3. SANS 설정 및 교정 <ol><li> &amp;에 0.5를 부착# 160; 입사 중성자 빔의 주둥이의 끝 부분에 구멍. </li><li> 실험 조건에 최적화 된 표준 SANS 프로토콜과 다음 원하는 SANS 검출기 위치 (Q-범위), 중성자의 파장과 파장의 확산을 설정합니다. 주 : 샘플 - 투 - 검출기 거리에 대한 계산은 &quot;후버 테이블&quot;에있는 샘플 환경의 단계를 기반으로합니다. </li><li> 전단 셀의 간격과 슬릿의 위치를​​ 맞 춥니 다. <ol><li> 전단 셀의 간격과 슬릿의 위치를 정렬하는 슬릿 모터 단계 (그림 8)를 사용합니다. 중성자 빔과는 전단 셀 어셈블리의 갭 내의 석영 창을 통해 통과하면 레이저를 검출하는 미러를 에뮬레이트하는 레이저를 사용한다. </li><li> 미세 조정 SANS 전송 측정을 사용하여 슬릿의 위치. 체계적 0.1 mm 모터 슬릿 변환 단계를 이용하여 전단 셀 갭의 외벽 전단 셀 갭의 내벽으로부터 슬릿 모터 위치를 변화한다.SANS를 사용하여 전송 (일반적으로 2 초)을 관찰하고 각각의 전송 측정을위한 슬릿 모터 위치 (그림 9)를 기록한다. 주 : 공간 분해능이 요구되는 경우, SANS 실험에 필요한 모터의 위치를​​ 식별한다. 공간 해상도가 필요하지 않은 경우 전단 셀 간격의 중간에있는 슬릿을 정렬 한 모터 위치를 식별합니다. 전단 셀의 간격과 슬릿을 정렬하면 좋은 실험을 완료하기 위해 매우 중요합니다. 그것은 SANS 전송 측정을 사용하여 슬릿의 위치를​​ 정렬하기 위해 물을 사용하는 것도 가능 (권장)이다. 물을 사용하여 전송을 감소시키고 전단 세포 하우징 (그림 9)와 대조를 제공합니다. 주 : 샘플 로딩 프로토콜 (섹션 4)에 따라 세포에 물을 넣습니다. 물을 사용하는 것은 일반적으로 전단 셀,베이스 플레이트에서 제거 분해, 건조, 재 조립 전에 SA를로드에베이스 플레이트에 다시 마운트해야합니다실험 엠플. 한베이스 플레이트가 샘플 환경 단계에서 제거되지 않는 한이 문제가 안되지만 갭 슬릿 정렬을 확인하는 것이 중요하다. </li></ol></li><li> 샘플의 형상을 보정 <ol><li> 표준화 된 SANS의 절차에 따라 차단 된 빔 어두운 수와 빈 셀 측정을 수행합니다. 섹션 3.3에서 수행 슬릿 보정에 의해 결정된 빈 셀 측정은 각각의 공간 위치에서 수행되어야합니다. </li></ol></li></ol> 4. 샘플 로딩 프로토콜 <ol><li> SANS 검출기 창에서 안전 방패를 놓습니다. </li><li> 시료 셀의 상단에있는 강철 파이프에 두 개의 주사기 커넥터 (나일론)와 나사 주사기기구 (파란색과 노란색)을 설치합니다. 콕 마개가 닫힌 위치에 있는지 확인합니다. </li><li> 주사기 (최소 샘플 볼륨 6 ml의 경우) 스레드 10 ㎖의 시료를 미리로드. 샘플 버블이 있는지 확인합니다. <ol><li> 가볍게 원심 분리 또는 주사기를로드하는 동안 시료의 점도를 감소시키기 위해 샘플을 가열하거나하여 거품을 제거한다. 샘플이 가열 될 경우, 강력한 전단 셀의 온도는 또한 샘플을 로딩 돕기 위해 증가하는 것이 좋다. </li></ol></li><li> (그림 8)를 초과하는 샘플을받을 수있는 전단 세포의 중간에있는 커넥터의 플런저없이 빈 주사기를 놓습니다. </li><li> 다른 커넥터의 샘플 주사기 (그림 8)를 배치합니다. </li><li> 모두 스톱 코크를 엽니 다. </li><li> 샘플 빈 주사기 체결 시작할 때까지 서서히 시료를 주입. </li><li> 전단 세포의 틈새에서 공기 방울을 제거합니다. <ol><li> 모터를 해제하고 벨트가 수동으로 이동 될 수 있도록 모터 제어를 끄십시오. </li><li> 전단 세포의 정상에 거품을 이동하는 데 도움이 손으로 시료를 전단, 이에 추가로 시료 주입은 일반적으로 콘센트에 거품을 밀어 버린다와 전단 셀 간격 중. </li></ol></li><li> 셀에 시료를 고정 스톱 코크를 닫습니다. </li><li> 필요한 실험 온도에 수조의 온도를 변경하고, 적절한 샘플의 전단 히스토리를 미리 조정. </li><li> 기포 확인 (과 실험의 과정 동안 정기적으로 이렇게). 기포가 관찰되는 경우,, 스톱 코크를 열고 전단 영역의 상단에 거품을 이동 회전을 사용하고, 세포의 전단 영역 밖으로 거품을 밀어 추가 샘플을 주입. </li><li> 빔 영역에서 안전 방패와 관계없는 도구 및 공급 장치를 제거합니다. </li></ol> 5. 전단 실험 실행 및 SANS 데이터 수집 <ol><li> 간단한 꾸준한 전단 실험 : <ol><li> 모터 제어 소프트웨어 (모터 제어 소프트웨어 동작에 관련된 설명서 참조)과 연관된 정상 전단 제어 파일에 전단 율을 설정한다. </li><li> 전단 방향을 확인실험 동안 샘플. </li><li> 표준화 된 SANS의 절차에 따라 원하는 SANS 실험을 설정합니다. </li><li> 전단 셀 모터를 시작합니다. </li><li> SANS 실험을 시작합니다. 검출기 수를 확인하고 SANS 결과가 제대로 깎는 동안 기록되고 보장하기 위해 SANS 2D 패턴을 관찰합니다. 대표적인 결과에 대한 절에서 설명 계면 활성제 용액에 대해 관찰 전형적인 패턴의 예는도 10에 도시된다. </li><li> 원하는 각 전단 속도에 대한 절차 (5.1 절)을 반복합니다. </li></ol></li><li> 시간 분해 진동 전단 실험 : <ol><li> 진동 전단 실험에 대한 트리거 위치를 확인합니다. 진동형 전단, 이것은 최대 변형률과 최소 (제로) 변형 속도의 점에있다. </li><li> 모터 제어 소프트웨어와 연관된 시간 분해 제어 파일에 발진 주파수 및 진폭 변형률 설정 (모터 관제사위한 관련 문서를 참조L 소프트웨어 동작). 변형 진폭이 0을 중심으로 적용 변형의 크기에 따라 정의 및 유동 학적으로 정의 된 변형 진폭 유의하십시오. </li><li> 진동 전단 실험에 대한 전단 셀 모터를 시작합니다. </li><li> SANS 실험을 시작합니다. 감지기의 수를 확인하고 SANS을 보장하는 차원 패턴이 제대로 진동 전단 동안 기록되고 관찰합니다. </li><li> NISTO 샬롯과 NCNR에서 제공하는 소프트웨어를 사용하여 데이터를 사전 처리 타임 스탬프 중성자 검출기의 로그 파일을 복사합니다. </li><li> 이고르의 감소 소프트웨어 패키지에서 설정 한 사전 처리 데이터를 줄일 수 있습니다. </li><li> 각, 원하는 발진 주파수 및 진폭 변형 상태 절차 (5.2 절)을​​ 반복합니다. </li></ol></li></ol> 6. 실험 종료 <ol><li> 중성자 빔과 모터 제어를 끄십시오. </li><li> SANS 검출기 창에서 안전 방패를 놓습니다. </li><li> 샘플 및 장치 스탠에게하자5 분 동안 폐쇄 빔 D. 베이스 플레이트에서 전단 세포를 제거하기 전에 표준 방사선 검사를 수행합니다. </li><li> 샘플 포트에 스톱 코크를 열고 철회하거나 샘플 주사기를 사용하여 샘​​플을 밀어. 샘플을 복구 콕 마개를 닫고, 주사기를 제거합니다. </li><li> 온도 목욕을 끕니다. 전단 세포 빠른 연결 포트에서 유체 목욕 냉각 호​​스를 풀다. </li><li> 1 / 16 앨런 렌치를 사용하여 굴대와 구동축 사이의 축 커플러의 앨런 나사를 풉니 다. 셀 장착 브래킷에 전단 셀을 부착 두 개의 소켓 헤드 캡 나사를 풀어하기 위해 3 / 16 앨런 렌치를 사용합니다. 셀 장착 브래킷에서 전단 셀을 밀어 넣습니다. </li><li> 어셈블리 프로토콜 (프로토콜의 섹션 1) 반대로하여 전단 세포를 분해. </li><li> 비눗물을 사용하여 전단 세포를 청소합니다. 세척하고 완전히 건조. </li></ol>

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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+rheology+of+wormlike+micelles+Phys.">Nonlinear rheology of wormlike micelles Phys.</a> Rev. Lett. 71, 939-942 (1993).</li><li>Lopez-Barron, C., Gurnon, A. K., Porcar, L., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Evolution+of+a+Model,+Shear-Bading+Wormlike+Micellar+Soution+during+Shear+Start+Up+and+Cessation.">Structural Evolution of a Model, Shear-Bading Wormlike Micellar Soution during Shear Start Up and Cessation.</a> Phys. Rev. Lett.. , (2013).</li></ol>

저자가 공개하는 게 없다.

중성자 산란을 통해 전단의 속도 - 속도 구배면에서 복잡한 유체 전단의 미세 구조를 측정 할 수있는 새로운 기기 개발 및 검증됩니다. 전단 셀 디자인은 X-레이 및 광 산란뿐만 아니라 전단 (속도 - 소용돌이와 속도 그라데이션 소용돌이)의 두 개의 다른 평면의 미세 조직을 특성화 할 수 RHEO-SANS 계기로 방사선 소스를 사용하여 다른 악기를 보완 8 10. 이 기기 등의 진동 또는 시동 전단 흐름...

자연 현상의 과학적 이해를 개발하는 것은 정확하고 정밀한 측정이 필요합니다. 계측은. 유변학은 물질의 변형과 유동의 과학도 새로운 프로세스와 재료의 성공적인 엔지니어링 및 설계의 기초입니다. 유변학은 다양한 재료를 처리하는 우리의 능력에 중심이며, 또한 특정 재료의 특성을 대상으로 제품의 성분 배합에 의해 사용된다. 후자는 페인트, 샴푸, 및 식품과 같은 일상적인 가전 제품의 개발을 포함하고있는 반면 이전의 전형적인 예는, 성형 중합체 또는 복합체 형성을 포함한다. 그렇게 그것이 소비자에게 정확한 일관성을 가지고 효율적으로 사출 성형 또는 샴푸의 점탄성이 변경 될 수 있도록 용융 중합체의 점도가 제어되는 것을, 유변학 적 특성은 소재 (1)의 제형을 변화시킴으로써 제어된다. 재료 및 제품의 레올 로지는 또한 T에 따라 달라집니다그는 유체 상태의 구조와이 구조에서 마이크로 나노 범위이다. 또한,이 구조는 그러한 흐름 중에 구조를 측정하는 rheologists 도전 흐름의 유속과 시간 등 공정 변수로 변경한다. 그것은이 문서에서 설명하는 새로운 계측에 의해 부분적으로 충족이 문제입니다. 전단 흐름에 따라 부드러운 소재의 미세 구조를 프로빙 할 수있는 새로운 기술은 부드러운 소재의 제품 엔지니어링 및 가공 조건의 최적화를 혜택을 누릴 수 있습니다. 다양한 산업 분야 및 기초 과학에 부드러운 소재의 응용 프로그램에 대한 많은 흥미와 오랜 과제는 콜로이드 현탁액의 전단 두껍게하는 등의 비정상적인 흐름 동작을 포함 2, 전단 및 벌레 같은 미셀 3 와도 밴딩, 그리고 고유의 이질성 콜로이드 젤 4-6의 흐름. Rheologists 끊임없이 microstru을 명료하게 도전을유변학 적 반응에 때로는 점탄성 물질을 전단의 속도 필드의 비선형 ctural 기원. 이 과제는 experimentalists 대해 강력 태스크를 입증 유동장의 공간 위치 및 시간에 종속 동작 모두의 함수로서 미세 구조물의 동시 수집을 필요로한다. 중성자 산란 (SANS)은 빛에 대한 불투명 한 물질을 조사 할 수 있습니다 같은 복잡한 유체의 구조를 측정하기에 특히 적합하다. 또한 선택적 중수소 7 산란 X-선에서 유사한 표시 될 요소 사이의 대조를 제공하기 위해 사용될 수있다. 생물학적 또는 다른 부드러운 물질의 샘플에는 방사선 손상이 없기 때문에 또한, 중성자는 X-광선을 통해 장점이 있습니다. 여기에 도시 된 실험에서, 반응기 또는 파쇄 소스에 의해 생성 된 냉 중성자는 시준되며 샘플에 조명. 산란 강도 이순신길이의 물질의 구조에 대한 필드들 정보 (및 매우 작은 각도 중성자가 수십 미크론까지 산란) 수백 나노 미터 원자 대미지 만 푸리에의 형태로 실 공간 구조의 변형. 따라서, 데이터의 해석은 도전 및 역변환 포함하거나 미세 모델이나 시뮬레이션에 비교 될 수있다. SANS 계측, 실험 및 대비 일치에 대한 더 많은 중성자 과학, www.cns.che.udel.edu 센터​​의 웹 사이트에 게시 된 튜토리얼에서 찾을 수 있습니다. 여기에 우리가 흐름에 따라 자료를 검토하는 SANS 방법을 확장 할 수 있도록 설계 전단 셀을 설명합니다. 일반적인 방법과 장비뿐만 아니라, 최근의 응용 프로그램의 실질적인 문헌 검토의 최근의 개요 참조 8 거기에 인용 된 참고 문헌에서 찾을 수 있습니다. 와 전단 흐름에서 유체 구조를 조사하기 편리하고 거의 이상적인 환경SANS는 동심 실린더 9로 알려진 좁은 간격 쿠 에트 형상이다. 입사 중성자 빔에 대한 방해되지 않는 충분한 양을 유지하면서이 구조는 샘플 간단한 (즉 층) 전단 흐름을 적용한다. 흐름의 응용 프로그램은 마이크로의 대칭성을 파괴, 간단한 전단 흐름에 따라 재료의 미세 같은 완전한 특성 전단의 세 가지면에서 미세 측정을 필요로. 전단의 두 평면은 표준 쿠 에트 형상 구성 (그림 1A)를 사용하여 조사 할 수있다 : 중성자 빔은 속도 구배 방향을 따라 여행하고 속도 - 소용돌이 (1 ~ 3) 전단의면 ( &quot;반경&quot;구성)을 조사하도록 구성되어 ; 대안 적으로, 빔은 이에 속도 구배-와도 (2-3)면 ( &quot;접선&quot;구성) 프로빙,​​ 유동 방향에 대해 얇은 슬릿과 평행하게 배향 의해 시준된다. 이 악기는 사용 가능한 C이다ommercially 최근 전단 10에서 복잡한 유체를 조사하기위한 설명되어 있습니다. 상기 리뷰가 재료 및 응용 프로그램 (8)의 넓은 범위에 걸쳐 구조 속성 결정을위한 관련 장치의 사용과 그 설명합니다. 이러한 진동 전단 흐름에 대한 같은 시간 분해 실험은,도 11, 12을보고되었습니다. 종종 흐름의 가장 흥미롭고 가장 중요한 비행기는 속도 - 속도 기울기 (1-2) 평면 (그림 1b)하지만 그것은 특별한 수단을 필요로 조사하는 것이 가장 어렵다. 사용자 지정 전단 셀은 중성자 빔 전단 13-16의 소용돌이 축에 평행하게 이동하도록 SANS에 의한 속도 - 속도 구배 (1-2)면의 직접 조사를 할 수 있도록 설계되었습니다. 그들은 elucid 때문에 흐름의 1-2 평면에서 측정 전단 점도에 대한 정량적 인 이해를 확보에 중요한유동 방향 (15), (17, 18)에 대하여 구조의 배향을 먹었다. 이는 중합체, 자기 조립 계면 활성제, 콜로이드 및 기타 복합 체액과 같은 물질을 위해 중요하다. 또, 전단 유동의 기울기 방향의 간극에 걸쳐 위치의 함수로서 재료 &#39;미세 구조를 조사 할 수있다. 공간 해상도의 추가로, 상기 방법은 전단의 경사 방향을 따라 미세 변화를 나타낸다 재료를 연구하기위한 수단을 제공한다. 예하는 흐름의 구배 방향을 따라 미세 구조 및 구성의 변화를 조사하는 전단 밴딩입니다. 전단 띠는 불균일 유동장 (13) 결과 미세 구조와 흐름 방향 사이의 결합에 의해 발생하는 현상이다. 네브라스카의 NIST 센터에 구현 된이 문서에서는, 우리는 악기의 조립 및 흐름 SANS 측정 기술을 설명게이 더스 버스, 메릴랜드에있는 국립 표준 기술 연구소 (NIST)에서 utron 연구 (NCNR). 이 샘플 환경은 델라웨어 대학, NIST 및 문화원 라우 - 랑주뱅 (ILL) 사이의 협력의 결과이며, 성공적으로 ILL과 NIST에서 모두 구현되었습니다. NIST에서 구현 된 프로토콜의 SANS 특정 부분을 걱정이 문서의 목적을 위해 기술이 설명된다. 그러나, 그 기기의 특정 세부 사항을 수정하는 것은 간단해야하며, 전반적인 기술은 지속적인 흐름 (5.1 절)에 대한 모든 SANS 기기에서 구현 될 수있다. 또한, 시간이 해결 SANS 기능을 갖춘 장비는 진동 전단 흐름 SANS 실험 (5.2 절)을​​ 수행 할 수 있습니다. 전단 세포 구성 요소의 기술 도면은 그림 12-23로 제공됩니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="785">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Deuterated Water (99.9%)</td>
			<td>Cambridge Isotopes</td>
			<td>7789-20-0</td>
			<td>83.3 wt % in formulation 
			D2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CTAB- Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>57-09-0&#160;</td>
			<td>16.7 wt % in formulation 
			CH3(CH2)15N(Br)(CH3)3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/16&#34; Allen wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/16&#34; Allen wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#34; open end wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>thread seal tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="font-size: 13px; line-height: 1.6em;">syringes (2)</td>
			<td style="font-size: 13px; line-height: 1.6em;"></td>
			<td style="font-size: 13px; line-height: 1.6em;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring material microstructure under flow using 1-2 plane flow-small angle neutron scattering

간단한 전단 흐름에서 복잡한 유체의 미세 구조를 연구에 최적화 된 새로운 소각 중성자 산란 (SANS) 샘플 환경이 제공됩니다. SANS 전단 전지 유동장의 소용돌이 방향은 중성자 빔 전단의 1-2면 (속도 - 속도 구배로부터 산란 활성화와 정렬되도록 밀봉 수평축에 대해 회전 동심 실린더 쿠 에트 형상 이루어져 각각). 전단의 1-2면 내의 벌크 유동학과 미세 특징 간의 강한 결합이 있기 때문에 이러한 접근 방법은 이전의 전단 세포 샘플 환경 이상의 사전이다. 이러한 전단으로 줄무늬 흐름의 불안정성, 또한 공간적으로 해결 측정하여 공부하실 수 있습니다. 이것은 속도 구배 방향을 따라 중성자 빔 스캐닝 좁은 개구를 사용하여이 샘플의 환경에서 수행된다. 이러한 흐름 창업과 큰 진폭의 진동으로 시간이 해결 실험, 그녀AR 흐름 전단 운동과 산란 중성자의 시간 분해 검출 동기화도 가능하다. 여기에 설명 된 방법을 사용하여 대표 결과 전단 밴딩 만 속도 구배 방향을 따라 구조를 해결하여 조사 할 수 현상을 나타내는 벌레 같은 미셀 용액의 미세 구조를 측정하는 공간적 해상도의 유용한 성질을 보여준다. 마지막으로, 현재 디자인에 대한 잠재적 인 개선 전단 운동의 다양한 복잡한 유체의 넓은 범위에 미래 실험에 대한 동기 부여로 보충 실험을위한 제안과 함께 설명되어 있습니다.

성공적인 흐름 SANS 실험의 대표적인 결과가도 9, 10 및 11에 나타내었다. 이러한 예는 벌레 같은 미셀 용액 (WLM) 전단의 특정 조건에서 전단 띠를 전시하는 것으로 알려져있다 (표 1)에 한 조사에서이다. 과학적인 연구 결과에 대한 자세한 설명은 참고 문헌 15 ~ 17에서 찾을 수 있습니다. 그림 10은 전단 셀을 사용하여 전?...

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Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

전단 셀은 전단 속도 - 속도 구배 평면에서 소각 중성자 산란 측정을 위해 개발되고 복잡한 유체를 특성화하기 위해 사용된다. 속도 구배 방향으로 공간 분해 측정 전단 밴딩 물질을 연구 할 수 있습니다. 응용 프로그램은 콜로이드 분산의 조사, 폴리머 솔루션, 자기 조립 구조를 포함한다.

1-2 평면 흐름 - 작은 각 중성자 산란을 이용하여 재료 미세 조직에서 유량을 측정

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

measuring-material-microstructure-under-flow-using-1-2-plane-flow

Research

JoVE Journal

Engineering

14.2K 조회수.  University of Delaware.  전단 셀은 전단 속도 - 속도 구배 평면에서 소각 중성자 산란 측정을 위해 개발되고 복잡한 유체를 특성화하기 위해 사용된다. 속도 구배 방향으로 공간 분해 측정 전단 밴딩 물질을 연구 할 수 있습니다. 응용 프로그램은 콜로이드 분산의 조사, 폴리머 솔루션, 자기 조립 구조를 포함한다. 

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Measuring Spatially- and Directionally-varying Light Scattering from Biological Material

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the milli-scale structure of barbs and barbules largely determines the directional pattern of reflected light; and through the macro-scale spatial structure of overlapping, curved feathers, these directional effects create the visual texture. Milli-scale and macro-scale effects determine where on the organism's body, and from what viewpoints and under what illumination, the iridescent colors are seen. Thus, the highly directional flash of brilliant color from the iridescent throat of a hummingbird is inadequately explained by its nano-scale structure alone and questions remain. From a given observation point, which milli-scale elements of the feather are oriented to reflect strongly? Do some species produce broader "windows" for observation of iridescence than others? These and similar questions may be asked about any organisms that have evolved a particular surface appearance for signaling, camouflage, or other reasons.
In order to study the directional patterns of light scattering from feathers, and their relationship to the bird's milli-scale morphology, we developed a protocol for measuring light scattered from biological materials using many high-resolution photographs taken with varying illumination and viewing directions. Since we measure scattered light as a function of direction, we can observe the characteristic features in the directional distribution of light scattered from that particular feather, and because barbs and barbules are resolved in our images, we can clearly attribute the directional features to these different milli-scale structures. Keeping the specimen intact preserves the gross-scale scattering behavior seen in nature. The method described here presents a generalized protocol for analyzing spatially- and directionally-varying light scattering from complex biological materials at multiple structural scales.

We present a non-destructive method for sampling spatial variation in the direction of light scattered from structurally complex materials. By keeping the material intact, we preserve gross-scale scattering behavior, while concurrently capturing fine-scale directional contributions with high-resolution imaging. Results are visualized in software at biologically-relevant positions and scales.

생물 재료의 공간적 및 방향성에 따라 변화 광산란 측정

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the ...

연구

공학

Atom Probe Tomography Studies on the Cu(In,Ga)Se2 Grain Boundaries

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the nanoscale and in three dimensions. Indeed, APT possesses high sensitivity (in the order of ppm) and high spatial resolution (sub nm).
Considerable efforts were done here to prepare an APT tip which contains the desired grain boundary with a known structure. Indeed, site-specific sample preparation using combined focused-ion-beam, electron backscatter diffraction, and transmission electron microscopy is presented in this work. This method allows selected grain boundaries with a known structure and location in Cu(In,Ga)Se2 thin-films to be studied by atom probe tomography.
Finally, we discuss the advantages and drawbacks of using the atom probe tomography technique to study the grain boundaries in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells.

Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

In this work, we describe the use of the atom-probe tomography technique for studying the grain boundaries of the absorber layer in a CIGS solar cell. A novel approach to prepare the atom probe tips containing the desired grain boundary with a known structure is also presented here.

구리의 원자 조사 단층 촬영 연구 (, 조지아) 괜찮다<sub&gt; 2</sub&gt; 곡물 경계

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped crystallites. Neutrons are passed through two well defined regions of magnetic field; one before and one after the sample. The two magnetic field regions have opposite polarity and are tuned such that neutrons travelling through both regions, without being perturbed, will undergo the same number of precessions in opposing directions. In this case the neutron precession in the second arm is said to &#34;echo&#34; the first, and the original polarization of the beam is preserved. If the neutron interacts with a sample and scatters elastically the path through the second arm is not the same as the first and the original polarization is not recovered. Depolarization of the neutron beam is a highly sensitive probe at very small angles (&#60;50&#160;&#956;rad) but still allows a high intensity, divergent beam to be used. The decrease in polarization of the beam reflected from the sample as compared to that from the reference sample can be directly related to structure within the sample.
In comparison to scattering observed in neutron reflection measurements the SERGIS signals are often weak and are unlikely to be observed if the in-plane structures within the sample under investigation are dilute, disordered, small in size and polydisperse or the neutron scattering contrast is low. Therefore, good results will most likely be obtained using the SERGIS technique if the sample being measured consist of thin films on a flat substrate and contain scattering features that contains a high density of moderately sized features (30 nm to 5 &#181;m) which scatter neutrons strongly or the features are arranged on a lattice. An advantage of the SERGIS technique is that it can probe structures in the plane of the sample.

Progress has been made in utilizing spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) as a neutron scattering technique to probe the length-scales in irregular samples. Crystallites of [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester have been probed using the SERGIS technique and the results confirmed by optical and atomic force microscopy.

중성자 스핀 에코 사용 하 여 방목 발생률 을 해결 하는 유기 태양 전지 물질을 조사 하기 위해

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric vehicles.1,2 However, many challenges, such as energy density and battery lifetimes, need to be overcome before this particular battery technology can be widely implemented in such applications.3 This research is challenging, and we outline a method to address these challenges using in situ NPD to probe the crystal structure of electrodes undergoing electrochemical cycling (charge/discharge) in a battery. NPD data help determine the underlying structural mechanism responsible for a range of electrode properties, and this information can direct the development of better electrodes and batteries.
We briefly review six types of battery designs custom-made for NPD experiments and detail the method to construct the &#8216;roll-over&#8217; cell that we have successfully used on the high-intensity NPD instrument, WOMBAT, at the Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO). The design considerations and materials used for cell construction are discussed in conjunction with aspects of the actual in situ NPD experiment and initial directions are presented on how to analyze such complex in situ data.

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

We describe the design and construction of an electrochemical cell for the examination of electrode materials using in situ neutron powder diffraction (NPD). We briefly comment on alternate in situ NPD cell designs and discuss methods for the analysis of the corresponding in situ NPD data produced using this cell.

제자리 중성자 분말 회절에서 사용자 정의 - 만든 리튬 이온 배터리를 사용하여

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the degradation of device performance. In order to evaluate such degradations using computer simulations, full matrix material properties at elevated temperatures are needed as inputs. It is extremely difficult to measure such data for ferroelectric materials due to their strong anisotropic nature and property variation among samples of different geometries. Because the degree of depolarization is boundary condition dependent, data obtained by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) impedance resonance technique, which requires several samples with drastically different geometries, usually lack self-consistency. The resonant ultrasound spectroscopy (RUS) technique allows the full set material constants to be measured using only one sample, which can eliminate errors caused by sample to sample variation. A detailed RUS procedure is demonstrated here using a lead zirconate titanate (PZT-4) piezoceramic sample. In the example, the complete set of material constants was measured from room temperature to 120 &#176;C. Measured free dielectric constants <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/53461/image001.jpg" /> and&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/53461/image002.jpg" /> were compared with calculated ones based on the measured full set data, and piezoelectric constants d15 and d33 were also calculated using different formulas. Excellent agreement was found in the entire range of temperatures, which confirmed the self-consistency of the data set obtained by the RUS.

This protocol describes the procedure of measuring the temperature dependence of the full set material constants of piezoelectric materials using resonant ultrasound spectroscopy (RUS).

풀 세트 재질 상수의 특성 및 공명 초음파​​ 분광법을 사용하여 압전 재료에 대한 그들의 온도 의존성

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor compression based cooling process. Nickel-Titanium (Ni-Ti) based alloy systems, especially, show large elastocaloric effects. Furthermore, exhibit large latent heats which is a necessary material property for the development of an efficient solid-state based cooling process. A scientific test rig has been designed to investigate these processes and the elastocaloric effects in SMAs. The realized test rig enables independent control of an SMA&#39;s mechanical loading and unloading cycles, as well as conductive heat transfer between SMA cooling elements and a heat source/sink. The test rig is equipped with a comprehensive monitoring system capable of synchronized measurements of mechanical and thermal parameters. In addition to determining the process-dependent mechanical work, the system also enables measurement of thermal caloric aspects of the elastocaloric cooling effect through use of a high-performance infrared camera. This combination is of particular interest, because it allows illustrations of localization and rate effects &#8212; both important for efficient heat transfer from the medium to be cooled.
The work presented describes an experimental method to identify elastocaloric material properties in different materials and sample geometries. Furthermore, the test rig is used to investigate different cooling process variations. The introduced analysis methods enable a differentiated consideration of material, process and related boundary condition influences on the process efficiency. The comparison of the experimental data with the simulation results (of a thermomechanically coupled finite element model) allows for better understanding of the underlying physics of the elastocaloric effect. In addition, the experimental results, as well as the findings based on the simulation results, are used to improve the material properties.

Experimental methods for investigation of solid state cooling processes and characterization of elastocaloric material properties of Shape Memory Alloys (SMA) are presented. A custom-built test rig has been designed for controlling and comprehensive monitoring of elastocaloric cooling processes. Furthermore, it provides a validation platform for thermomechanically coupled modeling approaches.

형상 기억의 조사를 기반으로 Elastocaloric 냉각 프로세스 및 모델 검증을위한 실험 방법

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

Dielectric RheoSANS &#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and microstructural properties of complex fluids is presented. The instrument consists of a Couette geometry contained within a modified forced convection oven mounted on a commercial rheometer. This instrument is available for use on the small angle neutron scattering (SANS) beamlines at the National Institute of Standards and Technology (NIST) Center for Neutron Research (NCNR). The Couette geometry is machined to be transparent to neutrons and provides for measurement of the electrical properties and microstructural properties of a sample confined between titanium cylinders while the sample undergoes arbitrary deformation. Synchronization of these measurements is enabled through the use of a customizable program that monitors and controls the execution of predetermined experimental protocols. Described here is a protocol to perform a flow sweep experiment where the shear rate is logarithmically stepped from a maximum value to a minimum value holding at each step for a specified period of time while frequency dependent dielectric measurements are made. Representative results are shown from a sample consisting of a gel composed of carbon black aggregates dispersed in propylene carbonate. As the gel undergoes steady shear, the carbon black network is mechanically deformed, which causes an initial decrease in conductivity associated with the breaking of bonds comprising the carbon black network. However, at higher shear rates, the conductivity recovers associated with the onset of shear thickening. Overall, these results demonstrate the utility of the simultaneous measurement of the rheo-electro-microstructural properties of these suspensions using the dielectric RheoSANS geometry.

Dielectric RheoSANS &amp;#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Here, we present a procedure for the measurement of simultaneous impedance, rheology and neutron scattering from soft matter materials under shear flow.

유전체 RheoSANS - 임피던스, 레올 로지 및 복잡한 유체의 작은 각도 중성자 산란의 동시 심문

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

SLPS (Scanning Profiling Profiler) 기반 방법론으로 안구 내 렌즈의 전방 및 후방 산란을 정량적으로 평가

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as aqueous solutions and biomaterials, with fast acquisition times. Here, we discuss the assembly and operation of a Brillouin spectrometer that uses stimulated Brillouin scattering (SBS) to measure stimulated Brillouin gain (SBG) spectra of water and lipid emulsion-based tissue-like samples in transmission mode with &lt;10 MHz spectral-resolution and &lt;35 MHz Brillouin-shift measurement precision at &lt;100 ms. The spectrometer consists of two nearly counter-propagating continuous-wave (CW) narrow-linewidth lasers at 780 nm whose frequency detuning is scanned through the material Brillouin shift. By using an ultra-narrowband hot rubidium-85 vapor notch filter and a phase-sensitive detector, the signal-to-noise-ratio of the SBG signal is significantly enhanced compared to that obtained with existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables measurement of SBG spectra with up to 100-fold faster acquisition times, thereby facilitating high spectral-resolution and high-precision Brillouin analysis of soft materials at high speed.

We describe the construction of a rapid continuous-wave-stimulated-Brillouin-scattering (CW-SBS) spectrometer. The spectrometer employs single-frequency diode-lasers and an atomic vapor notch-filter to acquire transmission spectra of turbid/non-turbid samples with high spectral-resolution at speeds up to 100-fold faster than those of existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables high-speed Brillouin material analysis.

소재 분석에 대 한 고속 연속파 자극된 브 릴 루 앵 산란 분 광 계

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Measurement of Dynamic Force Acted on Water Strider Leg Jumping Upward by the PVDF Film Sensor

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, with its peak locomotion speed reaching 150 cm/s. First of all, we observed the microstructure and hierarchy of water strider legs using the scanning electron microscope. On the basis of the observed morphology of the legs, a theoretical model of the detachment from water surface was established, which explained water striders' capability to slide on water surface effortlessly in terms of energy reduction. Secondly, a dynamic force measurement system was devised using the PVDF film sensor with excellent sensitivity, which could detect the whole interaction process. Subsequently, a single leg in contact with water was pulled upward at different speeds, and the adhesion force was measured at the same time. The results of the departing experiment suggested a deep understanding of the fast jumping of water striders.

The protocol here is dedicated to investigating the free and quick maneuvering of water strider on water surface. The protocol includes observing the microstructure of legs and measuring the adhesion force when departing from water surface at different speeds.

물 트라이 다리 PVDF 필름 센서에 의해 위쪽으로 점프에 행동 하는 동적 힘의 측정

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, ...