Atenção: Consulte todas as folhas de dados de segurança pertinentes. Os produtos químicos utilizados para os testes são tóxicos e cancerígenos. Use equipamento de proteção individual (óculos de segurança, luvas, jaleco, calças compridas e sapatos fechados). 1. Instalação para testes <ol><li> Preparação de amostras <ol><li> Corte as tiras de tecido ao longo da direcção perpendicular às fibras (a fim de testar em torcida na direcção da fibra). NOTA: Os comprimentos das tiras são calculadas de modo a obter uma proporção em volume de fibra definido. Para os tecidos de carbono, para se obter V f = 40%, o comprimento das tiras era de 150 mm. Para o linho não tratado e tratado, para conseguir o mesmo Vf, o comprimento era de 365 mm. A largura de cada tira será igual à altura do suporte de amostra, que é de 20 mm (Figura 1). </li><li> Rolar as tiras firmemente a permitir a sua inserção no suporte de amostra cilíndrica de R &lt;/ Em&gt; = 6 mm. </li><li> Adicionar um filtro de papel fino entre o suporte de amostra e os reforços da amostra (a fim de suprimir o efeito de suporte da amostra no wicking). A espessura máxima do filtro de papel deverá ser de 0,1 milímetros. </li><li> Inserir a amostra para dentro do cilindro e do parafuso do tampão perfurados na parte inferior do êmbolo e no topo, a fim de assegurar a compactação. </li><li> Prender o suporte de amostra com o tecido para o tensiómetro. </li></ol></li><li> Preparação de líquidos <ol><li> Encha um recipiente com o teste de líquido e colocá-lo no receptáculo específico do tensiômetro. Use vasos feitos de vidro de borosilicato e com um diâmetro de 70 mm. </li><li> Para o primeiro teste (passo 2.1), utilizar n-hexano. Para o segundo teste (passo 2.3), use água. Assegurar que o líquido no recipiente atinge uma altura de pelo menos 12 mm. </li></ol></li><li> parâmetros experimentais <ol><li> Defina o limiar de detecção de superfície para 8 mg ea translaçãoção da velocidade do navio líquido a 0,5 mm / s para a detecção do líquido. </li></ol></li></ol> 2. Testes Wicking NOTA: Após a preparação de amostras e a configuração dos parâmetros de tensiômetros, os testes wicking pode começar. O recipiente de líquido move-se até que o líquido está em contacto com o suporte da amostra. Em seguida, o líquido sobe para o suporte de amostras, e o tensiómetro mede o ganho de massa de líquido ao quadrado ao longo do tempo. Os dados são gravados pelo software fornecido com o tensiômetro. Uma curva de massa contra o tempo é então visualizada para cada teste de drenagem. <ol><li> Teste inicial para determinar o fator geométrico: <ol><li> Usar um líquido totalmente-humedecimento (para o qual o ângulo de contacto é de 0 °), tal como o n-hexano. </li><li> Pare o teste de drenagem quando a curva alcança um valor visualizado constante. Isto indica que o líquido tenha alcançado o topo do suporte de amostras e, portanto, que a que a absorção é completa. </li><li&gt; Ajustar a tendência linear da curva de absorção da (m 2 (t)) com a equação Washburn: <img alt="equação 3" src="/files/ftp_upload/55059/image003.jpg" /> (3) Uma vez que o ângulo de contacto de avanço é suposto 0 ° C com n-hexano, a partir do declive de ajuste linear, determinar a constante geométrica, C (5 mm). NOTA: Todos os testes foram realizados em condições padrão a 20 ° C. Uma mudança na temperatura irá modificar a tensão superficial do líquido e os resultados. </li></ol></li><li> Limpeza de suporte de amostra para os seguintes testes NOTA: Depois de remover o tecido molhado, o titular da amostra tem de ser feita perfeitamente para evitar erros nas medições seguintes. <ol><li> Imergir o suporte de amostra num recipiente com ácido sulfocrômica (50% de uma solução saturada de dicromato de potássio e 50% de ácido sulfúrico concentrado) durante 30 seg. </li><li> Lavar com água destilada eem seguida, seque-o. </li></ol></li><li> Segundo teste para a determinação do ângulo de contacto de avanço aparente <ol><li> Usar o líquido para o qual o ângulo de contacto de avanço tem de ser medido com uma amostra nova, idênticos, e seco de tecido. NOTA: Utilizou-se água, a fim de validar o método. </li><li> Pare o teste de drenagem quando a curva alcança um valor visualizado constante. Isto indica que o líquido tenha alcançado o topo do suporte de amostra e que a subida capilar é completa. </li><li> Encaixe a parte linear da curva de capilaridade (m 2 (t)) com a equação Washburn (Equação 3), uma vez que a constante, C, já é conhecido, devido ao primeiro teste (passo 2.1), com a inclinação do ajuste linear determinação o ângulo de contacto de avanço, θ um (°). NOTA: Todos os testes foram realizados em condições padrão a 20 ° C. Uma mudança na temperatura irá modificar a tensão superficial do líquido e os resultados. </li></ol></li&gt; <li> Avaliação da contribuição de peso líquido devido ao suporte de amostras NOTA: O tensiómetro, como uma microbalança, mede a massa total de líquido, incluindo tanto o líquido ascendente no tecido e a contribuição do menisco externos no suporte de amostras e a absorção no filtro. Essas contribuições devem ser isolados. <ol><li> Coloque a mesma quantidade de papel de filtro usado no passo 1.1.3 no suporte da amostra e repita os passos 2.1.1-2.1.2. </li><li> Subtrair o valor constante obtido (m 2) a partir dos dados registrados na etapa 2.1.3 e mudar a curva para avaliar a correcta avaliação da constante geométrica, C. </li><li> Encha o suporte de amostra com apenas o papel de filtro e repita os passos 2.3.1-2.3.2. </li><li> Subtrair o valor constante obtido (m 2) a partir dos dados registrados na etapa 2.3.3 e mudar a curva para avaliar a correta avaliação do ângulo de contacto de avanço, q um. </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.

Os passos críticos no protocolo dizem respeito à preparação das amostras. Em primeiro lugar, a laminados de amostragem tem de ser apertada, a fim de fazer a hipótese de uma relação de volume de fibras homogénea. Se houver um gradiente de aperto na amostra, a equação Washburn 5, 6 não pode ser usado para ajustar as curvas wicking. Além disso, as condições de fronteira entre o tecido e o suporte da amostra são difíceis de controlar. Assim, o papel ...

Durante a impregnação de reforços fibrosos em processos de moldagem compósito líquidos (LSM), o fluxo da resina é accionado por um gradiente de pressão. efeitos de capilaridade têm um efeito adicional que pode competir com o gradiente de pressão, dependendo dos parâmetros do processo. A sua influência sobre o processo tem por isso de ser avaliada 1, 2. Isto pode ser feito definindo uma pressão capilar aparente, tampão P, a modificação do gradiente de pressão inicial de 3. Este parâmetro pode ser subsequentemente inserido modelos numéricos, a fim de simular os fluxos durante os processos e para prever com precisão a formação de vazios 4. A impregnação espontânea de um tecido por um líquido (wicking) pode ser descrito pela equação Washburn 5. Originalmente, a equação Washburn descrito a subida capilar de um líquido num tubo. Esta equação was, em seguida, estendida para estruturas porosas, tais como reforços fibrosos, que pode ser aproximada a uma rede de tubo capilar. Considerando-se um suporte de amostras cilíndricas com um raio r, cheio com um meio poroso, a equação Washburn foi modificado sob a forma de ganho de massa quadrado (m² (t)) ao longo do tempo, como se segue 6: <img alt="equação 1" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> (1) em que c é um parâmetro que representa a tortuosidade, R é o raio de poro médio, e ε = 1 V-f é a porosidade (V f sendo a proporção em volume da fibra). Todos os parâmetros nos colchetes referem-se à morfologia e configuração do meio poroso, e eles podem ser consolidados em uma constante, C, referido como o &quot;fator meio poroso geométrica.&quot; Os outros parâmetros de expressar odependência da absorção sobre as interações entre o meio eo líquido (através ρ, η e γ L, que são, respectivamente, a densidade, viscosidade e tensão de superfície do líquido, e por meio θ um, um ângulo de contacto de avanço aparente). Em paralelo, o fluxo através de um meio poroso é geralmente modelada com a conhecida lei de Darcy 7, que refere uma velocidade de fluido equivalente, v D, para a queda de pressão através da permeabilidade do meio, K, e a viscosidade do líquido, η . Esta equação permite também a expressão do ganho de massa sobre uma raiz quadrada do tempo e, portanto, para a consideração da equivalência entre as duas equações. Deste equivalência entre a equação de Washburn e a lei de Darcy, a pressão capilar foi então definida como segue 8: (2) Aqui, o foco principal é descrever o procedimento experimental para medir os fatores geométricos e as aparentes avançando ângulos de contato para tecidos unidirecionais, com o objectivo de determinar a pressão capilar. Este método baseia-se na utilização de um tensiómetro de realizar testes de wicking (Figura 1). Um tensiómetro é uma microbalança com uma resolução de 10 ug, que mede a massa líquida, quer formando um menisco em torno de um sólido ou de um meio fibroso ascendente. Wicking testes foram realizados considerando uma caracterização unidimensional (direcção ao longo das fibras) 8, 9. Quasi-tecidos unidireccionais utilizados para validar o processo (UD) foram tecidos de carbono uni-direccional em um V f = 40%. Uma vez que o método foi validado, linho tecidos foram submetidos a um tratamento térmico tchapéu modifica o comportamento de humedecimento de fibras 6, e os testes foram realizados de capilaridade com diferentes proporções de volume de fibra (de 30% a 40%) para ambos os tecidos de linho não tratados e tratados. Para determinar os parâmetros morfológicos e molhantes, pelo menos dois testes de capilaridade são obrigatórios: o primeiro com um líquido totalmente-humedecimento, tal como n-hexano, para determinar C (Equação 1), e o segundo com o líquido de interesse, para determinar o ângulo de contacto de avanço aparente quando C é conhecida. Na primeira abordagem, a água foi utilizada para avaliar o procedimento. Este método pode ser aplicado para diferentes tecidos e líquidos, permitindo a avaliação da influência da geometria do material de (a morfologia dos tecidos), porosidade (diferentes proporções de volume de fibra), e a viscosidade e a tensão superficial do líquido sobre os fenómenos de impregnação capilar. É óbvio que o procedimento de acordo com a teoria de Washburn (Equação 1) pode ser adoptado, apenas se wicking Curves (m² (t)) registrado pelo tensiômetro tem uma tendência linear. Isto significa que os parâmetros na Equação 1 deve permanecer constante durante todo o processo de capilaridade. Se este não for o caso, como reforços de linho em água, porque as fibras passam por inchaço 10, 11, a equação Washburn deve ser modificado para incluir o efeito de inchaço, a fim de descrever os testes adequadamente 9. Tecidos tratados foram encontrados para ser menos sensíveis à absorção de água 9. Factores geométricos e parâmetros de molhagem pode ser medido a partir de ajustes lineares, permitindo o cálculo da pressão capilar, tampão P.

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

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

Durante a impregnação de um reforço fibroso, em processos de moldagem compósito líquido (LCM), efeitos capilares têm que ser entendida de modo a identificar a sua influência na formação de vazios nas peças de compósitos. Wicking num meio fibroso descrito pela equação Washburn foi considerada equivalente a um fluxo sob o efeito da pressão capilar de acordo com a lei de Darcy. Testes experimentais para a caracterização de que a absorção foram realizadas tanto com reforço de fibra de carbono e de linho. Quasi-tecidos unidireccionais, em seguida, foram testados por meio de um tensiómetro para determinar os parâmetros morfológicos e molhantes ao longo da direcção das fibras. O processo mostrou-se promissor quando a morfologia do tecido mantém-se inalterado durante o que a absorção capilar. No caso de tecidos de carbono, a pressão capilar pode ser calculada. fibras de linho são sensíveis à absorção de umidade e inchar em água. Este fenómeno tem de ser tomada em conta para avaliar os parâmetros de molhagem. EuN fim de fazer fibras menos sensível à absorção de água, a um tratamento térmico foi realizado em reforços de linho. Este tratamento melhora a estabilidade morfológica fibra e previne a inflamação em água. Foi demonstrado que tecidos tratados têm uma tendência linear wicking semelhantes aos encontrados em tecidos de carbono, o que permite a determinação da pressão capilar.

As curvas de ganho de massa durante wicking obtido com um tensiómetro de carbono e tecidos de linho tratados e não tratados são mostrados nas Figuras 2 e 3. Todas as curvas são mostrados após a subtracção dos dois pesos do menisco externos devido ao suporte da amostra e o filtro de papel e são deslocados para zero. É possível observar a partir dos gráficos da Figura 2</stron...

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

Um método experimental para medir parâmetros geométricos ea aparente avanço ângulos de contato descrevendo capilar wicking em sintética unidirecional e tecidos naturais é proposto. Estes parâmetros são obrigatórios para a determinação das pressões capilares que devem ser levados em conta para aplicações de moldagem compósito líquido (LCM).

Wicking testes para unidirecionais Tecidos: Medidas de capilar parâmetros para avaliar a pressão capilar em Processos Líquido Composite Moldagem

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 visualizações.  Mines Saint-Étienne.  Um método experimental para medir parâmetros geométricos ea aparente avanço ângulos de contato descrevendo capilar wicking em sintética unidirecional e tecidos naturais é proposto. Estes parâmetros são obrigatórios para a determinação das pressões capilares que devem ser levados em conta para aplicações de moldagem compósito líquido (LCM). 

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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.

Revelando processos dinâmicos de Materiais em Líquidos Usando líquido celular Microscopia Eletrônica de Transmissão

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

Engenharia

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.

Síntese e microdiffraction a pressões e temperaturas extremas

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

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

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

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

Fabricação e Visualização de Pontes Capilares em Geometria de Poros Cortados

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.

Único plano Iluminação Módulo e Abordagem Micro-capilar por um microscópio Wide-campo

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

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

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

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

Dispositivo micro centrífuga baseada capilar para a Formação tamanho controlável de Monodisperse microgotas

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

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

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

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

Síntese de líquidos iónicos baseados eletrólitos, Assembléia de baterias de iões de lítio, e as medições de desempenho em alta temperatura

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

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

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

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

Estudar processos dinâmicos de Nano porte Objects no líquido utilizando a Transmissão Microscopia Eletrônica de Varredura

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.

Ímã assistida fabricação composta: Uma nova técnica flexível para alcançar a consolidação de alta pressão em vácuo processos de saco/Lay-Up

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

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

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

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

Procedimentos de corte, testes de tração e envelhecimento de laminados unidirecionais flexíveis compósitos

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

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

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

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

Uso de Gerador de Aerossol Capilar em Produção Contínua de Aerossol Controlado para Estudos Não Clínicos

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