JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Konfokal mikroskopi çekici süspansiyonlar için model sistemler olarak incelenmiştir hareketsiz resim ve koloit akıcı polimer karışımları için kullanılır. Görüntü analizi algoritmaları geometrik hapsi nedeniyle değişiklikleri ölçmek kolloidal parçacıkları için yapısal ve dinamik ölçümleri hesaplamak için kullanılır.

Özet

Çekici parçacıklar arası etkileşimleri ile sınırlı koloid süspansiyonlarının davranışı yönlendirilmiş düzeneğinin 1-3, İlaç Verilmesi 4 için malzeme rasyonel tasarımı, gelişmiş bir hidrokarbon geri kazanım 5-7, ve enerji depolama 8 akabilir elektrotlar için çok önemlidir. Floresan kolloidler olmayan adsorbe polimerler içeren süspansiyonlar yelpazesi ve parçalar arası çekim gücü, sırasıyla kontrol polimer parçacık yarıçapı ve konsantrasyona dönme polimer yarıçapının oranı olarak, model sistemler hitap etmektedir. Polimer özellikleri ve kolloidlerin hacmi fraksiyonu ayarlayarak, kolloid sıvıları, kümelerin sıvılar, jeller, kristaller, ve camlar 9 elde edilebilir. Konfokal mikroskopi, floresan mikroskobu bir varyantı, bir optik olarak transparan ve floresan örnek yansıması sağlar: yüksek uzaysal ve üç boyutlu zamansal çözünürlüğe sahip. Bu teknikte, küçük bir iğne deliği veya mikroskop optik sistemin odak hacmi dışında numunenin bölgelerinden blokları yayılan floresan ışığı yarık. Bunun bir sonucu olarak, odak düzlemi içinde numunenin sadece ince bir kesit görüntüsü alınır. Bu teknik, özellikle de tek parçacık ölçeğinde yoğun koloidal süspansiyonlar içinde yapısını ve dinamiğini araştırmak için uygundur: parçacıklar görünür ışık kullanılarak çözülmesi için yeterince büyük olan ve ticari konfokal sistemlerinin 10 tipik bir tarama hızlarında çekilecek kadar yavaş nüfuz . Tarama hızları ve analiz algoritmaları gelişmeler de akan süspansiyonlar 11-16,37 kantitatif konfokal görüntüleme sağlamıştır. Bu yazıda, sınırlı faz davranışı ve kolloid-polimer karışımlarının akış özelliklerini araştırmak için konfokal mikroskopi deneyler göstermektedir. Biz ilk argo hazırlamakyoğunluk ve refraktif indeksi olan oid-polimer karışımları eşleşti. Sonra, ince kama şeklindeki hücrelerde değişen hapsi altında hareketsiz yoğun kolloid-polimer karışımlarının görüntüleme için standart bir protokol rapor. Son olarak, mikro kanal akışı sırasında koloit-polimer karışımlarının görüntüleme için bir protokolü göstermektedir.

Giriş

Bu çalışma, hareketsiz ve akan sınırlı koloit-polimer iki karışımları ve üç boyutta ve (b) partikül izleme ve korelasyon faz davranışı ve akış özellikleri hakkında niceliksel bilgi elde etmek için elde edilen görüntüleri analiz: (a) konfokal görüntüleme gösterir.

Çekici interparticle etkileşimleri ile kolloidal süspansiyonlar yönettiği montaj 1-3, ilaç salınımı 4, geliştirilmiş hidrokarbon kurtarma 5-7, ve enerji depolama 8 için malzeme gibi teknolojik uygulamalarda ubiquitously görünür. Bu uygulamaların ortak bir özelliği, parçacıklar, püskürtme, baskı kafaları, mikro ya da gözenekli ortam maddesi olarak ince geometriler, aktıktan gerekir, ve / veya ince filmler ya da çubuklar halinde şekillendirilebilir olmasıdır. Elektron mikroskobu 17,18, x-ışını mikroskopi 19 ve lazer difraksiyon m dahil olmak üzere sınırlı geometride, in mikron boyutlu kolloid yapısını incelemek için kullanılan teknikler20 icroscopy, böylece mikro üzerinde parçacıkların yapısı ve dinamikleri ölçmek için kullanılabilir. Bu teknikler, ancak, yapısal ve dinamik ölçümlerini sayısal simülasyonları 21,22 doğrudan karşılaştırma için hesaplanan edilebileceği tek tek parçacıkların yörüngeleri erişime izin vermez.

Konfokal mikroskopi bir floresan numunenin ince bir bölme görüntülemeyi sağlayan floresan mikroskobu bir çeşididir. Koloidal bilim 10 için, bu teknik, derin yoğun süspansiyon içinde ya da üç boyutlu olarak görüntülenmesi için yararlıdır. Partikül izleme algoritmaları 23 görünür tüm parçacıkların yörüngelerini verim iki-veya konfokal mikrograflarından üç-boyutlu zaman serisi uygulanmıştır. Bunun bir sonucu olarak, konfokal mikroskopi ve partikül izleme kombine sipariş kristaller 24-27 ve bozukluk da dahil olmak üzere, evre davranışı, yapı, ve koloidal süspansiyonlar dinamiklerini incelemek için uygulanmışed 28-31 ve jelleri 32-35 gözlük.

Diğer görüntü analizi algoritmaları konfokal mikrograflarından zamanı dizi parçacık dinamiklerini ölçmek için uygulanabilir. Örneğin, dağılır parçacık dinamiği konfokal diferansiyel dinamik mikroskopi 36 kullanılarak zamanla şiddeti dalgalanmaları analiz ederek ele alınabilir. Parçacık değiştirmeler-arası mesafeden daha geniş olduğunda, Parçacık Hızı 38-40 göre görüntü korelasyonu 37 parçacıkların hız profillerinin ölçülmesi için tatbik edilebilir. Izleme ve korelasyon algoritmalarının kombinasyonu kolloidal dinamikleri yavaş ve hızlı akışını 11-16,41-45 geçiren sistemlerinde ölçülebilir sağladı.

Bu çekici bir koloidal süspansiyonlar 9 için model olarak koloit-polimer karışımlarının kullanılması. Bu karışımlarda, çekici-arası potansiyelinin aralığı ve gücü oranı ile kontrol edilirparçacık çapı ve polimer ve elektrostatik itme konsantrasyonuna dönme polimer yarıçapının bir tek değerli organik bir tuzu 46 ilavesi ile kontrol edilir. Arası etkileşimin dikkatli bir şekilde ayarlanabilir olduğundan, bu karışımların katılaştırılması yaygın konfokal mikroskopi 34,47-51 ile incelenmiştir.

Burada koloit hacim fraksiyonu Φ de sabit tutulduğu, hareketsiz ve koloit akıcı polimer karışımlarının konfokal görüntü ve görüntü analizi 37 göstermek = 0.15, bu prob faz davranışı ve bu karışımların akış özelliklerine lohusalık etkisi. Bu teknikler refraktif olan parçacık halinde sistemler için geniş çapta uygulanabilir göstergesi eşlemeli ve burada parçacıklar ve / veya çözücü bir floresan boya ile etiketlenebilir.

Protokol

Koloidno Polimer Karışımlarının 1. Hazırlanması

Not: Bu protokol, poli (metil metakrilat) (PMMA) parçacıkları, sterik olarak poli (12-hidroksistearik asit) kullanılarak stabilize edilmiş ve bir standart, izlenerek elde edilmiştir (örneğin, Nil kırmızısı, rodamin B veya floresan gibi), bir floresan boya ile işaretlenmiş kullanır tarifi 52.

  1. Bir hisse senedi çözücü olarak sikloheksil bromür (CXB) ve dekahidronaptalen (DHN) 3:1 w / w karışımı hazırlayın. Bu karışım yaklaşık partiküllerin kırılma yoğunluğunu ve dizin eşleşir. Kısmen parçacıklar üzerindeki yükleri taranması için 1.5 mM bir konsantrasyonda, çözücü için bir organik tuz, tetrabütilamonyum klorid (TBAC) 46 ekleyin.
  2. DHN solvent: Tam olarak, parçacıkların yoğunluğunu belirlemek için, yaklaşık parçacık hacmi fraksiyonu Φ bir süspansiyon = CXB 0.10 hazırlar. 75 dakika boyunca 800 x g'de santrifüj ve süspansiyon kaldırma kuvveti geliştirmek CXB veya DHN damla damla eklemekeşleme. Bu deneylerde, PMMA parçacıkların yoğunluğu = 1.223 g / ml ρ için ölçülmüştür.
  3. DHN çözücü karışımı: CXB PMMA partiküllerin bir konsantre stok süspansiyonu (burada, Φ = 0.40) hazırlayın.
  4. DHN çözücü karışımı: CXB doğrusal polistiren (PS) konsantre bir çözelti hazırlayın. Burada, 3,000,000 (dönme r g = 15 nm yarı çapı) 50 mg / ml '≈ konsantrasyonu c p hazırlanır ≈ w molekül ağırlığı M PS bir çözeltisi.
  5. Parçacıklar ve polimerlerin arzu edilen konsantrasyonlarda süspansiyonları formüle partikülün, polimer ve solvent stok bunların karışımlarından uygun ağırlıkları karıştırın.
    Not: Burada tekil dağılımlı parçacıkların süspansiyonları sabit koloit hacim fraksiyonu Φ hazırlanmaktadır = serbest hacmi 53 c p 0,15 ve değişken polimer konsantrasyonu = 0-25 mg / ml, ve w, kolloidal parçacıkların iki boyutta ihtiva eden süspansiyonlar bidispersedbelirgin bir floresan etiket taşıyan ith her boyut, sabit bir toplam hacim fraksiyonu koloit Φ hazırlanmaktadır = küçük parçacıklar, 0.15, hacim fraksiyonu oranı 5 ya da 25 mg / ml serbest hacmi = 0.50 r, ve polimer konsantrasyonu.
  6. Her bir süspansiyon hazırlanır sonra süspansiyon içindeki parçacıkların ve kümeler yüzdürme uyumlu olduğunu onaylamak için en az 75 dakika boyunca 800 x g'de CXB veya DHN damla damla eklendi ve numuneler santrifüj ekleyin.
  7. Önce görüntüleme deneyleri için en az 24 saat boyunca tüm örnekleri dengelenmesi.

. 2. Quiescent Örnek Deneyler: Faz Davranışı

  1. Toplu faz davranışı belirlemek için, cam lamelleri (Şekil 1a) adlı dikdörtgen odaları imal. Bu çalışmada koloit-polimer karışımları için, (bir mikroskop lamı kalınlığına göre ayarlanır) kalınlık h = 1 mm odaları toplu davranışını verir.
  2. Tek bir mikroskopi deneyde çok confinements erişmek için, ince, kama-üretmekBir kama üzerinde bir aralayıcı gibi tek bir lamel kullanılarak odaları şeklinde (Şekil 1b). Görüş tek bir alanda duvarları çok hemen hemen paralel olacak şekilde bölmenin açılma açısı, <0.5 ° 'dir. Temsili bir bölmesi> 100 um = 6 saat arasında sınırlandırıcı kalınlıklarda erişim sağlar.
  3. Bir ters mikroskop görüntüleme için bir lamel bazında bölmeyi kurmak ve CXB DHN-çözücü karışımı içinde çözülmez, UV ile kürlenebilen bir epoksi, ile sağlanır.
  4. Konfokal mikroskop kullanılarak görüntü örnekleri. Bu protokol, NA = 1,40 sayısal açıklık bir 100X yağ daldırma objektif ile donatılmış bir ters mikroskop bağlanmış bir çizgi tarama ile confocal görüntüleme göstermektedir.
  5. Bir lazer kaynağı kullanarak boyalar geçirir. Burada, λ = 491 nm ya da 561, sırasıyla, fluoresein ve rodamin / Nile Red boyalar uyarmak için kullanılan dalga boyları.
  6. Tarama noktası sisteminde, hızlı bir şekilde de (numune üzerinde odak noktası tarama x-bir görüntü oluşturmakkonfokal yazılımını kullanarak y düzlemi). 512 piksel iki-boyutlu görüntü 1/32 sn elde edilebilir, yaklaşık 50 mikron x 50 mikron kaplama 512 piksel, x. Birden çok görüntü ortalama veya satın alma süresini artırarak görüntü kalitesini artırmak.
  7. Odacığın alt kısmını (z = 0), onun altına yapıştırılır parçacıkları üzerinde odaklanarak, örneğin. Bu kurulum, yükseklik (z) odacık içine odak arttıkça artar.
  8. Bir örnek olarak, bölmenin orta düzlemine de (xy düzleminde) görüntülerin bir 2-D zaman serileri ile elde parçacıkların dinamiklerine hapsi etkisini karakterize. Tipik bir deneyde, boyut, 500 x 512 piksel görüntüler 512 piksel 1 kare / sn kare hızı (zaman Dt = 1 sn aralığı) de elde edilir.
  9. İkinci bir örnek olarak, görüntülerin bir üç boyutlu dizi (x, y, z) elde ile parçacıkların 3-D yapısını karakterize eder. Tipik bir deneyde, iki boyutlu görüntüleri (512 piksel x 512 piksel)Δz sabit bir aralık = a piezo tarafından belirlenen ardışık görüntüler arasında 0.2 um olan, bölmenin içinde birden çok z pozisyonlarda aldı. H kalınlığı kapsayan bir ses yığını = 30 mikron, böylece 151 görüntülerini içerir.
  10. Bulun ve 2-D veya 3-D zamanla parça parçacıklar IDL 23,54-56, MATLAB 57,58, LabView 59 veya 60 Python ile yazılmış parçacık izleme yazılımı kullanarak. Bu algoritmalar, genellikle partiküllerin merkezlerinde 40-50 nm içinde çözülmesi için izin verir. Başarılı parçacık izleme parçacıklar ardışık çerçeve arasındaki interpartikül mesafeden daha az hareket gerektirir.
  11. Parçacık pozisyonlardan, yapısal ve dinamik ölçümlerini hesaplamak. Burada gösterilen üç kullanışlı ölçümleri (3-D çift korelasyon fonksiyonu g (r) 61, 2-D ortalama kare yer değiştirme (MSD) 58,62, ve van Hove korelasyon fonksiyonunun G s 2-D kendi parçası x, t) 58. Bu son iki ölçüm de 3-D olarak hesaplanabilir.

. 3. Akan Deneyler: Akış Özellikleri

  1. Teflon boru yapıştırılmıştır kare kesitli (100 um x 100 um) ile bir cam mikrokapiler kullanarak basit bir akış hücresi imal. Şekil 7'de şematik olarak gösterildiği gibi, kılcal desteklemek ve mekanik sertlik temin etmek üzere cam lamelleri kullanın.
  2. Bir cam şırıngaya koloit-polimer karışımının yükleyin. , Bir şırınga pompası ve bir pnömatik akışkan tevzi sisteminin için şırınga takın.
  3. Ters mikroskop üzerine akış hücresi kurulum montaj. Akış profili üzerinde yerçekimi etkisini en aza indirmek için aynı yükseklikte hücre ve çıkış akış, şırınga tutun.
  4. (Şırınga pompası için) bir hacimsel akış oranında ya da (basınç kutusu için) uygulanan basınç ile akış hücresi üzerinden süspansiyonun akış hızını kontrol eder. Mikrokanal içindeki süspansiyonunun ortalama hız da SU bağlıdırspension formülasyon. Burada ölçülen kare mikrokanaldaki maksimum hızın tipik değerler 200-2.000 mm / sn vardır.
  5. Akışı sırasında hızlı kare hızları 2-D konfokal zaman serisi kazanır. Burada, boyut 500 x 512 piksel görüntüler 512 piksel z = 5 arasında değişen mikrokanalın altındaki (z = 0 mikron) farklı yüksekliklerde (zaman aralığı Δ t = 1/32 sn) 32 kare / sn elde edilir - 50 mikron. Şekil 7'ye içerlek gösterildiği gibi her görüntü, mikrokanalın yan boyut (y) yaklaşık yarısını kapsar. Parçacıklar eliptik görünüyorsa, satın alma kare hızını artırmak.
  6. Sakin deneylerde olduğu gibi, IDL veya MATLAB parçacıkları bulmak ve izleme için standart algoritmaları kullanarak 2-D parçacıkları bulun. Parçacıklar, kareler arasındaki ortalama interpartikül mesafeden daha az hareket yörüngeleri elde etmek için izleme algoritmaları kullanan hangi yavaş akışlar için.
  7. Kalk görüntü korelasyonu kullanınulate hızlı akışlar için hız profilleri.
    1. Akış yönü boyunca sabit bir yükseklikte (y) arasında yatay görüntülere görüntüyü bölmek (x). Iki ardışık görüntü I 1 (x, y) ve 2 (x, y), bir faktör tarafından koyup Dx ikinci kaydırmak ve daha sonra 1 (x, y) arasındaki çapraz-kovaryans hesaplamak ve 2 (x + Dx, y).
    2. Her yanal konumu y, ortalama adveksiyon hızını elde etmek görüntülerin her bir çiftin arasındaki çapraz kovaryans maksimize koyup Dx değerleri histogramının zirve konumunu belirlemek. Bu dağıtım kuvvetle zirve değilse, daha yüksek bir kare hızında görüntü kazanır.

Sonuçlar

Konfokal görüntüleme ve partikül izleme göstermek için, kolloid-polimer karışımlarının 63-65 faz davranışları üzerindeki lohusalık etkisi araştırıldı. Bu deneyler için, kolloid çapı 2 a = 0.865 mikron idi. Koloit hacim fraksiyonu Φ = 0.15 sabitlendi ve polimer c p konsantrasyonu 0 ilâ 23.6 mg / ml 'ye değişmiştir. Temsilcisi konfokal görüntüleri Şekil 2 63, sol sütunda gösterilmiştir. Izleme algoritmaları kullanı...

Tartışmalar

Mikron boyutlu kolloidal parçacıkları, atom ve moleküllerin çok daha yavaş dinamiklerini sergilemek ve böylece kolayca görüntülü ve zaman 10 üzerinden izlenebilir, çünkü kolloidal süspansiyonlar yaygın, sınırlı faz davranışları için model olarak incelenmektedir. Bu temel çalışmalar için, sınırlı faz davranışı üzerinde tanecikarası turistik etkisini anlamak gibi kılcal yoğunlaşma ve buharlaşma 21,22,67 gibi olguları keşfetmek için bir fırsat sunuyor. Buna ...

Açıklamalar

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

Bu yayında bildirilen araştırma University of Houston Yeni Fakülte Grant, Süperiletkenlik için Texas Merkezi'nden bir tohum hibe ve American Chemical Society Petrol Araştırma Fonu (52537-DNI) tarafından desteklenmiştir.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Cyclohexyl bromideSigma Aldrich135194CAS Number  108-85-0, Molecular wt. = 163.06, Used in stock solvent
DecahydronapthaleneSigma AldrichD251CAS Number 91-17-8, Molecular wt. = 138.25, Used in stock solvent
Nile RedSigma Aldrich72485Fluorescent dye
Fluorescein 5(6)-isothiocyanateSigma AldrichF3651Fluorescent dye
Rhodamine BSigma Aldrich83689Fluorescent dye
Dynamic Light Scattering Brookhaven InstrumentsBI-APDDLS equipment used for particle size measurement
Polystyrene Varian/AgilentPL20138-23Polystyrene (polymer) for inducing depletion attraction
Tetrabutyl(ammonium chloride) (TBAC)Sigma Aldrich86870monovalent salt
UV AdhesiveNorland AdhesiveNOA 68TPart Number 68T01 (UV cured adhesive)
VT EyeVisitechVT Eyeconfocal scanner
VT InfinityVisitechVT Infinityconfocal scanner
Microscope LeicaDMI3000BInverted Microscope
CentrifugeThermo ScientificSorvall ST 161-5,000 rpm
Teflon tubingsmallpartsSLTT 26-72Zeus PTFE Sublite Wall Tubing 26 AWG 0.016" ID x 0.003" Wall
EpoxyDevconDA0515 min epoxy
SyringeMicromate/Cadence5004glass syringe with metal luer lock tip
Syringe tips Nordson701846232 GA precision tips 
Syringe pump New Era Pump system Inc.NE1002XProgrammable microfluidic pump (syringepump.com)
Weigh balanceMettler ToledoAB204-S0.0001-220 g
PMMA particlessynthesizedpoly(methylmethacrylate) colloidal particles

Referanslar

  1. Shereda, L. T., Larson, R. G., Solomon, M. J. Local stress control of spatiotemporal ordering of colloidal crystals in complex flows. Physical Review Letters. 101, 038301-0310 (2008).
  2. Conrad, J. C., et al. Designing colloidal suspensions for directed materials assembly. Current Opinion in Colloid and Interface Science. 16, 71-79 (2011).
  3. Lewis, J. A. Direct ink writing of 3D functional materials. Advanced Functional Materials. 16, 2193-2204 (2006).
  4. Mishra, B., Patel, B. B., Tiwari, S. Colloidal nanocarriers: a review on formulation technology, types and applications toward targeted drug delivery. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 6, 9-24 (2010).
  5. Maitland, G. C. Oil and gas production. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 5, 301-311 (2000).
  6. Kelessidis, V., Maglione, R., Tsamantaki, C., Aspirtakis, Y. Optimal determination of rheological parameters for Herschel–Bulkley drilling fluids and impact on pressure drop, velocity profiles and penetration rates during drilling. J. Petrol. Sci. Eng. 53, 203-224 (2006).
  7. Ponnapati, R., et al. Polymer-functionalized nanoparticles for improving waterflood sweep efficiency: Characterization and transport properties. Industrial and Engineering Chemistry Research. 50, 13030-13036 (2011).
  8. Duduta, M., et al. Semi-solid lithium rechargeable flow battery. Advanced Energy Materials. 1, 511-516 (2011).
  9. Poon, W. C. K. The physics of a model colloid-polymer mixture. Journal of Physics: Condensed Matter. 14, (2002).
  10. Prasad, V., Semwogerere, D., Weeks, E. R. Confocal microscopy of colloids. Journal of Physics: Condensed Matter. 19, 113102-1110 (2007).
  11. Kogan, M., Solomon, M. J. Electric-field-induced yielding of colloidal gels in microfluidic capillaries. Langmuir. 26, 1207-1213 (2010).
  12. Frank, M., Anderson, D., Weeks, E. R., Morris, J. F. Particle migration in pressure-driven flow of a Brownian suspension. Journal of Fluid Mechanics. 493, 363-378 (2003).
  13. Isa, L., Besseling, R., Morozov, A. N., Poon, W. C. K. Velocity oscillations in microfluidic flows of concentrated colloidal suspensions. Physical Review Letters. 102, 058302-0510 (2009).
  14. Isa, L., Besseling, R., Poon, W. C. K. Shear zones and wall slip in the capillary flow of concentrated colloidal suspensions. Physical Review Letters. 98, (2007).
  15. Semwogerere, D., Morris, J. F., Weeks, E. R. Development of particle migration in pressure-driven flow of a Brownian suspension. Journal of Fluid Mechanics. 581, 437-451 (2007).
  16. Semwogerere, D., Weeks, E. R. Shear-induced particle migration in binary colloidal suspensions. Phys. Fluids. 20, (2008).
  17. Ramiro-Manzano, F., Bonet, E., Rodriguez, I., Meseguer, F. Layering transitions in confined colloidal crystals: The hcp-like phase. Physical Review E. 76, 050401-0510 (2007).
  18. Ramiro-Manzano, F., Meseguer, F., Bonet, E., Rodriguez, I. Faceting and commensurability in crystal structures of colloidal thin films. Physical Review Letters. 97, 028304-0210 (2006).
  19. Hilhorst, J., et al. hree-dimensional structure and defects in colloidal photonic crystals revealed by tomographic scanning transmission X-ray microscopy. Langmuir. 28, 3614-3820 (2012).
  20. Luo, Y. -. Y., Hu, S. -. X., Lu, Y., Mai, Z. -. H., Li, M. Real time observation of partial dislocations in thin colloidal crystals. Applied Physics Letters. 95. 174107, (2009).
  21. Binder, K., Horbach, J., Vink, R. L. C., De Virgiliis, A. Confinement effects on phase behavior of soft matter systems. Soft Matter. 4, 1555-1568 (2008).
  22. De Virgiliis, A., Vink, R. L. C., Horbach, J., Binder, K. From capillary condensation to interface localization transitions in colloid-polymer mixtures confined in thin-film geometry. Physical Review E. 78, 041604-0410 (2008).
  23. Crocker, J. C., Grier, D. G. Methods of digital video microscopy for colloidal studies. J. Colloid Interface Sci. 179, 298-310 (1996).
  24. Gasser, U., Weeks, E. R., Schofield, A. B., Pusey, P. N., Weitz, D. A. Real-space imaging of nucleation and growth in colloidal crystallization. Science. 292, 258-262 (2001).
  25. Alsayed, A. M., Islam, M. F., Zhang, J., Collings, P., Yodh, A. G. Premelting at defects within bulk colloidal crystals. Science. 309, 1207-1210 (2005).
  26. Leunissen, M. E., et al. Ionic colloidal crystals of oppositely charged particles. Nature. 437, 235-240 (2005).
  27. Nagamanasa, K. H., Gokhale, S., Ganapathy, R., Sood, A. K. Confined glassy dynamics at grain boundaries in colloidal crystals. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108. , 11323-11326 (2011).
  28. Kaya, D., Green, N. L., Maloney, C. E., Islam, M. F. Normal modes and density of states of disordered colloidal solids. Science. 329, 656-658 (2010).
  29. Weeks, E. R., Crocker, J. C., Levitt, A. C., Schofield, A. B., Weitz, D. A. Three-dimensional direct imaging of structural relaxation near the colloidal glass transition. Science. 287, 627-631 (2000).
  30. Sarangapani, P. S., Schofield, A. B., Zhu, Y. Direct experimental evidence of growing dynamic length scales in confined colloidal liquids. Phys. Rev. E. 83, 030502-0310 (2011).
  31. Sarangapani, P. S., Schofield, A. B., Zhu, Y. Relationship between cooperative motion and the confinement length scale in confined colloidal liquids. Soft Matter. 8, 814-818 (2012).
  32. Dibble, C. J., Kogan, M., Solomon, M. J. Structure and dynamics of colloidal depletion gels: Coincidence of transitions and heterogeneity. Phys. Rev. E. 74, 041403-0410 (2006).
  33. Dibble, C. J., Kogan, M., Solomon, M. J. Structural origins of dynamical heterogeneity in colloidal gels. Phys. Rev. E. 77, 050401-0510 (2008).
  34. Lu, P. J., et al. Gelation of particles with short-range attraction. Nature. 453, 499-504 (2008).
  35. Hsiao, L. C., Newman, R. S., Glotzer, S. C., Solomon, M. J. Role of isostaticity and load-bearing microstructure in the elasticity of yielded colloidal gels. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109. , 16029-16034 (2012).
  36. Lu, P. J., et al. Characterizing concentrated, multiply scattering, and actively driven fluorescent systems with confocal differential dynamic microscopy. Physical Review Letters. 108, 218103-2110 (2012).
  37. Besseling, R., Isa, L., Weeks, E. R., Poon, W. C. K. Quantitative imaging of colloidal flows. Advances In Colloid and Interface Science. 146. , 1-17 (2009).
  38. Wereley, S. T., Meinhart, C. D. Micron-resolution particle image velocimetry. Microscale Diagnostic Techniques. , 1-62 (2005).
  39. Angele, K. P., Suzuki, Y., Miwa, J., Kasagi, N. Development of a high-speed scanning micro PIV system using a rotating disc. Measurement Science and Technology. 17, 1639-1646 (2006).
  40. Klein, S. A., Posner, J. D. Improvement in two-frame correlations by confocal microscopy for temporally resolved micro particle imaging velocimetry. Measurement Science and Technology. 21, 105409-1010 (2010).
  41. Derks, D., Wu, Y. L., Van Blaaderen, A., Imhof, A. Dynamics of colloidal crystals in shear flow. Soft Matter. 5, 1060-1065 (2009).
  42. Ballesta, P., Besseling, R., Isa, L., Petekidis, G., Poon, W. C. K. Slip and flow of hard sphere colloidal glasses. Physical Review Letters. 101, 258301-2510 (2008).
  43. Rajaram, B., Mohraz, A. Microstructural response of dilute colloidal gels to nonlinear shear deformation. Soft Matter. 6, 2246-2259 (2010).
  44. Rajaram, B., Mohraz, A. Dynamics of shear-induced yielding and flow in dilute colloidal gels. Physical Review E. 84, (2011).
  45. Rajaram, B., Mohraz, A. Steady shear microstructure in dilute colloid–polymer mixtures. Soft Matter. 8, 3699-3707 (2012).
  46. Yethiraj, A., Van Blaaderen, A. A colloidal model system with an interaction tunable from hard sphere to soft and dipolar. Nature. 421, 513-517 (2003).
  47. Campbell, A. I., Anderson, V., Van Duijneveldt, J. S., Bartlett, P. Dynamical arrest in attractive colloids: The effect of long-range repulsion. Physical Review Letters. 94, 208301-2010 (2005).
  48. Klix, C. L., Royall, C. P., Tanaka, H. Structural and dynamical features of multiple metastable glassy states in a colloidal system with competing interactions. Physical Review Letters. 104, 165702-1610 (2010).
  49. Sedgwick, H., Egelhaaf, S. U., Poon, W. C. K. Clusters and gels in systems of sticky particles. Journal of Physics: Condensed Matter. 16, 10-1088 (2004).
  50. Zhang, T. H., Klok, J., Tromp, R. H., Groenewold, J., Kegel, W. K. Non-equilibrium cluster states in colloids with competing interactions. Soft Matter. 8, (2012).
  51. Dinsmore, A. D., Prasad, V., Wong, I. Y., Weitz, D. A. Microscopic structure and elasticity of weakly aggregated colloidal gels. Physical Review Letters. 96, (2006).
  52. Antl, L., et al. The preparation of poly(methyl methacrylate) latices in nonaqueous media. Colloid Surf. 17, 67-78 (1986).
  53. Aarts, D. G. A. L., Tuinier, R., Lekkerkerker, H. N. W. Phase behaviour of mixtures of colloidal spheres and excluded-volume polymer chains. Journal of Physics: Condensed Matter. 14, 7551-7561 (2002).
  54. Crocker, J. C., Weeks, E. R. Particle tracking using IDL. , (2011).
  55. Grier Grier, D. G. Lab Downloadable Software. , (2012).
  56. Smith, R., Friendly Spalding, G. U. s. e. r. -. . Freeware Image Segmentation and Particle Tracking. , (2005).
  57. Blair, D. L., Dufresne, E. R. The Matlab Particle Tracking Code Repository. , (2008).
  58. Kilfoil, M. L. . Biological Physics Software. , (2009).
  59. Milne, G. Particle Tracking. , (2006).
  60. Caswell, T. trackpy: A pure python implementation of Crocker-Grier for single particle tracking. , (2012).
  61. Weeks, E. R. IDL routines to calculate the pair correlation function g(r). , (2005).
  62. Breedveld, V., Crocker, J. C., Weeks, E. R. M. S. D. . , (2005).
  63. Spannuth, M., Conrad, J. C. Confinement-induced solidification of colloid-polymer depletion mixtures. Phys. Rev. Lett. 109, (2012).
  64. Spannuth, M., Conrad, J. C. Dynamics of confined colloid-polymer mixtures. AIP Conf. Proc. 1518, 351-356 (2013).
  65. Pandey, R., Conrad, J. C. Dynamics of confined depletion mixtures of polymers and bidispersed colloids. Soft Matter. , (2013).
  66. Pandey, R., Conrad, J. C. Effects of attraction strength on microchannel flow of colloid–polymer depletion mixtures. Soft Matter. 8, 10695-10703 (2012).
  67. Gelb, L., Gubbins, K. E., Radhakrishnan, R., Sliwinska-Bartkowiak, M. Phase separation in confined systems. Reports on Progress in Physics. 62, 1573-1659 (1999).
  68. Parthasarathy, R. Rapid accurate particle tracking by calculation of radial symmetry centers. Nature Methods. 9, 724-726 (2012).
  69. Peng, B., vander Wee, E., Imhof, A., Van Blaaderen, A. Synthesis of monodisperse, highly cross linked, fluorescent PMMA particles by dispersion polymerization. Langmuir. 28, 6776-6785 (2012).
  70. Elsesser, M. T., Hollingsworth, A. D., Edmond, K. V., Pine, D. J. Large core-shell poly(methyl methacrylate) colloidal clusters: synthesis, characterization, and tracking. Langmuir. 27, 917-927 (2011).
  71. Dullens, R. P. A., Derks, D., van Blaaderen, A., Kegel, W. K. Monodisperse core-shell poly(methyl methacrylate latex colloids). Langmuir. 19, 5963-5966 (2003).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

KimyaSay 87konfokal mikroskopipar ac k izlemekolloidlers spansiyonlarhapsijelle meMikroakiskang r nt korelasyonudinamikleris spansiyon ak

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır