Bu çalışma Gelişmiş Soğutma Teknolojisi ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Grant No 117041PO9621 Grant No CBET-0.651.283 tarafından desteklenmiştir.

1. Silika hazırlanması birikimi için nanopartiküller <ol><li> Kuru silika tozu ile başlayarak, ilk büyük agrega ortadan kaldırarak kaplama için örnek hazırlayın. </li><li> Etanol ile silika partikülleri (Jel-Tec Corp satın alınan 200 nm çapında) (190 kanıtı saf) yıkayın ve etanol ile tüm nem cekene dek bir çeker ocak altında örnek bırakın. </li><li> Kalan aglomerasyonlar kırmak için metal kafesler bir dizi (US # 100-400) aracılığıyla parçacıklar eleyin. </li><li> Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi bir yerde parçacıklar ve boru reaktörü içinde, küçük bir manyetik karıştırıcı bar. Parçacıklar plazma bölge içinde yer almalıdır. </li><li> Iki cam tüpün ucunda bir ve pompaya bağlanır boru ucunda bir, flanşlar arasında bir o-halka yerleştirerek cam reaktör mühürlemek. </li><li> Flanşlar ve el kelepçesi etrafında sıkın etrafında paslanmaz çelik bileziği takın. </li></ol> 2.Vakum sisteminin hazırlanması <ol><li> Sıvı azot tuzağı Dolgu, daha sonra tuzağı yüzeyine soğuk haline izin verir. 5 dakika bekleyin. </li><li> Bubbler içinde izopropanol ekleyin ve plazma reaktörünün bağlanın. </li><li> Metal boru etrafında bir lastik o-ring koyarak bubbler Seal ve bubbler bağlantı borusu yerine kadar somunu sıkın kapatılmış olur. </li></ol> 3. Plazma Biriktirme Süreci <ol><li> ± 2 ° C sıcaklık ile 34 arasında bir su banyosunda bubbler yerleştirmek </li><li> Argon gazı akış kontrolörü açın ve set noktası olarak 6.00 sccm girin. </li><li> Yavaş yavaş pompa çalışırken pompaya bağlayan cam tüp vanası açın. Basıncının ani düşüş parçacıkların akışı darmadağın olmasına neden olabilir, çünkü dikkatle bu adımı gerçekleştirin. Basıncı 200 mTorr ulaşana kadar bekleyin, sonra kapı vana tam açık bırakın. </li><li> Cam tüp altında manyetik karıştırıcı yerleştirin ve 100 r hızını ayarlayabilirsinizam. </li><li> Radyo frekansına boru cam reaktör, RF, jeneratör etrafında alüminyum halka bağlayın ve yere paslanmaz çelik kelepçe takın. </li><li> Eşleşen bir ağ AC hattı ve üzerindeki RF jeneratör güç geçiş sonra (ENI MW-5D) ilk ve açın. Tüm süreç için 30 W güç ayarlayın. </li><li> Sırasıyla zaman (10, 20 veya 40 dk) eşleşen bir ağ kapatmak, RF jeneratör, ve AC güç belirli bir süre sonra. </li><li> Çek valf kapatın ve sonra argon akış kontrolörü kapatın. Valfinden bubbler ayırın ve yavaş yavaş atmosferik basıncı arttırmak reaktöre. </li><li> Kelepçe açmak ve bir metalik spatula kullanılarak bir plastik çanak içine tüpten parçacıklar transfer. </li></ol> 4. Çekirdek Malzeme Feshi tarafından Hollow Parçacıklar hazırlanması <ol><li> Hidroflorik asit ekleme tüm işlemi için bir çeker ocak altında örnek yerleştirin. </li><li> Hidroflorik asit son derece kogöz ve ten rrosive asit ve maruz kalma kalıcı hasara neden olabilir. Yüz maskesi ile gözlük kullanın ve HF işlerken bir laboratuvar mont giymek. </li><li> 10 ml deiyonize su ile hidroflorik asit (Aldrich% 49), 10 ml karıştırmak ve kaplı partiküller içeren plastik çanak eklemek. </li><li> Manyetik bir karıştırıcı ile ilgili plastik çanak yerleştirin ve çekirdek 24 saat süreyle çözünmesi için olanak sağlar. </li><li> Bir gün 50 ml deiyonize su ile seyreltilmiş ve Örnek 1 saat sonra örnek santrifüj. Plastik bir kap içinde üst sıvı kısım atılır ve bir plastik Petri tabağına parçacıklar içeren alt katman transfer. </li><li> 50 ml deiyonize su ve vorteks örnek ekleyin ve tekrar santrifüj. Üst katmanı atın ve temiz bir Petri kabındaki partikül tabakası aktarın. </li><li> Etanol ile yıkanır partikülleri, hava Örnek kuruması ve kap ile bir şişeye oyuk parçacıkların bir kurutucuda ve partiküllerin tutmak. </li></ol> 5.. CharaGeçirgenlik cterization (Core Release Rate) Malzemeler: çekirdek malzemeler için potasyum klorür <ol><li> 1 litre deiyonize su ile KCl karıştırma 0,0745 gram 0.001 mol potasyum klorür (KCl) çözeltisi hazırlayın. </li><li> Sabit çıkış atomizör modeli 3076 ve cam şişeye doldurun ve şişe kapağı yükleyin. </li><li> Atomizör bir gaz girişi bağlanır, bir membran kurutma için sıkıştırılmış bir hava hortumu bağlanır. Sonra KCl nanopartiküller toplamak için çıkış hortumu için bir filtre takın. </li><li> Yavaş yavaş basınçlı hava valf açılır ve membran kurutma yoluyla hava akışını sağlar. Parçacıklar 5 saat süreyle filtre birikmesine izin verir. </li><li> Basınçlı hava vanasını kapatın ve dikkatle filtreyi kaldırmak ve parçacıkları toplar. Kaplama işlemi öncesinde bir kurutucuda parçacıklar yerleştirin. </li><li> Üniform kaplı partiküller KCl elde etmek için protokol 2 ve 3 izleyin. </li><li> 10 ml deiyonize wa kaplı KCl karıştırınBir cam şişe içinde ter. Tam örnek karıştırmak için, çözüm olarak bir manyetik karıştırıcı açılan ve bir manyetik karıştırıcı üzerine bırakın. 25 ° C&#39;de inkübe örneği </li><li> Şişeye iletkenlik probu (Thermo Orion modeli 105) yerleştirin ve 30 gün boyunca iletkenlik kaydedin. </li></ol> 6. Temsilcisi Sonuçlar Bu, Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi, oksit (silis), tuzlar (KCl) ve metaller (Al) de dahil olmak üzere temel malzeme çeşitli, bu sürecin uygulamıştır. Transmisyon elektron mikroskobu filmlerin radyal yeknesaklık teyit etmek ve bunların kalınlığı ölçmek için kullanılmıştır. Biz, 37 nm arası çapı 200 nm (Şekil 2) arasında değişen başarıyla kaplı partiküller sahip fakat bu yöntem ile tedavi edilebilir partiküllerin boyut üzerinde hiçbir temel bir sınırlama yoktur. Kabuk birikim oranı yaklaşık 1 nm / dk &#39;dır. Bu oldukça yavaş hızı mümkün oldukça filmlerin kalınlığı kontrol etmek için yapardoğru biriktirme zamanı ile. Plazma-polimerize kabuk olarak temel malzeme ya da aşındırma çözünmesi ile çıkarılabilir olması ile gösterilmiştir geçirgen bir bariyer vardır. Şekil 3 silika çekirdek çıkarıldıktan sonra kalan oyuk kabukları gösterir. Çekirdek uzaklaştırılması tamamlandıktan ve filmlerin radyal yeknesaklık ve kalınlığı oldukça yüksektir. Bu filmlerin yoluyla geçirgenliği değerlendirilmesi amacıyla, bu KCl ait çözünme çözeltisinin iyon iletkenliği vasıtasıyla kolayca kontrol edilebilir başlangıç ​​malzemesi olarak çekirdek KCl geçti. Şekil 4, dört numuneler için çekirdekten KCl serbest bırakılmasını gösteren Farklı kalınlığı, 20 nm, 40 nm, 75 nm ve 95 nm, sırasıyla ile. Kaplamalı KCl parçacıklar su içinde süspanse edildi ve çözeltinin iletkenliği 30 gün süre ile takip edildi. Dört örnekleri ek olarak, kaplanmamış KCl parçacıklarından oluşan bir kontrol de izlenmiştir. Kaplamasız KCl parçacıklar dissoyaklaşık 1 dakika gibi çok kısa bir süre içinde Lve. Buna karşılık, kaplamalı KCl anlamlı yavaş bırakma oranını gösterir. Kaplı partiküller ile salma profili film kalınlığına bağlı olarak, tamamlamak için birkaç gün alır çok daha yavaş bir serbest bırakma ve ardından, birinci saat içinde yer alır ilk patlama ile karakterize edilir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig1.jpg" /> Şekil 1. Nanopartiküller, plazma birikimi ve içi boş parçacık oluşumu hazırlanması şematik gösterimi. <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig2.jpg" /> Şekil 2,. TEM kaplı bir görüntü (a), (b) d ile silis partikülleri = 200 nm, d = 37 nm olan (c) silika partikül, d ile (d) alüminyum ~ 100 nm, ve (e) KCl partikül ile d = 100 nm <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig3.jpg" /> Şekil 3. T200 nm çapında, ve (c) KCl çekirdek ile (a), (b) çekirdeği silika aşındırma sonra EM oyuk parçacıkların görüntüler. <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig4.jpg" /> Şekil 4. Salım profilinin kabuk kalınlığı Etkisi. Inset grafiği ilk saat içinde serbest gösterir.

<ol>
	<li>Xu, X., Asher, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Utilization+of+Monodisperse+Hollow+Polymeric+Particles+in+Photonic+Crystals.">Synthesis and Utilization of Monodisperse Hollow Polymeric Particles in Photonic Crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 126, 7940-7945 (2004).</li><li>Lou, X., Archer, L., Yang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hollow+Micro-/nanostructures:+Synthesis+and+Applications.">Hollow Micro-/nanostructures: Synthesis and Applications.</a> Advanced Material. 20, (2008).</li><li>Kim, D. J., Kang, J. Y., Kim, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coating+of+TiO2+Thin+Films+on+Particles+by+a+Plasma+Chemical+Vapor+Deposition+Process.">Coating of TiO2 Thin Films on Particles by a Plasma Chemical Vapor Deposition Process.</a> Advanced Powder Technology. 21, 136-140 (2010).</li><li>Marino, E., Huijser, T., Creyghton, Y., van der Heijden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Coating+of+Copper+Oxide+Nanoparticles+Using+Atmospheric+Pressure+Plasmas.">Synthesis and Coating of Copper Oxide Nanoparticles Using Atmospheric Pressure Plasmas.</a> Surface and Coatings Technology. 201, 9205-9208 (2007).</li><li>Hakim, L., King, D., Zhou, Y., Gump, C., George, S., Weimer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+Coating+for+Advanced+Optical,+Mechanical+and+Rheological+Properties.">Nanoparticle Coating for Advanced Optical, Mechanical and Rheological Properties.</a> Advanced Functional Materials. 17, 3175-3181 (2007).</li><li>Kim, S. H., Kim, J., Kang, B., Uhm, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+CFx+Coating+via+In-Line+Atmospheric+RF+Plasma+of+He-CF4-H2.">Superhydrophobic CFx Coating via In-Line Atmospheric RF Plasma of He-CF4-H2.</a> Langmuir. 21, 12213-12217 (2005).</li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Kaplama nano partiküller en büyük zorluklardan biri kaplama ve alt tabaka 1,2 arasında uyumlu bir kimya sağlamaktır. Burada anlatılan yöntem bu materyalin spesifik olmayan bir avantajı vardır. Plazma polimerler özel bir yüzey değiştirme 3 gerek olmadan sabit metaller (Şekil 2 (c)), silika (Şekil 2 (c)), silikon veya yumuşak bir malzeme (örneğin, polimerler) dahil olmak üzere çeşitli yüzeyler üzerinde mükemmel yapışma gösterir , 4,5....

<table border="1"><tbody><tr><td> Silika partikülleri </td><td> Geltech A.Ş. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Potasyum klorür (kristaller) </td><td> Merck Kimyasalları A.Ş. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> İzopropil alkol (% 99.9) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Hidroflorik asit (% 48-51) </td><td> VWR </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Boru ve flanşlar </td><td> Swagelok </td><td></td><td> ¼ çapı ve 1 inç </td></tr><tr><td> pompa kaba </td><td> Edwards </td><td></td><td></td></tr><tr><td> sıvı azot tuzağı </td><td> A &amp; N A.Ş. </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

encapsulation and permeability characteristics of plasma polymerized hollow particles

Bu protokolde, çekirdek-kabuk nanoyapıların plazma gelişmiş kimyasal buhar biriktirme tarafından sentezlenir. Biz, silika ve potasyum klorid gibi çeşitli katı malzeme üzerine izopropanol plazma polimerizasyonu ile amorf bir bariyer oluşturur. Bu çok yönlü tekniği olan kalınlığı 1 nm ile 100 nm yukarıya doğru her yerde olabilir filmler yatırarak, 37 nm ile 1 mikron arasında değişen boyutları ile nanopartiküller ve nanopowders tedavisinde kullanılır. Çekirdek çözünme us filmi ile nüfuz oranına okumaya olanak tanır. Bu deneylerde, bu kaplama KCL nanokristaller tarafından bariyer tabakası yoluyla KCl yayılma katsayısı belirlemek ve daha sonra suda asılı kaplı partiküller ile iyonik iletkenliği izlenmesi. Bu süreçte birincil ilgi kapsülleme ve çözünenlerin gecikmeli sürümüdür. Kabuk kalınlığı biz salınma hızını kontrol hangi bağımsız değişkenler biridir. Bu oran, güçlü bir etkiye sahipsürümü, bu 30 gün içinde uzun vadeli bir sürümü (kabuk kalınlığı 95 nm) için altı saatlik bir sürümü (kabuk kalınlığı 20 nm) kadar artmaktadır. Salım profilinin karakteristik bir davranış gösterir: çözünmenin başlangıcından sonra ilk beş dakika ve çekirdek malzemelerin tüm kadar yavaş bir yayın sırasında hızlı bir sürümü (son malzemelerin% 35) çıkıyor.

Watch this Scientific Journal Video about Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles at JoVE.com

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

Biz bir kaç nm çeşitli malzemelerin nano boyutlu parçacıkların birkaç 100 nm arasında değişen ince filmler yatırmak plazma gelişmiş kimyasal buhar biriktirme kullandık. Biz geçirgenliği kabuğun kalınlığı ile kontrol edilir oyuk nanoshells üretmek için daha sonra aşındırma Çekirdek malzeme. Biz küçük çözünen bu kaplamaların geçirgenliği karakterize ve bu engelleri birkaç gün içinde çekirdek malzemenin sürekli salım sağlayabilir göstermektedir.

Plazma Polimerize Hollow Parçacıkların Encapsulation ve Geçirgenlik Özellikleri

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma ...

encapsulation-permeability-characteristics-plasma-polymerized-hollow

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Permeability of Concrete

SCIENTISTS IN ACTION

10.6K Görüntüleme.  The Pennsylvania State University. Biz bir kaç nm çeşitli malzemelerin nano boyutlu parçacıkların birkaç 100 nm arasında değişen ince filmler yatırmak plazma gelişmiş kimyasal buhar biriktirme kullandık. Biz geçirgenliği kabuğun kalınlığı ile kontrol edilir oyuk nanoshells üretmek için daha sonra aşındırma Çekirdek malzeme. Biz küçük çözünen bu kaplamaların geçirgenliği karakterize ve bu engelleri birkaç gün içinde çekirdek malzemenin sürekli salım sağlayabilir g?...

Video: Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

Investigation of Early Plasma Evolution Induced by Ultrashort Laser Pulses

Early plasma is generated owing to high intensity laser irradiation of target and the subsequent target material ionization. Its dynamics plays a significant role in laser-material interaction, especially in the air environment1-11.
Early plasma evolution has been captured through pump-probe shadowgraphy1-3 and interferometry1,4-7. However, the studied time frames and applied laser parameter ranges are limited. For example, direct examinations of plasma front locations and electron number densities within a delay time of 100 picosecond (ps) with respect to the laser pulse peak are still very few, especially for the ultrashort pulse of a duration around 100 femtosecond (fs) and a low power density around 1014 W/cm2. Early plasma generated under these conditions has only been captured recently with high temporal and spatial resolutions12. The detailed setup strategy and procedures of this high precision measurement will be illustrated in this paper. The rationale of the measurement is optical pump-probe shadowgraphy: one ultrashort laser pulse is split to a pump pulse and a probe pulse, while the delay time between them can be adjusted by changing their beam path lengths. The pump pulse ablates the target and generates the early plasma, and the probe pulse propagates through the plasma region and detects the non-uniformity of electron number density. In addition, animations are generated using the calculated results from the simulation model of Ref. 12 to illustrate the plasma formation and evolution with a very high resolution (0.04 ~ 1 ps).
Both the experimental method and the simulation method can be applied to a broad range of time frames and laser parameters. These methods can be used to examine the early plasma generated not only from metals, but also from semiconductors and insulators.

An experimental method to examine the early plasma evolution induced by ultrashort laser pulses is described. Using this method, high quality images of early plasma are obtained with high temporal and spatial resolutions. A novel integrated atomistic model is used to simulate and explain the mechanisms of early plasma.

Erken Plazma Evrim Araştırılması ultrashort Lazer Bakliyat Bağlı

Early plasma is generated owing to high intensity laser irradiation of target and the subsequent target material ionization. Its dynamics plays a ...

Mühendislik

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic (VES) fluids. The measurements are made for particles settling in unbounded fluids&#160;and fluids between parallel walls. VES fluids over a wide range of rheological properties are prepared and rheologically characterized. The rheological characterization involves steady shear-viscosity and dynamic oscillatory-shear measurements to quantify the viscous and elastic properties respectively. The settling velocities under unbounded conditions are measured in beakers having diameters at least 25x the diameter of particles. For measuring settling velocities between parallel walls, two experimental cells with different wall spacing are constructed. Spherical particles of varying sizes are gently dropped in the fluids and allowed to settle. The process is recorded with a high resolution video camera and the trajectory of the particle is recorded using image analysis software. Terminal settling velocities are calculated from the data.
The impact of elasticity on settling velocity in unbounded fluids is quantified by comparing the experimental settling velocity to the settling velocity calculated by the inelastic drag predictions of Renaud et al.1&#160;Results show that elasticity of fluids can increase or decrease the settling velocity. The magnitude of reduction/increase is a function of the rheological properties of the fluids and properties of particles. Confining walls are observed to cause a retardation effect on settling and the retardation is measured in terms of wall factors.

This paper demonstrates the experimental procedure to measure terminal settling velocities of spherical particles in surfactant-based shear thinning viscoelastic fluids. Fluids over a wide range of rheological properties are prepared and settling velocities are measured for a range of particle sizes in unbounded fluids and fluids between parallel walls.

Sınırlanmamış ve Sınırlı Yüzey Aktif Bazlı Kesme Viskoelastik Sıvılarda Küresel Parçacıkların Yerleşme Hızının Deneysel Ölçümü

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a stable and continuous operation of the plasma is possible and the plasma torch can be used for many different applications. On one hand, the hot (3,600 K gas temperature) plasma can be used for chemical processes and on the other hand the cold afterglow (temperatures down to almost RT) can be applied for surface processes. For example chemical syntheses are interesting volume processes. Here the microwave plasma torch can be used for the decomposition of waste gases which are harmful and contribute to the global warming but are needed as etching gases in growing industry sectors like the semiconductor branch. Another application is the dissociation of CO2. Surplus electrical energy from renewable energy sources can be used to dissociate CO2 to CO and O2. The CO can be further processed to gaseous or liquid higher hydrocarbons thereby providing chemical storage of the energy, synthetic fuels or platform chemicals for the chemical industry. Applications of the afterglow of the plasma torch are the treatment of surfaces to increase the adhesion of lacquer, glue or paint, and the sterilization or decontamination of different kind of surfaces. The movie will explain how to ignite the plasma solely by microwave power without any additional igniters, e.g., electric sparks. The microwave plasma torch is based on a combination of two resonators &#8212; a coaxial one which provides the ignition of the plasma and a cylindrical one which guarantees a continuous and stable operation of the plasma after ignition. The plasma can be operated in a long microwave transparent tube for volume processes or shaped by orifices for surface treatment purposes.

This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications.

Nasıl herhangi bir ilave Ateşleyici olmadan bir Atmosferik Basınç Mikrodalga Plazma Torch tutuşturmak için

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing technology is used to fabricate particles with slender arms connected at a common center. Shapes explored are crosses (two perpendicular rods), jacks (three perpendicular rods), triads (three rods in triangular planar symmetry), and tetrads (four arms in tetrahedral symmetry). Methods for producing on the order of 10,000 fluorescently dyed particles are described. Time-resolved measurements of their orientation and solid-body rotation rate are obtained from four synchronized videos of their motion in a turbulent flow between oscillating grids with R&#955; = 91. In this relatively low-Reynolds number flow, the advected particles are small enough that they approximate ellipsoidal tracer particles. We present results of time-resolved 3D trajectories of position and orientation of the particles as well as measurements of their rotation rates.

We use 3D printing to fabricate anisotropic particles in the shapes of jacks, crosses, tetrads, and triads, whose alignments and rotations in turbulent fluid flow can be measured from multiple simultaneous video images.

Oryantasyon ve dönme hızının ölçülmesi yöntemleri türbülansına tanecikler 3D basılmış

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

Fabrikasyon ve Acoustofluidic Cihazlarının Çalışma Parçacıkların yoğunlaşırken Sheathless için Toplu Akustik Daimi Dalgalar desteklenmesi

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Applying X-ray Imaging Crystal Spectroscopy for Use as a High Temperature Plasma Diagnostic

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line intensity ratios. By using a Johann spectrometer viewing the plasma, it is possible to construct profiles of plasma parameters such as density, temperature, and velocity with good spatial and time resolution. However, benchmarking atomic code modeling of X-ray spectra obtained from well-diagnosed laboratory plasmas is important to justify use of such spectra to determine plasma parameters when other independent diagnostics are not available. This manuscript presents the operation of the High Resolution X-ray Crystal Imaging Spectrometer with Spatial Resolution (HIREXSR), a high wavelength resolution spatially imaging X-ray spectrometer used to view hydrogen- and helium-like ions of medium atomic number elements in a tokamak plasma. In addition, this manuscript covers a laser blow-off system that can introduce such ions to the plasma with precise timing to allow for perturbative studies of transport in the plasma.

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas. This manuscript presents the operation of a high wavelength resolution spatially imaging X-ray spectrometer used to view hydrogen- and helium-like ions of medium atomic number elements in a tokamak plasma.

Yüksek Sıcaklık Plazma Tanı olarak Kullanım için X-ışını Görüntüleme Kristal Spektroskopisi Uygulanması

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line ...

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling immensely. However, in soft electronics, in which organic semiconductors play a critical role, the devices will be bent or folded repeatedly. The effect of bending on the crystal packing and thus the charge transport is crucial to the performance of the device. In this manuscript, we describe the protocol to bend a single crystal of 5,7,12,16-tetrachloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) in the field-effect transistor configuration and to obtain reproducible I-V characteristics upon bending the crystal. The results show that bending a field-effect transistor prepared on a flexible substrate results in nearly reversible yet opposite trends in charge mobility, depending on the bending direction. The mobility increases when the device is bent toward the top gate/dielectric layer (upward, compressive state) and decreases when bent toward the crystal/substrate side (downward, tensile state). The effect of bending curvature was also observed, with greater mobility change resulting from higher bending curvature. It is suggested that the intermolecular &#960;-&#960; distance changes upon bending, thereby influencing the electronic coupling and the subsequent carrier transport ability.

This manuscript describes the bending process of an organic single crystal-based field-effect transistor to maintain a functioning device for electronic property measurement. The results suggest that bending causes changes in the molecular spacing in the crystal and thus in the charge hopping rate, which is important in flexible electronics.

Esnek Organik Tek Kristal tabanlı Alan etkili Transistörler Elektrik Özelliklerine Bükme etkisi

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. The reactions of cold plasma with the surrounding atmosphere yield a variety of reactive species, which can define its effectiveness. While efficient development of cold plasma therapy requires kinetic models, model benchmarking needs empirical data. Experimental studies of the source of reactive species detected in aqueous solutions exposed to plasma are still scarce. Biomedical plasma is often operated with He or Ar feed gas, and a specific interest lies in investigation of the reactive species generated by plasma with various gas admixtures (O2, N2, air, H2O vapor, etc.) Such investigations are very complex due to difficulties in controlling the ambient atmosphere in contact with the plasma effluent. In this work, we addressed common issues of &#39;high&#39; voltage kHz frequency driven plasma jet experimental studies. A reactor was developed allowing the exclusion of ambient atmosphere from the plasma-liquid system. The system thus comprised the feed gas with admixtures and the components of the liquid sample. This controlled atmosphere allowed the investigation of the source of the reactive oxygen species induced in aqueous solutions by He-water vapor plasma. The use of isotopically labelled water allowed distinguishing between the species originating in the gas phase and those formed in the liquid. The plasma equipment was contained inside a Faraday cage to eliminate possible influence of any external field. The setup is versatile and can aid in further understanding the cold plasma-liquid interactions chemistry.

An experimental setup was created for the helium-operated kHz frequency plasma jet. The setup includes a cage for the plasma power supply and jet and an in-house built reactor to monitor plasma-induced reactive species without the interference of the ambient atmosphere.

Bir Atmosfer Basıncı Plazma Kurulum Reaktif Türler Oluşumu Araştırma

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

Stronsiyum Titanate Bicrystals Oluşumunda Kullanılan Plazma Sinterleme Aparatı Spark

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without attendance and adjustment. Thermochemical thrusters which utilize thermodynamic properties of gases as a means of acceleration have physical limitations on their exhaust gas velocity, resulting in low efficiency. Moreover, these engines demonstrate extremely low efficiency at small thrusts and may be unsuitable for continuously operating systems which provide real-time adaptive control of the spacecraft orientation, velocity and position. In contrast, electric propulsion systems which use electromagnetic fields to accelerate ionized gases (i.e., plasmas) do not have any physical limitation in terms of exhaust velocity, allowing virtually any mass efficiency and specific impulse. Low-thrust Hall thrusters have a lifetime of several thousand hours. Their discharge voltage ranges between 100 and 300 V, operating at a nominal power of &lt;1 kW. They vary from 20 to 100 mm in size. Large Hall thrusters can provide fractions of millinewton of thrust. Over the past few decades, there has been an increasing interest in small mass, low power, and high efficiency propulsion systems to drive satellites of 50-200 kg. In this work, we will demonstrate how to build, test, and optimize a small (30 mm) Hall thruster capable of propelling a small satellite weighing about 50 kg. We will show the thruster operating in a large space environment simulator, and describe how thrust is measured and electric parameters, including plasma characteristics, are collected and processed to assess key thruster parameters. We will also demonstrate how the thruster is optimized to make it one of the most efficient small thrusters ever built. We will also address challenges and opportunities presented by new thruster materials.

Here, we present a protocol to test and optimize space propulsion systems based on miniaturized Hall-type thrusters.

En iyi duruma getirme, Test ve kırılan Hall iticileri teşhis

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without ...