Bu çalışma Wetsus, sürdürülebilir su teknolojisi (www.wetsus.nl) için mükemmellik merkezi TTIW-işbirliği çerçevesinde gerçekleştirildi. Wetsus Ekonomik İşler, Avrupa Birliği Bölgesel Kalkınma Fonu, Fryslân İl, Leeuwarden Şehir ve &#39;Samenwerkingsverband Noord-Nederland EZ / Kompas programı &quot;Hollandalı Bakanlığı tarafından finanse edilmektedir. Yazarlar verimli tartışmalar ve mali destek için araştırma tema &quot;Uygulamalı Su Fizik&quot; katılımcıları teşekkür.

1. Genel Öneriler <ol><li> Elinden ter ve yağ kirlenmesini önlemek için deneyin set-up boyunca tek, pudrasız eldiven giyin. </li><li> Temizlik tüm cam, elektrotlar ve sıvı fazda çözünebilen kirleticilerin girişini önlemek için özel dikkat, çalışma kapsamında sıvıyı temas herhangi bir diğer parçalar. </li><li> Bir iletkenlik ölçer kullanılarak, deneyde kullanılır ve / sm ≤1 uS olduğunu teyit edilecek sıvının elektrik iletkenliğinin ölçülmesidir. </li></ol> 2. Deney Düzeneği <ol><li> Yatay köprü sistemi (Şekil 1a) <ol><li> Bir seviye olmayan bir iletken yüzey üzerinde yüksekliği ayarlanabilir platformlarda bir çift yerleştirin. Yerde bir platform düzeltmek ve 25 mm&#39;lik minimum seyahat sahip bir motorlu lineer çeviri sahnede diğer platformunu monte edin. </li><li> Güvenli yalıtım plakaları (Şekil 1a, bölüm j) inciAyarlanabilir platformlar e üst yüzey. Bunların her tarafta en az 10 mm çıkıntı platformlar, böylece büyük boy olan yalıtım levhaları kullanımı. Teflon, akrilik ya da pencere camı gibi yaygın malzemeler kullanılmaktadır. Planlanan en yüksek gerilimde bozulmayı önlemek için kalınlığını seçebilir. </li><li> Üretici talimatlarına göre yüksek gerilim güç kaynağı (Şekil 1a, parçasıdır m) bağlayın. </li><li> Yüksek gerilim ve zemin teller hem sonuna kadar lehim timsah klipleri. </li><li> Yalıtım platformlar üzerinde yatay olarak çıkıntı yapan yalıtım çubuğu ile stand halkası üzerine bükülmez yalıtıcı malzemeden yapılmış olan bir destek kolunun bir ucu sıkıştırma parçası. </li><li> Timsah klipleri aşağı yalıtılmış platformları üzerinde çıkıntı yani elektrik bandı, naylon tel bağları, ya da diğer uygun araçlarla birkaç tamamladı birini kullanarak destek kollarına zemin ve yüksek gerilim kablolarını bağlayın. </li><li> Klip, bir platin elektrot (Şekil 1a, parçasıdır k) Iki timsah klipler her birine. </li><li> Yüksek gerilim kablosu sabit platformun üzerinde ve topraklama kablosu hareketli platform üzerinde olması, böylece destek kolları yerleştirin. </li></ol></li><li> Dikey köprü sistemi (Şekil 1b) <ol><li> Kelepçe 25 mm&#39;lik bir en az yolculuk, böylece doğrusal bir çevrim aşamasına iletken olmayan bağlayınız. Gemi topraklama telinin bağlı olacak (Şekil 1b, bölüm i) tutmak için bu kelepçe kullanın. </li><li> Bir dikey sert destek yapısına bu düzeneği monte edin. </li><li> Doğrultusunda ve doğrusal için sahneye destek altında benzer bir iletken olmayan bağlayınız. Yüksek voltaj kablosuna bağlı olacaktır kabı tutmak için bu kelepçe kullanın. </li></ol></li><li> &quot;Ölü-sopa&quot; Make (için Şekil 1c bakınız) <ol><li> (Şekil ve örneğin 30-40 cm uzunluğunda, cam ya da plastik bir kol gibi iletken olmayan katı bir malzemeden bir parça elde edilir# 160; 1c, bölüm p). </li><li> Bir çapraz çizgiler veya başka bir şekilde tespit materyalde uygulanan elektrik bandı (Şekil 1c&#39;de, bölüm R) birkaç paketleriyle çubuğun bir ucuna iletken 10-15 cm uzunluğunda metal (Şekil 1c&#39;de, bölüm k) bir parça takın. </li><li> Güç kaynağı devresi tasima önce boşaltılan emin olmak için kapatıldıktan sonra, metal ucu ile yüksek gerilim ve toprak elektrotları köprü &quot;ölü-sopa&quot; kullanın. </li></ol></li></ol> Sıvı Köprülerin 3. Operasyon <ol><li> Yatay Sıvı Köprüler <ol><li> Beher emzik ya da kenarının 1-5 mm dahilinde yüzeyini getirmek için yeterli sıvı ile her bir damarı (Şekil 1a, bölüm i) doldurun. Bu tasvirde kullanılan kaplar (çapı 60 mm) için, sıvı su için 67 g, DMSO için 74 g, ya da gliserol 84.4 g kullanın. </li><li> Onlar PHYS şekilde yalıtım platformu üzerine 2 damarları yerleştirinically gibi fışkırtır gibi tek bir yerde birbirlerine temas ama düz duvar jant de çalışacaktır. </li><li> Sadece sıvı platin elektrot değil timsah klibi veya tel irtibata geçecektir böylece platform yükseklikleri ayarlayın. Çıkan köprü yatay seviyede olacak şekilde, dikey hizalama dikkat edin. </li><li> Bu köprü oluşturacak temas konumundan 15 mm&#39;lik bir böylece sıvı dolu kaplar içine platin elektrotları yerleştirin. Not: Genellikle elektrodlar teknenin merkezi ve gemiler iki temas yerden uzağa duvar arasına yerleştirilir. </li></ol></li><li> Dikey Sıvı Köprüler <ol><li> Şekil 1b i parçası gösterildiği gibi bir sıvı portu ile iki temiz, kapalı kapları kullanın. </li><li> Sıkışmış hava kabarcıkları vardır, böylece çalışmanın altında sıvı ile her bir damarı doldurun. </li><li> Her bir teknenin içine bir elektrot (Şekil 1b, parça k) yerleştirin ve kapatın cap yerinde tutmak için sıvı. </li><li> Açıklıklar birbirine doğru işaret öyle ki (2.2 bakınız) iletken olmayan kelepçe içine iki kapalı damarları monte edin. </li><li> Kavisli bir sıvı yüzey, cam ağız birkaç milimetre üzerinde çıkıntı yapacak şekilde, alt tüpün ağzına sıvı birkaç damla ekleyin. </li><li> Sadece iletişim alt bir küçük kılcal köprüsü oluşturan, böylece aşağı doğru üst tekne getirin. </li><li> Alt kabın (sabit) bir elektrot ucu ve üst (çeviri) kabına zemine olan güç kaynağı, yüksek voltaj çıkışı (Şekil 1b, kısım m) takın. </li></ol></li><li> Yüksek Gerilim İşlemleri <ol><li> Genel Hususlar <ol><li> Hiçbir sıvı havuzları, sinema, ya da damlacıklar yalıtım platformlarda mevcut tüm yüzeyler kuru olduğunu onaylamak ve daha fazla ilerlemeden önce. </li><li> Deney güç uygulamadan önce herhangi bir kısa devre olduğunu teyit ve hiçbir zemin p olduğunupersonel veya ekipman enerji yüzeyleri ile temas neden olabilir ATHS mevcut. Tüm prosedürleri takip ve yüksek gerilim güç kaynağı üreticisi tarafından yayınlanan uyarıları gözlemlemek emin olun. Şüpheniz kalifiye elektrik güvenlik personelinin danışın. </li><li> Gücünü uygulayarak önce güç kaynağının kutuplarını (seçilebilir) kurun. Bu daha kararlı bir köprü içerir Tipik olarak, pozitif gerilim polaritesini kullanın. Not: negatif kutup, elektronları batan yerine kaynak nedeniyle fonksiyonel farkı için kullanılabilir, ancak her iki eğilimi önemli ölçüde dielektrik sıvı 48 ve fiziksel özelliklerini etkiler belirgin bir uzay yükü etkileri elde etmek ve deneme alanında lokal yük yoğunluğunu etkiler edilebilir yüksek potansiyeller altında aşırı yük olarak yalıtkan destek yapıları çevreleyen üzerine püskürtülür. </li><li> Akım fazla 5-6 den mA sağlayacak şekilde güç kaynağındaki akım sınırı açın. </li></ol> &lt;/ Li&gt; <li> Rampa veya adım - uygulanabilir iki gerilim profillerden birini seçin. <ol><li> Birinci başlangıç ​​ve sıvının performans özellikleri henüz bilinmemektedir zaman, bir voltaj rampası kullanın. <ol><li> 0 kV sağlamak için güç kaynağı voltaj sınırı aşağı çevirin. </li><li> Güç kaynağı çıkışını etkinleştirin ve yavaş yavaş yaklaşık 250 V / sn hızında voltaj sınırı artmaya başlar. </li><li> Köprüsü meydana geldiği ateşleme voltajı dikkat edin, bu yaklaşık ateşleme eşik voltajı (V t). </li></ol></li><li> Sisteme hızlı voltaj uygulamak için bir voltaj adımı kullanır. <ol><li> (3.3.2.1.3 bakınız) çalışma kapsamında sıvı sistemi için gerilim rampası ile belirlenmiştir kontak eşiğinin üzerinde istenen değere güç kaynağı voltajı limiti ayarlayın. </li><li> Güç kaynağı çıkışını etkinleştirin. Bir voltaj adımını, ark veya damlacıkların ejeksiyon neden olabilir ve çok sayıda kendiliğinden gerektirebilir: NOTsabit bir köprü oluşmadan önce conds. Birkaç saniyeden fazla devam etmesine izin eğer Ark artan sıvı iletkenliği sonuçlanan ozon ve peroksit üretecek. Bu ark bir sorun olup olmadığını taze malzeme ile sıvıyı yerine tavsiye edilir. </li></ol></li></ol></li><li> Kontağı aşağıdaki köprüyü stabilize. <ol><li> Iki damar arasındaki sıvı akışı gözlemleyerek köprü ateşlemeyi onaylayın. Not: Bu, 8-10 kV arasında, tipik olarak ortaya çıkar ve kullanılan sıvı bağlı olarak 250-500 uA arasındaki akım iletimini eşlik edecektir. </li><li> Dinle akım tüketimi ~ 1.000 uA ile 10-15 kV gerilimi artırarak uzantısı için köprü. NOT: gerçek değeri kullanılan sıvı bağlıdır. </li><li> Yaklaşık 1 mm başına 1 kV bir mesafeye köprü uzatın 15 kV için, örneğin 15 mm gerilim uygulanır. Gerekli ayar durumunda köprü, ayrıca deney gereksinimlerine bağlı olarak değişebilir. NOT: Stabil bir köprü can kaç saat var. </li></ol></li></ol></li><li> Kapatma İşlemleri <ol><li> Yüksek gerilim güç kaynağı üzerinde çıkışını devre dışı bırakarak köprü söndürün. Güç kaynağı kapasitörler deşarj ve gerilim okuma sıfıra düşmesi için birkaç saniye bekleyin. </li><li> Kısa önceden enerjili parça taşıma öncesinde elektrot tutucu bölümünde 1.3 inşa &quot;ölü-sopa&quot; kullanın. </li></ol></li></ol> 4. Görüntüleme <ol><li> Fringe Projeksiyon <ol><li> Şeffaf film üzerine siyah çizgili yazdırarak bir ikili saçak tabak hazırlayın ve yanardöner difüzör ekran bu yapıştırmayın. Bu Örneğin, bir A4 (yani 297 mm x 210 mm) saçak plakası kullanabilirsiniz. </li><li> Saçaklar tüm deneysel set-up yansıtılıyor böylece arka ışık önünde saçak plaka koyun. </li><li> Tutanak ya hala görüntüleri veya dijital kameralar herhangi bir numarayı kullanarak saçak deseni filmleri. </li><li> Parça değişiklikleri in, sıvı yüzeyi hem de 4.1.3 kaydedilen görüntüleri analiz ederek subtending sıvının optik yol uzunluğu değişir. NOT: gözlenen değişikliklerin kantitatif analizi gibi serbestçe kullanılabilir IDEA programı 49 gibi çeşitli yazılım paketleri kullanılarak saçak değerlendirilmesi ile yapılır. Belirli ayrıntıları ve saçak analiz düşünceler başka 49-51 kaplıdır. </li></ol></li><li> Termografik Görüntüleme <ol><li> Üreticinin talimatlarına göre termografik kameranın dinamik aralığı ayarlayın. Not: Genellikle, iki noktalı bir kalibrasyon beklenen sıcaklık aralığını kapsamına almaktadır İyi ısı çözünürlüğü sağlamak için yeterlidir. En çok sıvı köprülerin 20-50 ° C bir sıcaklık aralığında çalışır. </li><li> Deney için uygun sıcaklıklarda incelenen bir sıvı hacminin açık yüzey görüntüleme tarafından yayma düzeltme ve sıcaklık kalibrasyon yapın. <ol><li> Özdeş bir gemi doldurunbu, oda sıcaklığında çalışılan sıvı ile deney düzeneği olarak kullanılır. </li><li> Böyle bir K tipi bir termokupl gibi daldırma thermoprobe kullanarak sıvının sıcaklığını ölçer. </li><li> Kızılötesi içindeki sıvının bir görüntü kaydedilir. </li><li> Sıcak bir levha veya mikrodalga kullanılarak da köprü beklenen sıcaklıklara sıvının sıcaklığını yükseltir. Not: Bu, sıvının kaynama noktasının altında, tipik olarak en fazla 10 ° C (örneğin, su, 90 ° C). </li><li> Tekrar 4.2.2.2 ve yükseltilmiş sıcaklık sıvı 4.2.2.3 yineleyin. </li></ol></li><li> Kaydedilen yüzey alanını en üst düzeye çıkarmak için hafifçe dikey köprü ile yatay bir köprü ve seviyesinden kamera yerleştirin. NOT: nedeniyle orta güçlü emilimi ve en polar sıvılar ile kızılötesi radyasyon dalga, uzun, sadece yüzey sıcaklığı dağılımı görünür olacaktır. </li><li> Başlayan köprü sistemi Record kızılötesi önce po çıkışları sağlayan etmekwer arz ve deney sonucuna veya kamera tamponu dolu olduğu kadar, devam. </li></ol></li></ol>

The authors Dr. M&#243;nica L&#243;pez S&#225;enz and Dr. Oliver Schreer are employees of IRCAM GmbH that produces instruments used in this Article. The remaining authors declare that they have no competing financial interests.

Istikrarlı ve sağlam EHD sıvı köprülerin başarılı oluşumu bazı basit ama önemli ayrıntılar ödenecek dikkat gerektirir. Bu çözeltilerin iyonik iletkenlik uygulama (örneğin, 1-5 mS / cm) kadar düşük olması gerekmektedir. Su kirliliği, belirli polar sıvılar (örneğin, gliserol) için artan iletkenlik neden olabilir farkında olun. Yüzey kirlenme veya ark kaynaklı yanık işaretleri ücretsiz züccaciye sadece kullanımı, tüm iyi züccaciye dikkatli durulamaya dikkat yıkayın. Genel olarak deney karışmasını deri yağlarını ve tuzları önlemek için herhangi bir işleme ekipmanı zaman eldiven giymek iyi bir uygulamadır. Elektrotlar üzerinde çalışılan bir çözücü içinde bir kaç dakika için sonike edilmiş olmalıdır ve bu yüksek akım değerleri ile 30-45 dakika süreyle bir uzamama köprü çalıştırarak &quot;izi&quot; (örneğin, 3-5 mA) orta elektrot azaltmak için olması önerilir reaksiyonları. Yüksek saflıkta (örneğin,&gt;% 99.9) Değerli metaller elektrot malzemeleri olarak en iyi şekilde çalışır ve bir lokal ısınmayı azaltmak için 10 A / m? Düşük akım yoğunlukları muhafaza edecek şekilde yeterli yüzey alanına sahip olmalıdır. Zayıf istikrar var veya başlatmak için zor köprülerin durumunda alternatif akım yolu izin verebilirsiniz sıvı hiçbir yabancı havuzları vardır o ilk iletkenliği ~ 1 us / cm onaylamak için tavsiye edilir. Genelde tüm yüzeyler mümkün olduğunca kuru olması damarları ve yalıtım levhaları arasında oluşabilir ince filmler, özel bir dikkat önerilir. Ark kesme gücü oluşur ve voltaj değerini düşürmek ise sürekli ark köprü istikrarı azaltmak ya da hep birlikte köprü ateşlemeyi engelleyebilir etkilenen alanların &quot;karbonizasyon&quot; neden olur gücü yeniden uygulayın. Güç eşik geriliminin üzerinde sistemi ve herhangi bir köprü oluşturur uygulanırsa, izolasyonlu bir cam çubuk th doğru yukarı doğru sıvı çekilmesi için kullanılabiliriki damar arasındaki E irtibat noktaları (örneğin, beher bardak uçları). Sistemi davranmaya devam ederse istikrarsız bir moda ekipmanları temizlemek ve taze sıvı ile tekrar başlatın. Bu başarısız, büyük metal nesneler, köprü ve / veya onu destekleyen elektrik alanını bozabilir statik yük, ya da güçlü hava akımları desteklemek malzeme olarak çevre envanterini almak için tavsiye edilir. Deney sistemi kolaylıkla en laboratuarlarında yaygın olarak kullanılan malzemeler uygun şekilde modifiye edilir. Sıvı konteyner hemen hemen herhangi bir uygun malzeme ve özel dikkat da kabın ya da elektrik arkı durumunda sıvı fazının yanıcılığı dikkat edilmelidir arasında olabilir; yakıldığında örneğin teflon zararlı gazlar oluşturur. Elektrot şekli, yerleştirme ve malzeme de belirli bir set-up kısıtlamaları uyacak şekilde değiştirilebilir. Folyodan imal Tipik haliyle düzlemsel bir elektrot kullanılır fakat tel de akım yoğunluğu kılavuzlar sürece kullanılabilir<html> dikkate alınır. Uygulanan elektrik alanı, saf DC saf AC olabilir, AC veya DC bastırılmaktadır. Tüm 20 Hz arasında ve orta gerilimler için 20 kHz kadar bir tepki frekans aralığını tanımlamak dielektrik (EWOD) üzerine electrowetting üzerine literatürde tarif sıvılar ve dielektroforez (DEP) 9 frekans bağımlı yanıt aralığında sıvı köprüler üretecek. Bu açıkça test edilmemiştir ve bazı işçiler 50 Hz 42 olmak AC dikey köprüler için alt limiti bildirilmesine rağmen yüksek frekans aralıkları da köprüler oluşturabilir. Yerçekimi Yönlendirme kolayca sürece bir sistem uygulanan bir elektrik alanı olmadan stabil olan sıvı yüzeyleri sağlamak üzere tasarlanabilir olarak modifiye edilir. Deneyler, bu köprü bir sıvı köprü güçler hassas bir dengeyi korur yerçekimi stabilize edici etkisi üzerinde bir bağımlılığı sahip olduğunu göstermiştir yerçekimi 41 yokluğunda gerçekleştirilmiştir. ent &quot;&gt; EHD sıvı köprüler birçok doğal bilim uygulamaları repertuarına eklenebilir yeni bir araçtır. Onlar dışarıdan uygulanan elektrik alanlar ile toplu ve yüzey güçlerin etkileşimi keşif izin. Onlar yeni araçları incelemek için fırsat açın Değişik sıvılar 37 karıştırılması; değişen kimyasal reaksiyon kinetiği 52 proton nakliye 44,45 ve 53, bu koşullar biyolojik sistemlerin tepkisini incelemek ilave olarak, bu köprüler, daha önce yeni vermiştir herhangi bir fiziksel olarak subtending bir yapı olmaksızın, sıvı yüzeyine doğrudan erişim sağlar. sıvı su 28 dinamiklerine spektroskopik bilgi ve sadece yeni bir toplu özellikler tamamen yeni bir yöntem ile sıvı-sıvı faz geçişleri 54 incelemek için 31 ortaya ama potansiyelinde, burada, elektriksel olarak kontrol edilen durum şalterinin varlığına. yaygın endüstriyel uygulamayı ima EHD işlemlerin (örneğin, </e&gt; m, bu yakından müttefik olayların daha fazla çalışma yararlanabilir kesinlikle) 26 electrospinning ve 32,33 yöntemleri elektrospreyi.

An erratum was issued for <a href="http://www.jove.com/video/51819/the-preparation-electrohydrodynamic-bridges-from-polar-dielectric">The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids</a>. Figure 3 was updated because it had an incorrect representation of the power used in an operating bridge.
Figure 3 has been updated from:
<img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/5806/51819fig3old.jpg" /> 
Figure 3.&#160;Characteristic curves for a liquid water bridge. The current-voltage relationship for liquid water bridges at 0, 5, 10, 15 mm separation distance is plotted. A lower threshold below which no liquid bridge will form (see inset photo at lower left), and an upper threshold above which bridges are unstable (inset photos 1-4) bound the region of stability. For most bridges with some measureable extension (i.e. &#8805; 5 mm) the total power dissipation lies between 10 and 20 watts. The rupture of a bridge beyond the upper threshold will often follow a sequence of events progressing from normal operation (inset 1), to leaking (inset 2), sagging (inset 3), and finally rupture (inset 4).
to:
<img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/5806/51819fig3new.jpg" /> 
Figure 3.&#160;Characteristic curves for a liquid water bridge. The current-voltage relationship for liquid water bridges at 0, 5, 10, 15 mm separation distance is plotted. A lower threshold below which no liquid bridge will form (see inset photo at lower left), and an upper threshold above which bridges are unstable (inset photos 1-4) bound the region of stability.&#160; Power dissipation is a tunable parameter where longer bridges have a more narrow tuning range than shorter bridges. The rupture of a bridge beyond the upper threshold will often follow a sequence of events progressing from normal operation (inset 1), to leaking (inset 2), sagging (inset 3), and finally rupture (inset 4).

<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; orphans: auto; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 1; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; color: rgb(58, 58, 58); font-family: Arimo, &quot;Helvetica Neue&quot;, Helvetica, Arial, sans-serif; font-size: 14px; line-height: 28px; background-color: rgb(255, 255, 255);">An erratum was issued for&#160;<i style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: 12.8px; font-variant: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; line-height: normal; orphans: auto; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 1; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: rgb(255, 255, 255);">The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: 12.8px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; line-height: normal; orphans: auto; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 1; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; display: inline !important; float: none; background-color: rgb(255, 255, 255);">. Figure 3 was updated because it had an&#160;<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: 12.8px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; line-height: normal; orphans: auto; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 1; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: rgb(255, 255, 255);">incorrect representation of the power used in an operating bridge.

Erratum: The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Elektrik alanları ve malzeme kütlesi içinde gelişen kuvvetlerinin bir dizi sıvı madde sonuçlar arasında etkileşim. Gerçek sıvı bir dielektrik sistemlerde göz ardı edilemeyecek alan gradyanlar ve simetri kırılması geometrileri görünüşte özgü etkileri arasında bir sayı ile sonuçlanmaktadır. Hertz, sıvı-katı dielektrik sistemlerde 1 dönme hareketini nota ilk biriydi. Spinal akışkanlar arasındaki ara yüzey gerilimi, sadece bir dış elektrik alanı uygulanması ile değişmediği, ancak bu değişiklik, sıvı vücuda kuvvetlerinin efor neden olduğunu ve dönme hareketini başlatmak için 2 kullanılabilir görülmektedir. Armstrong Fuchs ve ortak çalışanlar kütle ve yük taşıma mekaniği 4,5 araştırdı ve bu köprülerin oluşturan hangi mekanizmaların ciddi bilimsel araştırmayı yeniden açıldığında, yakın zamana kadar esrarengiz bir parti hüner kalmıştır 1893 3&#39;de yüzen su köprü keşfetti. Elektrik alanları abilit varparalel plaka elektrotlar arasında dielektrik sıvı yükselişte Pellat işi olarak yerçekimi kuvvetine karşı sıvıların kaldırma y 6 gösterir. Bu işlem, bir kaldırma frekans bağımlılığını gösterir ve nihai olarak Maxwell gerilme tensörü 7 ile tarif edilebilir. Bir dielektrik (EWOD) üzerine electrowetting benzer frekans bağımlılığı 8 ve dielektroforetik (DEP) kütle akışı 9 gösteriyor AC şartlar altında elektrohidrodinamik (EHD) sıvı köprüleri ile ilişkili sıvı seviyesi yükselişi göz önüne alındığında bu önemlidir. Ayrıca, yüksek potansiyel elektrik alanların uygulanması sıvı püskürtme parçalamak kontrol etmek açısından önemlidir ve sıvı ile elektrik alanının etkileşimi elektrosprey atomizasyon 10,11 endüstriyel açıdan önemli işlemini anlamak için gereklidir. Harici bir elektrik alanı, yalnızca yüzey enerjisini etkilemez. Nedeniyle polarizasyonu ve kesme stresi aksiyonuna, kalıpların akışoluşturulacaktır. Bunun bir örneği, homojen olmayan elektrik alanlarının mevcudiyetinde sıvıların dolaşımıdır. Bu vesile electroconvective akımlar kayma gerilmeleri tarafından yönlendirilen sıvı dökme kurulmuştur. Sumoto bir sıvı motorlu bir polar sıvı ya da polar olmayan bir dielektrik banyo içine batırıldığı ve homojen olmayan bir elektrik alanı 12 içine yerleştirilmiş bir metal çubuk ihtiva eden bir cam ya da rotor kullanılarak inşa edilebileceği gösterilmiştir. Okano tarafından daha sonra analiz sadece nitel deney sonuçlarını maç olabilir rotasyon sorunu çözmek için homojen bir alan yaklaşım 13 kullanılır ve tekil kütle olarak yanıt dielektrik sıvı gerekli. Konuyla ilgili diğer araştırmacılar, yanlışlıkla rapor olarak tamamen noktası cevapsız ve Pellat 17 öncülüğünü elektrik alan çalışmalarına tepki olarak 14-16 artacak bir sıvı seviyesi olarak Sumoto etkisini araştırdı. Ücret yerleşebilen işlemi için kırılma yüzeyi simetri önemi ve oluşturulan kesme stress 18, sıvı EHD köprü üzerinde araştırma kavramak esastır. Süreklilik Elektromekanik 19 Melcher en tez toplu sıvıları tedavisi için tam bir teorik zemin sağlar ve izotropik homojen sınırı içinde serbest yüzeyleri kolaylaştırır. Yüzeylerinin önemi daha da kütle hareketi oluşturmak için kesme stresi simetri sonuç kaybı olarak sürekli açısından yine de açıktır. Polarize ve yüzeye yaklaşım üzerine elde edilen tepkisel kuvvete tabi olabilir ayrı cep sıvı hacimleri genel durumu olarak ele alındığında, elektrik alan etkileşim her iki Navier Stokes ve Bernoulli 20 7,21,22 ilişkilere ikame edilebilir sıvı köprüler dahil EHD akış fenomenlerin sayıda açıklamak için. Sıvı köprülerden daha fazla çalışma 23-25, mikro ve nano-malzeme işleme 26-28, ilaç dağıtım 29 baskı mürekkep püskürtmeli olarak EHD tabanlı teknolojilerin bir dizi artırabilir, 30, biyomedikal uygulamaları 31,32, ve tuzdan arındırma 33. Burada tarif edilen yöntemler, molekülleri bir dipol momentine sahip olan kalıcı bir polar sıvı içinde bulunan sıvı EHD köprülerinin oluşturulmasına erişim sağlar. Bu şekilde dielektrik geçirgenlik yerel bir değişim elde dipol nüfusun kısmi bir polarizasyon uygulanan homojen olmayan bir elektrik alanı sonuçlar ayrıca alan gradyanı 18,34,35 takviye edici. Bu polarizasyon, uygulanan alanın nispi yoğunluğu bağlı olarak, sonunda bir köprü oluşumu ile elde edilen çeşitli sıvı yanıtlar (bakınız Şekiller 4-7) bir dizi oluşturacak olan bir yer değiştirme kuvvetine yol açar. Sıvı aynı zamanda, elektrot üzerinde keskin bir kenar mevcut olduğu yerde, bir Taylor durumlarda özellikle elektrot yüzeyleri boyunca akar 22,36 geliştirecektir. Keskin kenarlarında ücret enjeksiyon olasılığı da var ve tutarlıBöylece Sumoto etkisi 12 ile birlikte sıvı bağlayıcı köprü sistemi sıvı dökme 22 electroconvective akımlarını üretmek heterocharge tabakalarının oluşumu. Köprüler için yönetim EHD ilişkiler yoğun su ve diğer polar sıvılar 22,36-38 için başka bir yere kaplıdır. Bu teorik yaklaşımlar deneysel verileri yaklaşırken dikkat edilmesi gereken bazı sınırlamalar muzdarip. Maxwell gerilme tensörü işleme alanı 36 çoktürellik hem de sıvı köprü olmayan muntazamlıklara karşı duyarsızdır. Saf EHD yaklaşım 37 electrogravitational numarası ve köprü boy oranına ilişkisi kararlı durum tanımları sağlar; Ancak akış dinamikleri ve geçici önemli olayları (örneğin, köprü oluşturma) öngörülmez. Köprünün stabilitesini analiz ve önceden Marín &amp; Lohse&#39;ye 37 tarafından yayınlanan burada elde edildiğinde üç boyutsuz sayılar yararlıdır </s&gt; kadar. Electrocapillary numarası (Ca E), elektrikli ve kılcal güçler arasındaki oran olarak tanımlanır ki bu: <img alt="Denklem 1" fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/51819/51819eq1.jpg" width="200" /> ε 0 vakum dielektrik olduğu, ε sıvının nispi dielektrik geçirgenliğe r, E t, köprü üzerinden elektrik alanıdır, γ yüzey gerilimi, D S ve M şekilde çapının yatay ve dikey çıkıntılar olmasıdır ortalama çapı D m elde edilir. Bond numarası (Bo), yerçekimi ve kapillar kuvvetler arasındaki dengeyi açıklar: <img alt="Denklem 2" fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819eq2.jpg" width="150" /> g yerçekimi ivmesi nerede, ben ücretsiz köprü uzunluğu ve V köprü birimdir. Arasındaki ilişkiyerçekimi, kılcal kuvvetler ve elektrik electrogravitational numarası G E ile ifade edilebilir: <img alt="Denklem 3" fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/51819/51819eq3.jpg" width="200" /> Köprü üzerinden akan akım kesit alanına ve dolayısıyla çapı ile ilgili ise, bir köprü, maksimum uzayabilirlik uygulanan voltaj ile ilgilidir. Bu ilişkiler, köprü hacmi belirlemek ve böylece herhangi bir çalışma, sıvı köprü için istikrar bölgeyi tanımlamak, kuple edilir. Su köprü için karakteristik eğrileri uygulanan alan yüzey gerilim kuvvetlerini ve köprünün kitlesel sızıntı sonuçlanan çok büyük olduğu üzerinde bir üst eşik aşmak için çok zayıf, altında bir alt eşik gösteren Şekil 3&#39;te verildiği ileri parçalanır alan ve köprü rüptürü sonuçları. Daha genel tedavipolar çözücüler 19,22 sıvı köprülerin oluşması basınç süresine eklenir elektrik değiştirme koşullar değiştirilmiş bir Bernoulli denklemi bağlamında akış dinamiklerini yöneten kuvvetler tahmin köprü ile çalışan basınç ve koşulları içerir. Ayrıca iyon istikrar 24 için Onsager ilişki denge pompalama yönü ve termal emisyon deneysel gözlemlerle uyum kurulmuştur. Polar sıvılar bir dizi su da dahil olmak üzere araştırılmıştır düşük alifatik alkoller (örneğin, metanol), poli-alkoller (örneğin, gliserol), dimetilsülfoksit (DMSO), ve diğer polar organik (örneğin, dimetilformamid). Polar olmayan sıvılar dielektrik (örneğin, heksan) köprüsü oluşumunu göstermezler. Köprüleri destekleyebilen dielektrik sıvılar çok iyi bir başlangıç ​​noktası fo kurmak fiziksel parametrelerin iyi tanımlanmış bir grup içinde 8,22,37 yalan incelenmiştir Bu şekilder daha fazla deneye: Düşük iletkenlik (σ &lt;5 mS / cm), orta statik göreli geçirgenliği (ε = 20-80), yüksek yüzey gerilimi (γ = 21-72 m / Nm) orta. İlginç viskozitelerdeki geniş bir yelpazede (η = 0,3-987 mPa sn) gibi köprülerde iş. Gliserol gibi yeterince yüksek viskoziteli sıvılar o sıvı dökme (bakınız Şekil 5) doğrudan bir köprü çekmek mümkündür ve dielektroforetik kuvvetleri ve sıvı köprüler arasında önemli bir bağlantı vardır. İyonik çözümler (örneğin, NaCI (aq)), köprünün sıcaklık artışı uygulanan gerilim oranına uzunluğu azaltabilir ve genişleme azaltmak için gösterilmiştir oluşumu ve önceki çalışmalarda 40 köprülemek yüksek oranda farklı bulunmaktadır. Bu davranış, büyük ölçüde sıvı hacmi elemanları ve elektrik alanı arasındaki kuplaj azaltır şarj koruyucu çözülmüş iyon etkisi hem de yüksek akım iletimini atfedilir. &lt;electrostriction eşlik gerekli basınç şartları sadece sıvı ara 21 bulunurlar çünkü süreklilik seviyesi EHD fenomenler hakkında p class = &quot;jove_content&quot;&gt; basitçe ortaya çıkar. Ayrıca, EHD sıvı köprülerin istikrar ve sistemdeki arayüzler istikrar arasında bir ilişki vardır. Düşük ağırlık deneyler 41 ayrı köprü gözyaşı bir kuvvet genişleyen yüzey alan durumunda. Yüzeyi çok sınırlı ya da aynı şekilde eğer subtending temas alanı küçük köprü olasılıkla kararsızlıklarına gelişecektir. Bu, boru ile ya da bir elektrod yüzeyinden yukarı doğru çekilir dik köprü durumunda beslendiği köprülerde tasvir edilebilir - bu durumda burada bulunan karakteristik akış dinamiklerini eksikliği bu şekilde elde edilen köprüler, uzun dönem işletim daha az kararlı olduklarını Her iki rezervuarlar ücretsiz büyük bir yüzey alanına sahiptir. Olan bağlantıları sıvı haznesine boru gösteri i içinde hapsedilir Köprülerncreased termal birikimi ve düşen yüzey gerilimi. Bir hava arayüzü kendiliğinden tüpü içinde oluşturacak tipiktir. Bu durum, her iki sınır azami uzama hem de kapalı sıvı köprüler için köprünün ortalama ömrü. Herhangi bir köprü sıvı yatak istirahatı, böyle bir hızlandırma voltajında ​​devam edecek ise açık yüzey suyu tercihen bir köprü sisteminin elektrosprey modunda içine geçişler 35 kV, 35 mm uzunluğa kadar uzatılabilir. Hortumu beslenmektedir sistemlerinde kullanım süresi, tipik olarak 2 saat daha azdır Bunun gibi serbest yüzey su köprü, kontrol edilen koşullar altında 10 saat yaklaşan stabilite ömrü vardır. EHD fenomen genellikle sadece süreklilik seviyede kabul edilir. Sıvı köprülerden moleküler çalışmalar temelinde sınırlı sayıda gerçekleştirilmiştir. Dikey AC köprüleri kullanarak bir Raman çalışmada 42 kütle su ile karşılaştırıldığında molekül-arası OH germe bandı incelenmiştir. Sc bazı değişikliklerElektrik alanının uygulanmasından sonra içeriğinde değişikler yapmak profilleri yapısal kökene sahip olduğu gösterilmiştir. Bir yüzen su köprü 43 bir HDO içinde ihtiva HDO moleküllerinin OH germe titreşim titreşim süresi üzerinde çok hızlı orta kızıl ötesi spektroskopi kullanılarak pompa sistemi: D2O su köprü HDO molekülleri için daha kısa (630 ± 50 FSEC) olduğu bulunmuştur kütle HDO: D 2 O (FSEC 740 ± 40) tersine ise, titreşim gevşeme aşağıdaki termalizasyon dinamik yük HDO göre (1500 ± 400 FSEC) nispeten yavaştır: D 2 O (250 ± 90 FSEC). Enerji gevşeme dinamiğinde bu farklılıklar çok su köprüsü ve hacimli bir su moleküler bir ölçekte farklı olduğunu göstermektedir. Ayrıca, yüzen su köprünün kızılötesi emisyon üzerine bir araştırma proton iletim bandının 44 zemin durumuna uyarılmış halde bir geçiş nedeniyle olabilecek bir termal olmayan özelliğini ortaya koymuştur. Daha yakın zamanda yapılan bir çalışma, Raman önce bildirilmiştirDC su içinde köprü 45&#39;in iç ve dış gövde arasındaki lokal pH göreceli bir farkla göstergesidir spektrumları olarak, radyal bir dağıtım vardır köprü ö. EHD sıvı köprüler içinde fiziksel özelliklerinin radyal dağılımı daha fazla sıcaklık ve yoğunluk profilleri zıt radyal dağılımları veren ve açıklanmıştır iki serbestlik moleküler derece gradyanı ya da sekonder faz varlığı ile UV inelastik olabilir saçılma deneylerinde 46 tarafından desteklenmektedir nano kabarcıklar gibi. Engellenen dönüş kavramı (yani salınımlarda) kızılötesi emisyon spektrumları 44 desteklenir ise, daha sonra, bir kavram küçük açı X-ışını saçılması çalışma 47 tarafından desteklenmez. EHD sıvı köprülerde tercihli akış yönü otomatik ayrışma kinetiği değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Onsager&#39;in çalışmaları ile anlaşarak bu bulgu, moleküler ve sürekli seviye olayları bağlamak için umut vaat &lt;sup&gt; 22. EHD fenomenine moleküler düzeyde için bir başka kanıt, bir dielektrik damlacık termal emisyon artan elektriksel alana tepki olarak yerel olarak azalır ve bir köprü başlangıcından hemen önce ulaştığı en az gözlem bulunur (bakınız Şekil 7). EHD sıvı köprüler birden uzunluk ölçeklerinde güçler arasındaki etkileşimi incelemek için bir fırsat sunmak ve destekler yerçekimi herhangi bir doğrultu ile sıvı bir dizi köprü bu tür üretmek için standart bir yöntem sağlar, bu çalışmanın özel amacı Daha önce tartışılan karakteristik olayların tam set çıkması.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1104">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:449px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:135px;">Company</td>
			<td style="width:136px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:385px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:449px;">Borosilicate Crystallization Dishes</td>
			<td style="width:135px;">VWR</td>
			<td>216-0064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:449px;">Double walled roundbottom flask with GL14 and GL8 openings along with 6mm spherical joint port</td>
			<td style="width:135px;">LGS</td>
			<td>SP757102a</td>
			<td style="width:385px;">Custom glassware with minimum two openings one for electrode, one for bridge spout.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:449px;">Adjustable Platforms</td>
			<td style="width:135px;">Rudolf Grauer AG</td>
			<td>Swiss Boy 115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Motion Translation Stage</td>
			<td style="width:135px;">Thorlabs</td>
			<td>MTS25/M-Z8E</td>
			<td style="width:385px;">Complete motorized stage, controller, and power supply</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:449px;">Insulating Plates</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td></td>
			<td style="width:385px;">Should be appropriate for resisting the intended voltages without breakdown</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:449px;">Pt Electrodes</td>
			<td style="width:135px;">Alfa-Aesar</td>
			<td>000261</td>
			<td style="width:385px;">Wash and then sonicate in 18.2 MOhm water prior to use</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">HVPS</td>
			<td style="width:135px;">FUG GmbH</td>
			<td>HCP 350-65000</td>
			<td style="width:385px;">65 kVDC @ 5mA maximum output</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Fiber Optic Temperature Probe System</td>
			<td style="width:135px;">OpSens</td>
			<td>OTG-F Sensor/ XXX-XXX Control Unit</td>
			<td style="width:385px;">Readout speed 1 kHz, accuracy 0.01K, probe size 120 um</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Long Wave Infrared Camera</td>
			<td style="width:135px;">IRCAM GmBH</td>
			<td>Taurus 110K L</td>
			<td style="width:385px;">168 FPS 384x288 Sensitivity &#60;30mK</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Long Wave Infrared Camera</td>
			<td style="width:135px;">FLIR</td>
			<td>FLIR 620</td>
			<td style="width:385px;">30 FPS 640x480 pixel Sensitivity to &#60;45mK</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:449px;">Dual Band Mid- and Long-Wave Infrared Camera</td>
			<td style="width:135px;">IRCAM GmBH</td>
			<td>Geminis 110k ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Digital Camera</td>
			<td style="width:135px;">Canon</td>
			<td>550D</td>
			<td style="width:385px;">Used for both video and still frames</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:449px;">Tripod</td>
			<td style="width:135px;">Manfrotto</td>
			<td>475B/405</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:449px;">18.2 MOhm Water</td>
			<td style="width:135px;">Milli-Q</td>
			<td>Advantage</td>
			<td style="width:385px;">Allow 24 hours to equilibrate after dispensing into clear borosilicate bottles</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Methanol dehydrated with less than 0,0050% water AnalaR NORMAPUR</td>
			<td style="width:135px;">VWR-BDH</td>
			<td>20856.296</td>
			<td style="width:385px;">Keep dry until needed;</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:449px;">Glycerol anhydrous for synthesis</td>
			<td style="width:135px;">VWR - Merck Millipore</td>
			<td>8.18709.1000</td>
			<td style="width:385px;">Keep dry until needed</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:449px;">Dimethylsulfoxide, ACS Grade</td>
			<td style="width:135px;">VWR-BDH</td>
			<td>BDH1115-1LP</td>
			<td style="width:385px;">Keep dry until needed</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the preparation of electrohydrodynamic bridges from polar dielectric liquids

Yatay ve dikey sıvı köprüler, yüksek yoğunluklu elektrik alanlar (8-20 kV / cm) ve polar dielektrik sıvıların etkileşimi keşfetmek için basit ve güçlü araçlardır. Bu köprüler bir kaç milimetrenin ötesine uzayabilirlik sergileyen bu kılcal köprülerden eşsiz karmaşık çift yönlü kütle transferi desenine sahiptir ve kızıl ötesi ışıma olmayan Planck&#39;ın yayar. Sıradan bir çözücü madde gibi bir dizi köprü yanı sıra düşük iletkenlik çözümleri ve koloidal süspansiyonlar oluşturabilirler. Makroskopik davranışı elektrohidrodinamikler tarafından yönetilir ve rijit duvarların varlığı olmadan sıvı akış olayları okuyan bir araç sağlar. Bir sıvı köprü birkaç önemli fenomenlerin başlamasından önce ilerleyen menisküs yüksekliği (electrowetting), dökme sıvı dolaşımının (Sumoto etkisi) ve yüklü damlacıklar (elektrosprey) dışarı atılması da dahil olmak üzere gözlemlenebilir. Yüzey, polarizasyon ve yer değiştirme kuvvetler arasındaki etkileşim bir direkt olarak incelenebiliruygulanan gerilim ve köprü uzunluğu değişen. Yerçekimi yardımıyla elektrik alan, Rayleigh-Yaylası dengesizliklere yönelik sıvı köprü dengeler. (Örneğin, su, DMSO ve gliserol) sunulmuştur, üç sıvı için termografik görüntü dahil olmak üzere, çalışma örnekleri ile birlikte, hem dikey hem de yatay yönde temel cihazının yapımı.

Elektrohidrodinamik sıvı köprülerin üç özellikle kılcal sıvı köprülerden farklıdır: 1) akışı, 2) uzayabilirlik, 3) ısı emisyon; Bir karşılaştırma Önceki voltaj küçük kılcal köprülerin uygulamasına., Şekil 2&#39;de gösterilen sıvı seviyesi daha da yatay konfigürasyonda ağızlı olduğu zaman, genellikle iki kap arasındaki gözlemlenebilir edilir. Ayırma mesafesi birkaç milimetreden daha az olduğunda onlar dikey yapılandırmada kaçınılmazdır. Gerilim bir rampa veya adım (protokolünde 3.4.2.2) (bkz: protokolünde 3.4.2.1 bakınız) ya da uygulanabilir. Eşik değerinin (V t) bir EHD köprü üretmek olmaz ama böyle sıvı hacmi genişlemesi gibi diğer bazı olayları tetikleyebilir aşağıda Gerilimler (Şekil 4), sıvı elektrot temas hattının yukarı doğru hareketi (Şekil 5) sıvı, rotasyon ve sirkülasyon toplu (Şekil 6), electrospraying ve jet formasyonu (Şekil 7). Vt araştırma altındaki izolasyon sıvısı bir özelliğidir, konsantrasyon ve bileşenlerin türü mevcut yanı sıra, koruyucu bir atmosfer kullanılmaktadır. Ateşleme için eşik, aynı zamanda kap ayrılması bir fonksiyonudur. Köprü ateşleme birçok milimetre ayrımları ile mümkün olmakla beraber, uygulanan gerilim daha yüksek olması ve stabil bir sıvı bağlantısı oluşturulur önce daha uzun bir süre hareketsiz daha şiddetli electrospraying ile gözlenebilir. Örneğin, içi su dolu bir rezervuar, 5 mm, 17-20 kV ve daha yüksek Vt artışlar ile ayrılır. Vt ark kontağı ve Marks ve püskürtme oluşan bir kombinasyon aşıldığında (Şekil 8a, 9a) ince bir köprü çapı &lt;1 mm oluşumu ve hemen ardından. Köprü kurulduğunda akım (9b, Şekil 8b) köprü şişmesi ardından akacakKoşullara bağlı olarak, çap: 3-5 mm. Sıvıların çok şişme köprü kontaktan bugüne kadar zaman olarak ele 10-500 ms arasındadır ve büyük ölçüde, uygulanan gerilim, ve aralarındaki mesafe, viskozite ve sıvı 8,22,37 bir fonksiyonudur. Yatay köprüler olarak akış yönünde, belirli sıvı koşullarına bağlıdır. Yüksek voltaj polarite pozitif ise, tipik olarak, net bir akışının katot doğru anottan çalışır. Uzantısı (Şekil 8c) üzerine çapı 1-10 Hz arasındaki düşük frekanslarda genellikle dalgalanma olacak. Yüksek frekanslı salınımlar da oluşabilir ve yüzey dalgaları gibi görebilir. Lütfen bir ikili yan deseni ile aydınlatıldığında, optik olarak aktif bir yoğunluk dalgaları köprü vücutta görebilir. Sistemin belirli bir tepki işlevi, likid sistemdeki hem de güç kaynağı iki özelliğin her ikisine bağlıdır. Dikey köprüler saat birçok açıdan benzerorizontal olanlar; Ancak, bu güçlü kütle akışının kanıt göstermediği ve genellikle abartılı bir amfora gibi şekle sahip. Sıvı ve uzayabilirlik (Şekil 9c) bir silindir şeklinde sütunda sürüş gerilim yaşanmasına neden olur yatay köprüler su (örneğin, 1.25 mm / kV) göre biraz daha iyi. Yatay köprüler gibi dikey köprü önce gerilime akışkan organları arasında doğrudan temas olmadan oluşabilir. Bu durumda, Taylor koni üst sarkık damla üstünde oluşturulması için görülmektedir. Bu sprey aşağı hızla alt sesil damlacık ile temas üzerine şişen istikrarlı bir jet oluşturan uzatacaktır. Electrosprays aksine, polar dielektrik sıvılar EHD köprüler hem termal şeklinde yanı sıra sivil-termal kızılötesi (IR) radyasyon 44 enerji tüketmesi. Sıvı köprülerden (7-10 Rakamlar) arasında Termografik kayıt yüzey akış dinamiklerini inceleyerek yanı sıra qu için bir araçtırIR enerji operando aktif dağılımı antifying. Termal emisyon Ohmic ısıtma nedeniyle büyük ölçüde ve farklı sıvılar farklı aynı güç dağılımı verilen ısıya eğilimi gibi böylece iyon istikrar duyarlı bir ölçüsüdür. Örneğin, su köprü (Şekil 9c) için tipik 35-50 ° C arasında, işletmek ve alkol köprüler iyon istikrar 39 hem düşük buhar basıncı hesap yanı sıra farklar hakkında bir kaç derece soğuk çalıştırın. Bu bağlantılı davranış bir başka örneği, düşük bir buhar basıncına sahiptir ve pek çok diğer polar sıvılar için ters yönde hareket eder negatif iyonlar oluşturan aprotik DMSO içinde bulunur. DMSO köprü 100 ° C&#39;de (Şekil 10a) yakın sıcaklıklarda işletme eğilimindedir. Gliserol köprüler bulunan lokalize ısıtma tarafından görülebilir olarak viskozite ve ısı kapasitesi de sisteme dağıtılır nasıl ısı enerjisi önemli bir rol oynamaktadır (Şekil 10b). <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Köprü ayrılık yolların bir numara ile oluşabilir. Köprü çalışma gerilimi için fazla uzatılırsa, ya zaman ya da bir uygulanan voltaj belirli bir uzunlukta bir köprü korumak için gerekli olan değerin altına düştüğü zaman electrogravitational numarası tarafından tahmin edildiği gibi bu muhtemelen gerçekleşir. Kritik bir değerine ulaşıldığında ve Yayla-Rayleigh istikrarsızlıklar göç edecek damlacıkların bir dizeye ligand benzeri köprü (Şekil 8e, 9e) bozabilir kadar ayrılık genellikle çapı azalması (Şekil 8d, 9d) üzerinden devam edecektir elektrik alan. Köprü çaplı yüksek kütle ve su aşağıya doğru bir jet ile sonuçlanan çok büyük olduğunda, tipik olarak sadece yatay konfigürasyonda bulunan köprü bozulma diğer bir şekli, meydana gelir. Bu davranış, köprünün tekrar damlacıklar olarak kararsız sebep olabilecek bir &quot;sallanma&quot; etkinin üretilmesi köprünün salınımlarına neden olabilir. Büyük çaplı bridGES bağlı bir taşma ile sonuçlanan tek yönlü akışı için bir kapta fazla hidrostatik tepe basıncının sonucu olarak oluşabilir; alternatif çok geniş bir köprüyü ya da &quot;su otoyol&quot; üretecek sadece küçük ayrımı yüksek değerlere gerilimi arttırır. Bu büyük çaplı köprüler de aşağı yerçekimi altında düşer büyük bir damlacık içine çöken ile başarısız olabilir. <img alt="Şekil 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig1highres.jpg" width="500" /> EHD sıvı köprü deneyleri için Şekil 1. Temel ekipman. EHD sıvı köprülerin oluşturulması için tipik (a) Yatay ve dikey (b) deneysel sisteminin şematik gösterimi. Böyle montaj askıları ve elektrot destekleri gibi bazı mekanik detayları netlik açısından ihmal edilmektedir. Zaruri bileşenleri platformu veya mo yalıtım sıvı gemiler (i) olanmiktarlarındaki (j), elektrotlar (k) ve bir yüksek gerilim güç kaynağı (m). Doğrusal çeviri aşamaları bir kez köprü kurulmuş iki gemilerin güvenli ayrılması için tavsiye edilir. Panel (c) &#39;de gösterilen çubuk ölü olarak iletken olmayan katı bir malzemeden (s), iletken bir metal çubuk (q) bir parça monte edilir ve bir Örme taş külahlı şekilde ya da başka bir tespit malzemesi (r) uygulanan elektrik bant birkaç sarar . Metal uç devre taşıma ekipmanları önce taburcu olduğunu sağlamak için deneyler bittikten sonra iki elektrot arasında kısa oluşturmak için kullanılır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig1highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig2highres.jpg" width="500" /> Kılcal ve EHD su köprülerin 2. Karşılaştırma Şekil.Üç farklı gerilimlerde, (b) 6 kV (c) 4 kV 8 kV (d) Yatay EHD köprüler kolayca açıklığın ortadan ise yatay bir kılcal köprü 1.5 mm (a) küçük bir boşluk yayılabilir. Bir kılcal köprü fıskiyesinde arasında askıya ise EHD köprü fıskiyesinde üzerinden akmasını unutmayın. Aynı şekilde dikey kılcal köprüsü (e) daha dar bir bel (~ 1.5 mm çapında). Vardır ve sadece yaklaşık olarak uzayabilir dikey EHD köprü farklı olarak 3,3 mm uzatılabilir. 4 kV (f) 6 kV (g) ve kılcal köprü olarak, aynı ayrılma mesafesi 8 kV (h) &#39;de sürülen üç EHD köprüleri gösterilir. Daha yüksek voltaj köprü artan enerji yayılımı sonucu köprü bel çapı, akış hızı ve artan ısıtma artırır. Doğal gaz çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır olarak kabarcık oluşumunda bir artış daha yüksek gerilimlerde görülmektedir. Ölçek çubuğutüm çerçeveler içinde 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig2highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig3highres.jpg" width="500" /> Şekil, sıvı su köprü 3. Karakteristik eğrileri. 0 ° C&#39;de su sıvı köprüler için akım-voltaj ilişkisi, 5, 10, 15 mm ayırma mesafesi işaretlenir. Hiçbir sıvı köprü oluşturur (sol alt içerlek fotoğrafa bakınız) hangi altında bir alt eşik, ve köprüler kararsız (İçerlek resimleri 1-4) hangi üstünde bir üst eşik istikrar bölgesini bağlı. Bazı ölçülebilir uzantısı (yani ≥ 5 mm) ile en köprüler için toplam güç dağılımı 10 ile 20 watt yatıyor. Üst eşiğin ötesinde bir köprü rüptürü sıklıkla normal işleme ilerleyen bir olaylar dizisini takip edecekiyon (ilave 1), (ilave 4) delinmesine nihayet (İçerlek 3) sarkma, (inset 2) sızıntı, ve. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig3highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig4highres.jpg" width="500" /> Şekil 4. genleşmesini. Iki geminin tüm sıvı yüzeyi öngörülen ikili saçak deseni yardımıyla uygulanan elektriksel alana tepki olarak yükselmesi görülebilir. Su ile dolu iki teflon beher iki farklı uygulanan gerilimler a) 0 kV ve b) 15 kV bir tahmin saçak deseni ile görüntülenmiş. Öngörülen saçak (panel c) değişiklik IDEA süzülmüş bir Fourier için saçak modülasyon frekansı değişiklikleri dönüşümünü kullanmaktadır 33 yazılımı kullanılarak analiz edilirgöreli yüksekliği yükselişi. Tespit vardiya düzensizlik nedeniyle ayrık kosinüs için öngörülen saçak ve eserler düşük uzaysal frekansa nedeniyle esaslı faz unwrapping dönüşümü yöntemi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig4highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig5highres.jpg" width="500" /> Şekil 5. Dielektroforez ve Electrowetting. Potansiyeli yüksek elektrik alanlar için gliserol elektromekanik yanıtı. Iki platin elektrot 0 kV (a) en anhidre gliserol daldırıldı ve 19 kV (b) sıvı güçlü bir yukarı doğru tahrik edilir nasıl değiştiğini göstermektedir. Pellat deneyinin bir modifikasyonu olarak kaldırılmış ses tamamen bir EHD gliserol Bridg elde subtending hazneden atılıriki elektrot arasında düzenlenen E (c). Aynı şekilde, çubuk biçimli elektrotlar (d) temas çizgisi 15 kV (e) &#39;nin uygulanması ile elektrotu ilerler elektrotlara yükseltilmesi küt konik (f) tarafından üretilen güçlü bir ıslatılabilme gösteren oluşturmak için yukarı doğru sıvı gövdesi çeker durumunda alanlar. Ölçek çubukları 5 mm. Ek videolar S1 (AC) ve S2 (df) alınan Stills. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig5highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig6highres.jpg" width="500" /> Kızılötesinde görüntülenmiştir Şekil 6. Sumoto etkisi. Homojen olmayan bir elektrik alanı içinde gliserol bir şekilde bir tasın kızılötesi görüntü dizisi basit bir nokta düzlem elektrot kullanılarak sağlananpanelinde görünür ışık gösterilen sistem: (a). Gücü (19 KV DC), T = 0 saniye uygulanır. Lokal yüzey soğutma noktası elektrot (T = 15 saniye) bu lokal soğutma yüzeyi boyunca yayılır ve anında ilk olarak küçük ve yüzey üzerinde görünür hale için yaklaşık 75 saniye süre gerektiren, bir dönme hareketinin üretilmesini farklılıklarını geliştirir altında meydana gelir. Çerçeveler arasındaki süre 15 saniyedir. Ölçek çubuğu 10 mm&#39;dir. Ek Video S3 Stills. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig6highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig7highres.jpg" width="500" /> 10 mm ayırma mesafesi ile dikey köprü sisteminde Şekil 7. Ön ateşleme soğutma. Üst Taylor konisi ve dikey su köprünün alt sesil damla set-u<html> p bir gerilim rampası sırasında yakın-up gösterilmiştir. Görüntüler uzun dalgalı kızılötesi bölgesindeki ve yüzey emisyonu gösterir. Burada uygulanan voltaj, her iki başlangıç: (a) bir püskürtme ejeksiyon hemen önce (e) altında 1-2 ° C arasında bir sıcaklığa ulaşan en az arttırıldıkça görüntülerden hem sıvı yüzeyler, sabit bir soğutma ve uzama (ad) vardır Üst Taylor koniden. Alt damlacık istikrarlı EHD sıvı köprüsü (g) kurulmuş gibi, emisyon hızla yükselir tahsil jet önceden teper ama hızla kontak (ef) takip katılır. Sıcaklık indirgeme, bir fiber optik termo-prob kullanılarak teyit edildi. Alt sesil damlacık olduğunu ~ 2 ° C daha önceden nedeniyle operasyona üst konisi daha sıcak; genellikle yüksek gerilim gemi biraz daha yüksek sıcaklık elde edecektir. Ek videolar S4 (üst koni) ve S5 (alt damlacık) den Stills./ 51819 / 51819fig7highres.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;upload&gt; Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="Şekil 8" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig8highres.jpg" width="500" /> Nesli için kontağı bir yatay su köprünün Şekil 8. Termografik görüntüler. Kompozit orta dalga (3,7-5,0 mikron) ve uzun dalga (8,0-9,4 mikron) için gösterilen sıvı yatay köprüler için operasyonel aşamalarını karakterize kızılötesi görüntüler Temsilcisi serisi su: (a) ateşleme, (b) genişleme, (c) uzantısı, (d) stabilizasyon, (e) ayrılık. Bu görüntü sırası köprü sisteme güç kaldırarak söndürüldü. Ek Video S6 gelen Stills. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig8highres.jpg" target="_blank">bir görmek için buraya tıklayınız</a>Bu rakamın büyük bir versiyonu. <img alt="Şekil 9," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig9highres.jpg" width="500" /> . Nesli için kontağı bir dikey su köprünün Şekil 9. Termografik görüntüler uzun dalga kızılötesi Temsilcisi serisi dikey sıvı köprüler için operasyonel aşamalarını karakterize (7,5-9,0 mikron) görüntüleri su için gösterilen: (a) ateşleme, (b) genleşme (c), düşük voltaj, (d) ligandı oluşumu, Rayleigh plato değişkenliklerin etkisi altında damlacıklar olarak (e) kırılma. Geçen zaman msn&#39;de gösterilir. Arka plan kontrast damlacık görünümünü geliştirmek için son kare ayarlandı. Ek Video S7 gelen Stills. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig9highres.jpg" target="_blank">daha büyük bir Sür görmek için buraya tıklayınız</a>Bu rakamın sion. <img alt="Şekil 10" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51819/51819fig10highres.jpg" width="500" /> DMSO ve gliserol içinde yatay köprüler Şekil 10. Termografik görüntüler. Dimetilsülfoksit (DMSO) (a) ve gliserol (b) orta dalga (3,7-5,0 mm) ve uzun dalgalı kızılötesi bir bileşik içindeki köprü miktar (8,0-9,4 um). Ek videolar S8 (DMSO) ve S9 (gliserol) Stills. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51819/51819fig10highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids at JoVE.com

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Yatay ve dikey elektrohidrodinamik sıvı köprüler yüksek yoğunluklu elektrik alanları ve polar dielektrik sıvıların etkileşimi keşfetmek için basit ve güçlü araçlardır. Temel aparat ve (örneğin, su, DMSO ve gliserol) sunulmuştur, üç sıvı için termografik görüntü dahil olmak üzere, çalışma örnekleri, bu yapı.

Polar Dielektrik Sıvılar gelen elektrohidrodinamik Köprülerin Hazırlanması

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

the-preparation-electrohydrodynamic-bridges-from-polar-dielectric

Research

JoVE Journal

Engineering

26.0K Görüntüleme.  Wetsus - Centre of Excellence for Sustainable Water Technology.  Yatay ve dikey elektrohidrodinamik sıvı köprüler yüksek yoğunluklu elektrik alanları ve polar dielektrik sıvıların etkileşimi keşfetmek için basit ve güçlü araçlardır. Temel aparat ve (örneğin, su, DMSO ve gliserol) sunulmuştur, üç sıvı için termografik görüntü dahil olmak üzere, çalışma örnekleri, bu yapı. 

Video: The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

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.

Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing

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

Mühendislik

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.

Yarık Gözenek Geometrisinde Kılcal Köprülerin İmalatı ve Görselleştirilmesi

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). In this article we will describe the methods for constructing and characterizing macroscopic disordered photonic structures using microwaves. The microwave regime offers the most convenient experimental sample size to build and test PBG media. Easily manipulated dielectric lattice components extend flexibility in building various 2D structures on top of pre-printed plastic templates. Once built, the structures could be quickly modified with point and line defects to make freeform waveguides and filters. Testing is done using a widely available Vector Network Analyzer and pairs of microwave horn antennas. Due to the scale invariance property of electromagnetic fields, the results we obtained in the microwave region can be directly applied to infrared and optical regions. Our approach is simple but delivers exciting new insight into the nature of light and disordered matter interaction.

Our representative results include the first experimental demonstration of the existence of a complete and isotropic PBG in a two-dimensional (2D) hyperuniform disordered dielectric structure. Additionally we demonstrate experimentally the ability of this novel photonic structure to guide electromagnetic waves (EM) through freeform waveguides of arbitrary shape.

Disordered structures offer new mechanisms for forming photonic bandgaps and unprecedented freedom in functional-defect designs. To circumvent the computational challenges of disordered systems, we construct modular macroscopic samples of the new class of PBG materials and use microwaves to characterize their scale-invariant photonic properties, in an easy and inexpensive manner.

Düzensiz Fotonik Bandgap Malzemelerin Fotonik Properties Çalışması Mikrodalga ve Dielektrik Katı makroskopik Örnekleri kullanma

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. The aggressive scaling of feature sizes, both on devices and interconnects, leads to serious challenges to ensure the required product reliability. Standard reliability tests and post-mortem failure analysis provide only limited information about the physics of failure mechanisms and degradation kinetics. Therefore it is necessary to develop new experimental approaches and procedures to study the TDDB failure mechanisms and degradation kinetics in particular. In this paper, an in situ experimental methodology in the transmission electron microscope (TEM) is demonstrated to investigate the TDDB degradation and failure mechanisms in Cu/ULK interconnect stacks. High quality imaging and chemical analysis are used to study the kinetic process. The in situ electrical test is integrated into the TEM to provide an elevated electrical field to the dielectrics. Electron tomography is utilized to characterize the directed Cu diffusion in the insulating dielectrics. This experimental procedure opens a possibility to study the failure mechanism in interconnect stacks of microelectronic products, and it could also be extended to other structures in active devices.

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. This paper demonstrates the procedure of an in situ TDDB experiment in the transmission electron microscope, which opens a possibility to study the failure mechanism in microelectronic products.

Transmisyon Elektron Mikroskobu Situ Zamana bağlı Dielektrik Dağılımı In: Bir imkanı Mikroelektronik aygıtlar Başarısızlık Mekanizması Anlayın

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

Silikon tabanlı Dielektrik Elastomer Aktüatörler Fabrikasyon Süreci

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy of N-polar InAlN-barrier High-electron-mobility Transistors

Plasma-assisted molecular beam epitaxy is well suited for the epitaxial growth of III-nitride thin films and heterostructures with smooth, abrupt interfaces required for high-quality high-electron-mobility transistors (HEMTs). A procedure is presented for the growth of N-polar InAlN HEMTs, including wafer preparation and growth of buffer layers, the InAlN barrier layer, AlN and GaN interlayers and the GaN channel. Critical issues at each step of the process are identified, such as avoiding Ga accumulation in the GaN buffer, the role of temperature on InAlN compositional homogeneity, and the use of Ga flux during the AlN interlayer and the interrupt prior to GaN channel growth. Compositionally homogeneous N-polar InAlN thin films are demonstrated with surface root-mean-squared roughness as low as 0.19 nm and InAlN-based HEMT structures are reported having mobility as high as 1,750 cm2/V&#8729;sec for devices with a sheet charge density of 1.7 x 1013 cm-2.

Molecular beam epitaxy is used to grow N-polar InAlN-barrier high-electron-mobility transistors (HEMTs). Control of the wafer preparation, layer growth conditions and epitaxial structure results in smooth, compositionally homogeneous InAlN layers and HEMTs with mobility as high as 1,750 cm2/V&#8729;sec.

InAlN bariyer Yüksek elektron-mobilite Transistörler N-polar Plazma destekli Moleküler Işın Epitaksi

Plasma-assisted molecular beam epitaxy is well suited for the epitaxial growth of III-nitride thin films and heterostructures with smooth, abrupt ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly scattered dielectric microparticles adhered to a glass substrate are momentarily detached using ultrasonic vibrations generated by a piezoelectric transducer (PZT). Then, the optical beam focused on a selected particle lifts it up to the optical trap while the vibrationally excited microparticles fall back to the substrate. A particle may be trapped at the nominal focus of the trapping beam or at a position above the focus (referred to here as the levitation position) where gravity provides the restoring force. After the measurement, the trapped particle can be placed at a desired position on the substrate in a controlled manner. 
In this protocol, an experimental procedure for selective optical trap loading in air is outlined. First, the experimental setup is briefly introduced. Second, the design and fabrication of a PZT holder and a sample enclosure are illustrated in detail. The optical trap loading of a selected microparticle is then demonstrated with step-by-step instructions including sample preparation, launching into the trap, and use of electrostatic force to excite particle motion in the trap and measure charge. Finally, we present recorded particle trajectories of Brownian and ballistic motions of a trapped microparticle in air. These trajectories can be used to measure stiffness or to verify optical alignment through time domain and frequency domain analysis. Selective trap loading enables optical tweezers to track a particle and its changes over repeated trap loadings in a reversible manner, thereby enabling studies of particle-surface interaction.

A protocol for launching and stably trapping selected dielectric microparticles in air is presented.

Havada Dielektrik mikropartiküllerin Optik Tuzak Yükleme

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...

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

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

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

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

Dielektrik RheoSANS - Empedans, Reoloji ve Kompleks Sıvılar Küçük Açı Nötron Saçılma eşzamanlı Sorgulama

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

An Analog Macroscopic Technique for Studying Molecular Hydrodynamic Processes in Dense Gases and Liquids

An analog, macroscopic method for studying molecular-scale hydrodynamic processes in dense gases and liquids is described. The technique applies a standard fluid dynamic diagnostic, particle image velocimetry (PIV), to measure: i) velocities of individual particles (grains), extant on short, grain-collision time-scales, ii) velocities of systems of particles, on both short collision-time- and long, continuum-flow-time-scales, iii) collective hydrodynamic modes known to exist in dense molecular fluids, and iv) short- and long-time-scale velocity autocorrelation functions, central to understanding particle-scale dynamics in strongly interacting, dense fluid systems. The basic system is composed of an imaging system, light source, vibrational sensors, vibrational system with a known media, and PIV and analysis software. Required experimental measurements and an outline of the theoretical tools needed when using the analog technique to study molecular-scale hydrodynamic processes are highlighted. The proposed technique provides a relatively straightforward alternative to photonic and neutron beam scattering methods traditionally used in molecular hydrodynamic studies.

An experimentally accessible analog method for studying molecular hydrodynamic processes in dense fluids is presented. The technique uses particle image velocimetry of vibrated, high-restitution grain piles and allows direct, macroscopic observation of dynamical processes known and predicted to exist in strongly interacting, high density gases and liquids.

Moleküler hidrodinamik süreçlerinde yoğun gaz ve sıvı için Analog bir makroskopik yüntem

An analog, macroscopic method for studying molecular-scale hydrodynamic processes in dense gases and liquids is described. The technique applies a ...

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed electric body force has to be induced by ionic motions in liquid. On the other hand, positive and negative charges attract each other, and electroneutrality is maintained everywhere in equilibrium conditions. Furthermore, an increase in an applied voltage has to be suppressed to avoid water electrolysis, which causes the solutions to become unstable. Usually, EHD flows can be induced in non-aqueous solutions by applying extremely high voltages, such as tens of kV, to inject electrical charges. In this study, two methods are introduced to generate EHD flows induced by electrical charge separations in aqueous solutions, where two liquid phases are separated by an ion-exchange membrane. Due to a difference in the ionic mobility in the membrane, ion concentration polarization is induced between both sides of the membrane. In this study, we demonstrate two methods. (i) The relaxation of ion concentration gradients occurs via a flow channel that penetrates an ion-exchange membrane, where the transport of the slower species in the membrane selectively becomes dominant in the flow channel. This is a driving force to generate an EHD flow in the liquid. (ii) A long waiting time for the diffusion of ions passing through the ion-exchange membrane enables the generation of an ion-dragged flow by externally applying an electric field. Ions concentrated in a flow channel of a 1 x 1 mm2 cross-section determine the direction of the liquid flow, corresponding to the electrophoretic transport pathways. In both methods, the electric voltage difference required for an EHD flow generation is drastically reduced to near 2 V by rectifying the ion transport pathways.

The rectification of ion transport pathways is an effective method to generate one-directional ion-dragged electrohydrodynamic flows. By setting an ion-exchange membrane in a flow channel, an electrically polarized condition is generated and causes a liquid flow to be driven when an electric field is externally applied.

Üretimi ve Electrohydrodynamic kontrolünü akar sulu elektrolit çözümlerinde

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...