Bu eser öncelikle yasama-vatandaş komisyon Minnesota kaynaklardaki ve MNDRIVE, bir girişim tarafından tavsiye edilen şekilde ARPA-E, bize Enerji Bakanlığı'nın, Minnesota çevre ve doğal kaynaklar güven fonu, tarafından bir parçası tarafından desteklenen yapıldı. Minnesota Üniversitesi. Ek destek Dreyfus Vakfı'ndan geldi.

1. pilot tesisi açılış <ol><li>nitrojen üretim sistemi <ol><li>dönüş hava kurutma makinesi, hava kompresörü ve nitrojen jeneratörü. Hava kompresör tankında hava en az 800 kPa olduğundan emin olun. Bundan böyle %0,004 (40 ppm) oksijen azot olana bu arabellek tank azot gönderip duruyor.</li>
		<li>Dönüşte nitrojen gaz güçlendirici. Gaz güçlendirici baskılar 17 MPa yüksek, azot kaynağı tankları doldurmaya başlar.</li>
	</ol></li> <li>Hidrojen üretim sistemi <ol><li>chiller, su Deiyonizasyon ünitesi ve elektroliz açın. Çünkü başlatmak elektroliz izin için havalandırma negatif basınç ölçer bir akış sensoru elektroliz bir havalandırma sistemi olmadan çalışmaz. Hidrojen 0,54 kg/h oranı ile üretilen ve deşarj basıncı 1.5 MPa olacak.</li>
		<li>Dönüşte hidrojen gaz güçlendirici. Chiller çalışır durumda olduğundan ve soğutma sıvı üzerinden akan doğrulayın. Hidrojen kaynağı tankları 17 MPa dolu olacak.</li>
	</ol></li> <li>Amonyak skid başlangıç <ol><li>bilgisayar kontrol odasında aşağıdakileri yapmak için kullanın: <ol><li>bina için Acil çıkışlar doğrulayın.</li>
			<li>Binanın içinde oksijen, hidrojen ve amonyak konsantrasyonu daha az %20, 19 ppm ve 35 ppm, sırasıyla olduğundan emin olun.</li>
			<li>Hidrojen ve azot kaynağı tankları için 17 MPa uygulanır doğrulayın.</li>
			<li>Amonyak örnekleyici ve ağırlık tank vanaları atlanır emin olun.</li>
			<li>Basınç azot ile skid kızak ayarlayarak &#39; s azot giriş regülatör 2.5 MPa için. Azot basıncı regülatörü 300 psi için ayarlayın ve sonra açık azot bypass Vana skid 300 psi için azot ile doldurmak için. Bu basınç ulaşıldığında azot vanayı kapat. Hidrojen 1200 psi için düzenli ayarla ve kızak 1200 psi için doldurmak izin vermek için hidrojen Vanayı aç. Hidrojen Bay-pas valfi kapatmak.</li>
			<li>Hidrojen giriş Vana açıp skid ayarlamak &#39; s hidrojen giriş 10 MPa Regülatöre.</li>
			<li>NH 3 basınç regülatörü için 1 MPa ayarla.</li>
			<li>Kapat / kızak, kompresör ve hava vanaları birden çok bypass vanaları aç için yazılım kontrol GUI kullanın.</li>
			<li>Birkaç skid N 2 1:3 oranında ile beslenen emin olmak için PID denetleyicileri için yazılım kontrol GUI kullanın: H 2.</li>
			<li>Kontrol odası ve yazılım kontrol ana GUI kullanarak, skid başlatma. Skid gaz recirculate ve taze yem enjekte kompresör başlıyor.</li>
			<li>GUI yazılım, kontrol tepki ve yoğuşma sıcaklığı ayarlayın. Reaktör ve kondansatör sıcaklıklar 440 ve -25 ° C sırasıyla ayarlanır. 
			Not: Bu ayar noktası sıcaklığı almak ve kararlı duruma durumu elde etmek reaktör için ilâ 4 yaşam alır.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 2. Deneysel cihazları başlangıç <ol><li>reaktör hazırlık ve azaltma <ol><li>tartmak 3 g ön azaltılmış katalizör. Az 1 mm için bir harç ve havaneli kullanarak katalizör partiküller parçacık boyutunu küçültmek.</li>
		<li>Katalizör 0,25 boru içinde yüklemek ve her iki tarafta yer kuvars yün.</li>
		<li>Bir PID denetleyicisi kullanın ve uygun rampaları ile reaksiyon ısısı (400 ° C) reaktör sıcaklığı artırmak iken bir akış hızı (SCCM) dakikada 500 standart kübik santimetre ile reaktör üzerinden akan hidrojen. (Tablo 1 ' de özetlenen) rampalar kullanın. 
		Not: Sıcaklık artışı uygun katalizör etkinlik elde etmek için çok iyi olması.</li>
		<li>24 h hiçbir hava veya kirlilik katalizör ile temas gelir sağlamak için azaltma işlemine devam edin. Her zaman bir azot battaniyenin altında reaktör devam.</li>
	</ol></li> <li>Emici hazırlık <ol><li>80 g CaCl 2 emici emici sütuna yük (ID: 2.3 cm, uzunluk: 30 cm). Paketlenmiş yatakta hareketsiz için emici, her iki tarafında farklı emici destekler ambalaj kullanılacak farklı emici boyutları göre.</li>
		<li>Herhangi bir nem kaldırmak için 350 ° c emici sıcaklık artışı ise akan azot ile 200 SCCM 24 h için akış hızı</li>
	</ol></li> <li>Başlangıç tepki ayırma testleri <ol><li>sırasıyla 400 ° C ve 180 ° C de reaktör ve emici sıcaklık artışı. 
		Not: uygun sıcaklık rampalar reaktör sıcaklığı artırmak için kullanın. Transformers sıcaklık kontrolü daha düzgün yapmak için kullanın. Azot battaniyenin altında boş modda almak belgili tanımlık sistem. Başlamadan önce herhangi bir test, sistem 5 MPa için azot ile bir kaç kez şarj ve basınç bırakın.</li>
		<li>GUI hidrojen ve azot kitle Akış kontrolcüler denetlemek için kullanın.</li>
		<li>Cihaz hedef baskılar için azot ve 1:3 oranında hidrojen ile şarj edin.</li>
		<li>Bir kez hedef basınç elde edilir, giriş vanaları kapatın, reaktör çıkış vanası açmak ve dolaşım pompa çevirmek. Ekzotermik reaksiyon ve emilimi nedeniyle, reaktör ve emici sıcaklıklar daha dikkatli denetim sürecinin başında gerektirebilir.</li>
		<li>Emici atılım için başladığında nokta kadar 5 h, sınava devam.</li>
	</ol></li> <li>Desorpsiyon amonyak <ol><li>giriş ve çıkış vanaları açın.</li>
		<li>Sistem azaltmak &#39; s-basınç atmosferik basınç ve emici sıcaklık artışı ise akan azot 100 SCCM 5 h için amonyak emici malzeme desorb bir Debi ile.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Erisman, J. W., Sutton, M. A., Galloway, J., Klimont, Z., Winiwarter, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+a+century+of+ammonia+synthesis+changed+the+world.">How a century of ammonia synthesis changed the world.</a> Nat Geosci. 1 (10), 636-639 (2008).</li><li>Vojvodic, A., Medford, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+limits:+A+low-pressure,+low-temperature+Haber-Bosch+process.">Exploring the limits: A low-pressure, low-temperature Haber-Bosch process.</a> Chem Phys Lett. 598, 108-112 (2014).</li><li>Jennings, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Catalytic Ammonia Synthesis. , (1991).</li><li>. Nitrogen (Fixed) - Ammonia Available from: <a target="_blank" href="https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nitrogen/mcs-2016-nitro.pdf">https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nitrogen/mcs-2016-nitro.pdf</a> (2016)</li><li>Wojcik, A., Middleton, H., Damopoulos, I., Van herle, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+as+a+fuel+in+solid+oxide+fuel+cells.">Ammonia as a fuel in solid oxide fuel cells.</a> J Power Sources. 118 (1-2), 342-348 (2003).</li><li>Zamfirescu, C., Dincer, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+ammonia+as+a+sustainable+fuel.">Using ammonia as a sustainable fuel.</a> J Power Sources. 185 (1), 459-465 (2008).</li><li>Christensen, C. H., Johannessen, T., S&#248;rensen, R. Z., N&#248;rskov, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+an+ammonia-mediated+hydrogen+economy?.">Towards an ammonia-mediated hydrogen economy?.</a> Catalysis Today. 111 (1-2), 140-144 (2006).</li><li>Hummelsh&#248;j, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=reversible+high-density+hydrogen+storage+in+compact+metal+ammine+salts.">reversible high-density hydrogen storage in compact metal ammine salts.</a> J Am Chem Soc. 130 (27), 8660-8668 (2008).</li><li>Ni, M., Leung, M. K. H., Leung, D. Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia-fed+solid+oxide+fuel+cells+for+power+generation-A+review.">Ammonia-fed solid oxide fuel cells for power generation-A review.</a> Int J Energy Res. 33 (11), 943-959 (2009).</li><li>Zamfirescu, C., Dincer, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+as+a+green+fuel+and+hydrogen+source+for+vehicular+applications.">Ammonia as a green fuel and hydrogen source for vehicular applications.</a> Fuel Process Technol. 90 (5), 729-737 (2009).</li><li>Ertl, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Science+and+Catalysis-Studies+on+the+Mechanism+of+Ammonia+Synthesis:+The+P.+H.+Emmett+Award+Address.">Surface Science and Catalysis-Studies on the Mechanism of Ammonia Synthesis: The P. H. Emmett Award Address.</a> Catal Rev. 21 (2), 201-223 (2006).</li><li>Nielsen, A., Kjaer, J., Bennie, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate+equation+and+mechanism+of+ammonia+synthesis+at+industrial+conditions.">Rate equation and mechanism of ammonia synthesis at industrial conditions.</a> J Catal. 3 (1), 68-79 (1964).</li><li>. DE-FOA-0001569 Sustainable Ammonia Synthesis Available from: <a target="_blank" href="https://science.energy.gov/~/media/grants/pdf/foas/2016/SC_FOA_0001569.pdf">https://science.energy.gov/~/media/grants/pdf/foas/2016/SC_FOA_0001569.pdf</a> (2016)</li><li>Sustainable Ammonia Synthesis - Exploring the scientific challenges associated with discovering alternative, sustainable processes for ammonia production. DOE Roundtable Report Available from: <a target="_blank" href="https://science.energy.gov/~/media/bes/pdf/reports/2016/SustainableAmmoniaReport.pdf">https://science.energy.gov/~/media/bes/pdf/reports/2016/SustainableAmmoniaReport.pdf</a> (2016)</li><li>Reese, M., Marquart, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+a+Small-Scale+Haber+Process.">Performance of a Small-Scale Haber Process.</a> Ind Eng Chem Res. 55 (13), 3742-3750 (2016).</li><li>Schl&#246;gl, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+Synthesis+of+Ammonia-A+"Never-Ending+Story".">Catalytic Synthesis of Ammonia-A "Never-Ending Story".</a> Ange Chemie Int Ed. 42 (18), 2004-2008 (2003).</li><li>Dyson, D. C., Simon, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+Expression+with+Diffusion+Correction+for+Ammonia+Synthesis+on+Industrial+Catalyst.">Kinetic Expression with Diffusion Correction for Ammonia Synthesis on Industrial Catalyst.</a> Ind Eng Chem Fund. 7 (4), 605-610 (1968).</li><li>Temkin, M., Pyzhev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+ammonia+synthesis+on+promoted+catalysts.">Kinetics of ammonia synthesis on promoted catalysts.</a> Acta Physiochim USSR. 12, 327-356 (1940).</li><li>Annable, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+Temkin+kinetic+equation+to+ammonia+synthesis+in+large-scale+reactors.">Application of the Temkin kinetic equation to ammonia synthesis in large-scale reactors.</a> Chem Eng Sci. 1 (4), 145-154 (1952).</li><li>Guacci, U., Traina, F., Ferraris, G. B., Barisone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Application+of+the+Temkin+Equation+in+the+Evaluation+of+Catalysts+for+the+Ammonia+Synthesis.">On the Application of the Temkin Equation in the Evaluation of Catalysts for the Ammonia Synthesis.</a> Ind Eng Chem Prod DD. 16 (2), 166-176 (1977).</li><li>Hummelsh&#248;j, J. S., S&#248;rensen, R. Z., Kustova, M. Y., Johannessen, T., N&#248;rskov, J. K., Christensen, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+nanopores+during+desorption+of+NH3+from+Mg(NH3)6Cl2.">Generation of nanopores during desorption of NH3 from Mg(NH3)6Cl2.</a> J Am Chem Soc. 128 (1), 16-17 (2006).</li><li>Huberty, M. S., Wagner, A. L., McCormick, A., Cussler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+absorption+at+haber+process+conditions.">Ammonia absorption at haber process conditions.</a> AIChE Journal. 58 (11), 3526-3532 (2012).</li><li>Himstedt, H. H., Huberty, M. S., McCormick, A. V., Schmidt, L. D., Cussler, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+synthesis+enhanced+by+magnesium+chloride+absorption.">Ammonia synthesis enhanced by magnesium chloride absorption.</a> AIChE Journal. 61 (4), 1364-1371 (2015).</li><li>Malmali, M., Wei, Y., McCormick, A., Cussler, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+Synthesis+at+Reduced+Pressure+via+Reactive+Separation.">Ammonia Synthesis at Reduced Pressure via Reactive Separation.</a> Ind Eng Chem Res. 55 (33), 8922-8932 (2016).</li><li>Wagner, K., Malmali, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Column+absorption+for+reproducible+cyclic+separation+in+small+scale+ammonia+synthesis.">Column absorption for reproducible cyclic separation in small scale ammonia synthesis.</a> AIChE Journal. , (2017).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Kritik adımlar tepki-emme deneysel cihazları:
Nitrojen ve hidrojen sistemde hiçbir kirlilik olduğundan emin olun. Emici malzeme her döngüsü sonra değişecek. Çoğu durumda, yüksek sıcaklıkta ve amonyak, huzurunda emici malzeme sigorta ve büyük sağlam beton formu. Her metal halide ve ammine karmaşık termodinamik özelliklerinin göre uygun sıcaklık emme ve desorpsiyon için istihdam edilmelidir. Önce her test basınç düşüşü arasında (emici, reaktör, boru, Vana, bağlant...

Amonyak önemli bir endüstriyel kimyasal bileşiktir. 20inci yüzyılın1,2en önemli yeniliklerden biri olarak bilinen Haber - Bosch sürecinde üretilir. Amonyak sentezi yapılmaktadır yüksek sıcaklıklardaki türdeş olmayan bir katalizör varlığında (&#62; 375 ° C) ve basınç (&#62; 100 bar)3. Yüksek sıcaklık ve basınç gerekleri amonyak sentezi çok enerji - yapmak ve büyüme. Yaklaşık olarak, amonyak 150 milyon ton üretilen dünyanın enerji tüketimi, doğal gaz tüketiminin % %5 1-3 hesapları her yıl4ve İklim değişen gaz emisyon5,6, % 3'e kadar 7.
Amonyak iki büyük potansiyel kullanımı vardır. İlk olarak, amonyak sentetik azot gübre1' dir. Bu gübre geçerli Nüfusun yarısının yeterli gıda erişim olmazdı. İkinci olarak, amonyak bir enerji vektörü, karbon-nötr sıvı yakıt olarak veya dolaylı hidrojen taşıyıcı8,9,10,11olarak hizmet verebilir. Genellikle, yenilenebilir kaynaklar (örneğin Rüzgar) underpopulated kırsal alanlarda, nerede yakalanabilir kullanılabilir; Bu tür izole Rüzgar ve güneş enerjisi "telli" adı verilir. Bu senaryoda, elektrik, ısı enerji yenilenebilir enerji kaynağından enerji-yoğun karbon-nötr Sıvı amonyak dönüştürülür. Üretilen Sıvı amonyak sonra kent merkezleri, nerede amonyak bazlı yakıt hücreleri12 ve içten yanmalı motorları13doğrudan kullanılabilir veya hidrojen çürümüş ve sonra hidrojen yakıt hücreleri içinde kullanılmak için sevk edilebilir veya Hidrojen istasyonları. Sonuç olarak, biz ABD kalabalık kentsel alanlarda için ABD prairies Rüzgar taşıyabilirsiniz
Çoğunlukla gübre kullanımı nedeniyle, amonyak üretimi önemli bir endüstridir. Oda sıcaklığında amonyak sentezi tepki ekzotermik ve dolayısıyla — en azından ilke olarak — tepki ortam koşulları altında elde spontan14, ancak, güçlü azot-azot bağ nedeniyle son derece zor olduğunu 15. bu sorunu aşmak için Fritz Haber ünlü yüksek sıcaklıklarda hızlı Kinetik elde etmek için kullanılan, ancak ters tepki üretimi inhibe bu yüksek sıcaklıklarda anlamına geliyordu. Bu ters tepki çekingenliklerini azaltmak için Haber yüksek basınç dönüşüm iyileştirmek için kullanılır. Hala Ludwigshafen BASF fabrikasında süsleyen bir silah varil içinde büyük ölçekli tepki gerçekleştirmiştir.
Reaksiyon potansiyel olarak çok daha mütevazı şartlar altında çalıştırdığınızda yüksek sıcaklık ve basınç kullanmak için gerekliliği üzerinde bir yüzyıl2için sinirli kimyagerler var. Sonra bile işleminin ticari, Karl Bosch ve BASF, büyük bir grup için daha iyi katalizörler seyir tüm periyodik tablo aracılığıyla churned. Bosch küçük başarı varken arama hala devam ediyor. Hatta geçen yıl başlatılan16,17amaçlayan yeni bir katalizör arayan yeni bir araştırma programı oldu. Amonyak sentezi detaylı kimya şimdi iyi anlaşılan14ve yeni catalyst için arama başarılı olursa, kesinlikle değer çaba olacaktır. Ancak, bize göre geçmiş hataları gelecekteki başarı olasılığını azaltır.
Aşağıdaki metin, küçük ölçekli amonyak sentezi işlemi açıklanmıştır ve alternatif bir işlem araştırmak için motivasyon açıkladı.
Küçük ölçekli süreci:
Rüzgar tarafından oluşturulan amonyak Amonyak, sentezleme için Haber - Bosch işlemi yerel olarak işletilen ancak ihmal edilebilir tutarlar karbon dioksit üreten çok daha küçük, daha basit bir işlem arayan gelişiyordu. Fizibilite Rüzgar gelen yerel amonyak imalatı, Morris, MN, yer ve şekil 118içinde gösterilen bir pilot tesis içinde zaten kanıtlanmıştır. Morris Buffalo sırtı, Minnesota güneybatı köşesinde tepeler haddeleme 60 millik bir oluşumu oturur. Sırtın alışılmadık derecede sabit kuvvetli rüzgar çayır inişli çıkışlı, vardır. Sonuç olarak, Rüzgar tarafından üretilen elektrik için bir Mekke olduğunu.
Bu elektrik ile zaten amonyak Rüzgar, kırk bin kez fosil yakıtlar mevcut ticari işlemlerde daha küçük olan bu bitki kullanarak üretiyoruz. Bazı Rüzgar tarafından üretilen elektrik nitrojen hava basıncı salıncak adsorpsiyon ile örneğin, oksijen zenginleştirilmiş hava ihtiyacı olan amfizem olan hastalar için kullanılan hava ayrılması için kurulan bir yöntem üzerinden yapmak için kullanılır. Ancak, daha fazla elektrik hidrojen yapmak için kullanılan su elektroliz tarafından. Bu gazların işleminin şematik Şekil 2' de gösterilen geleneksel bir katalizör üzerinde birleştirilir. Reaksiyon sonra gaz Sıvı amonyak yoğunlaşmaya soğutma tarafından ayrılır. Unreacted gazlar, hem de uncondensed amonyak geri dönüştürülmektedir.
Pilot tesis ayrıntılarını Bizim pilot tesis, University of Minnesota yenilenebilir hidrojen ve amonyak Pilot tesis, elektrik enerjisi bir eş 1.65 MW rüzgar türbini sağlanır. Pilot tesis, Minnesota Üniversitesi'nde, kullanılan kalan güç ile oluşturulan güç yaklaşık yüzde 10'u kullanır Morris kampüs.
Bir elektroliz, bir güçlendirici kompresör ve termal soğutma hidrojen üretim sistemi kullanır. Bu sistem 0,54 kg hidrojen gaz saatte 2400 psi 24 kullanarak depolanan üretir elektrik kWh. Yerinde bir kuyudan su ters ozmoz ve Deiyonizasyon sistemiyle saf. Su o zaman ilâ 15 L/h azot nitrojen jeneratörü, ön hava kompresörü, bir hava kurutma makinesi ve bir güçlendirici kompresör kullanılarak oluşturulan bir hızda elektroliz için sağlanır. Azot gazı 2400 psi yaklaşık 6 kullanarak depolanır kWh elektrik.
Amonyak sentezi özel bir skid kullanır. Bir kompresör, bir reaktör, soğutma soğutma döngüsü ve 20 kW elektrikli ısıtıcı içerir. Skid yaklaşık 28 kullanır kWh elektrik amonyak sonra 150 PSI depolanan saat başına 2,7 kg üretmek için. Amonyak üretim süreci entegre PLC ve operatör panel sistemleri ile kontrol edilir. Üretilen hidrojen ve azot 18 azot stora sitesinde depolanırGe tankları ve 54 Hidrojen depolama tankları. Amonyak da 3.100-galon gemi içinde saklı otel bünyesinde mevcuttur.
Rüzgar üretimi pahalı olduğunu Bu işlem için elektrik gelen Rüzgar yapılır ve böylece yakıt amonyak yapmak için herhangi bir fosil yakıt kullanmadan, ücretsizdir. Ancak, bu pilot tesis için sermaye maliyeti yatırımlar için hidrojen üretimi ve amonyak sentezi için hakim. Tarihi operasyonlara küçük ölçekli amonyak yapma maliyetini yaklaşık iki kez geleneksel amonyak fosil yakıtlara bağlı olduğunu göstermektedir. Biz bizim süreci optimize etmek devam ederken, küçük ölçekli Rüzgar oluşturulan amonyak geçerli Doğalgaz fiyatlarla rekabet olmayacaktır inanıyorum. Kitle amonyak yapılan maliyeti daha büyük bir geleneksel sürecinin veya alternatif bir süreç bu şekilde azaltılabilir sermaye bu kağıt bir sonraki nitelendirdi.
Emme işlemi:
Üretim emilimini artırır Amonyak sentezi için kullanılan katalizör sırasında geçen yüzyılın19hemen hemen değişmeden kalmıştır. Sonuç olarak, bu araştırmada farklı bir yaklaşım dışarı taşıdı. Geçerli katalizör ve çalışma sıcaklığı geçerli, ancak en kısa zamanda o mütevazı baskılar, amonyak emmek. Biz herhangi bir unreacted hidrojen ve azot geri dönüşüm. İşleminin şematik şekil 3' te geleneksel işlemine benzer like that ama bir dolu yatak emici ile kondansatör yerine.
İlk tepki Kinetik değişmez Bu sistem3,14,15,20,21 önceki çalışmaların bir çoğu ile tutarlı bir ilk tepki hızı düşük dönüşüm de bu sistemi ile deneyler göster , 22 , şekil 4' te gösterildiği gibi 23. Sol panelde şiddetle sıcaklık ile değişir ilk fiyatlar, gösterir. Bu oranlar da basınç ile değişir, varyasyonlar sağ panelde gösterildiği gibi daha küçük, iken. Bizim yeni süreçte biz aynı catalyst ve benzer çalışma koşulları kullanır, ancak daha düşük basınçta emme kullanarak Amonyak üretimi artırmak için yollar aramak. Biz böylece amonyak sentezi için sermaye maliyeti azaltmak umuyoruz.
Dönüşüm emilimini artırır Çalışmamızda, silindirik bir gemi emici küçük parçacıklar ile dolu dolu bir oda küçük süreçte kondansatör yerine. Öncelikle magnezyum klorür ve Kalsiyum klorür11,24emiciler vurgulamıştık. Böyle ammine emiciler iki etkileri vardır. İlk olarak, onlar amonyak konsantrasyonu sıfır yakınındaki için geri dönüşümlü gazlar içinde mevcut azaltır. İkinci olarak, onlar etkili azaltmak belgili tanımlık zaman sıfır yakınındaki ayrılması için. Bu strateji üretken25,26,27yaşında. Örneğin, şekil 5' te, sistemdeki toplam basıncında düşüş orantılıdır, amonyak yapma oranı emme ile çok daha fazla olduğunu göstereceğiz. Özellikle, 90 Bar, kırmızı daireler tarafından gösterilen tepki daha az daha emici ile reaksiyon tamamlandıktan tarafından mavi üçgen27gösterilen. Reaksiyon emici olmadan bir basınçta neredeyse iki katı bu emme ile reaksiyon gerçekleşir olsa bile bu durum geçerlidir. (Burada gösterilmeyen) önceki deneylerde ayrıca işlemin nihai dönüşüm emici ile % 95'ama emici olmadan yaklaşık % 20 olduğunu gösterdi.
Reaksiyon oranı çok daha az ısı emme ile olmadan daha değişir. Bu tekrar amonyak sentezi toplam basınç karşı saat27olarak rapor şekil 6, gösterilir. Reaksiyon ısısı 60 ° C tarafından değiştirme reaksiyon hızı üzerinde küçük etkisi. Reaksiyon oranı neredeyse bir büyüklük, değişikliği gösteren şekil 4' deki ilk oranları ile karşıttır. Ters tepki etkisini azalttı, kimyasal kinetik artık böylece tek adım için genel oranı sorumlu sonuçları şekil 4 ve şekil 6 farklıdır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="632">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Experimental Apparatus</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Magnesium Chloride</td>
			<td style="width:131px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">7786-30-3</td>
			<td>St. Louis, MO</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Calcium Chloride</td>
			<td style="width:131px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">10043-52-4</td>
			<td>St. Louis, MO</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ultra Pure Hydrogen</td>
			<td style="width:131px;">Matheson</td>
			<td>SG PHYF30050</td>
			<td>New Brighton, MN</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ultra Pure Nitrogen</td>
			<td style="width:131px;">Matheson</td>
			<td>SG G1881112</td>
			<td>New Brighton, MN</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Iron Based Catalyst</td>
			<td style="width:131px;">Clariant/Sud Chemie</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>Charlotte, NC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Variable Piston Pump</td>
			<td style="width:131px;">PumpWorks Inc.</td>
			<td style="width:119px;">PW2070N</td>
			<td>Minneapolis, MN</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Omega Ceramic Heater</td>
			<td style="width:131px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">CRFC-36/115-A</td>
			<td>Stamford, CT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PID Controller</td>
			<td style="width:131px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">CN96211TR</td>
			<td>Stamford, CT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Signal Conditioner</td>
			<td style="width:131px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">DRG-SC-TC</td>
			<td>Stamford, CT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pressure Transducer</td>
			<td style="width:131px;">WIKA</td>
			<td style="width:119px;">50426877</td>
			<td>Lawrenceville, Georgia</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mass Flow Controller</td>
			<td style="width:131px;">Brooks Instruments</td>
			<td style="width:119px;">SLA5850</td>
			<td>Hatefield, PA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name</td>
			<td style="width:131px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pilot Plant</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electrolyzer</td>
			<td style="width:131px;">Proton OnSite</td>
			<td style="width:119px;">H6 Series</td>
			<td>Wallingford, CT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Gas Booster</td>
			<td style="width:131px;">PDC Machine</td>
			<td style="width:119px;">3 2500&#160;</td>
			<td>Warminster, PA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Wind Turbine</td>
			<td style="width:131px;">Vestas</td>
			<td style="width:119px;">V82</td>
			<td>Portland, OR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Chiller</td>
			<td style="width:131px;">Thermal Care</td>
			<td style="width:119px;">SQ Series</td>
			<td>Niles, IL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Water Purifier</td>
			<td style="width:131px;">Elga Pure Lab</td>
			<td style="width:119px;">S-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Nitrogen Generator</td>
			<td style="width:131px;">Innovative Gas System</td>
			<td style="width:119px;">NS-10</td>
			<td>Huoston, TX</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Air Compressor</td>
			<td style="width:131px;">Hydrovane</td>
			<td style="width:119px;">HV05</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ammonia synthesis at low pressure

Amonyak düşük basınçta bir amonyak seçici emici kullanımı ile sentez. İşlem, Rüzgar enerjisi, yerel olarak amonyak için sentetik gübre gerektiren alanlarda kullanılabilir ile kurulabilir. Sadece uzak yerleşim merkezleri nerede doğrudan kullanılabilir kullanılabilir çünkü böyle rüzgar enerjisi genellikle "telli," adı verilir.
Önerilen düşük basınçlı proses azot basıncı salıncak emme kullanarak havadan yapılır ve hidrojen su elektroliz tarafından üretilir. Bu gazların yaklaşık 400 ° c yükseltilen bir geleneksel katalizör varlığında tepki verebilir süre dönüşüm kez bu reaksiyon yüksek basınçlarında tek mümkün kılan ters tepki ile sınırlıdır. Bu sınırlama bir ammine benzeri kalsiyum veya magnezyum klorür üzerinde emme tarafından kaldırılabilir. Böyle alkali metal halojenürlerden etkili amonyak, böylece tepki denge kısıtları baskılayarak kaldırabilirsiniz. Önerilen emme gelişmiş amonyak sentezi süreçte, reaksiyon hızı sonra kimyasal kinetik ne de emme oranları tarafından değil ama unreacted gazlar geri dönüşüm oranı tarafından kontrol edilebilir. Olumlu bir geleneksel küçük ölçekli Haber - Bosch işlem yapılan amonyak ile karşılaştırılması.

Morris, MN bir pilot tesis için yerel Amonyak üretimi18, Rüzgar kullanarak fizibilite şekil 1' de gösterildiği gibi göstermiştir. Rüzgar nitrojen ve hidrojen basınç salıncak emme hava ve su, elektroliz sırasıyla yapmak için kullanılan elektrik üretir. Bir reaktör geleneksel bir katalizör amonyak yapma nitrojen ve hidrojen gazları birleştirmek için kullanır. Amonyak sonra bir kondansatör kullanılarak ayrılır.<...

Watch this Scientific Journal Video about Ammonia Synthesis at Low Pressure at JoVE.com

Ammonia Synthesis at Low Pressure

Amonyak düşük basınçta geleneksel bir katalizör ve amonyak seçici emici kullanarak sentez.

Düşük basınçta amonyak sentezi

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

26.3K Görüntüleme.  University of Minnesota – Twin Cities. Amonyak düşük basınçta geleneksel bir katalizör ve amonyak seçici emici kullanarak sentez.

Video: Ammonia Synthesis at Low Pressure

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest in using nano-colloids for photo-thermal ablation, drug delivery and many other biomedical applications 6. Gold is particularly used because of its low toxicity 7-9. A property of metal nano-colloids is that they can have a strong surface plasmon resonance 10. The peak of the surface plasmon resonance mode depends on the structure and composition of the metal nano-colloids. Since the surface plasmon resonance mode is stimulated with light there is a need to have the peak absorbance in the near infrared where biological tissue transmissivity is maximal 11, 12.
We present a method to synthesize star shaped colloidal gold, also known as star shaped nanoparticles 13-15 or nanostars 16. This method is based on a solution containing silver seeds that are used as the nucleating agent for anisotropic growth of gold colloids 17-22. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of the resulting gold colloid showed that 70 % of the nanostructures were nanostars. The other 30 % of the particles were amorphous clusters of decahedra and rhomboids. The absorbance peak of the nanostars was detected to be in the near infrared (840 nm). Thus, our method produces gold nanostars suitable for biomedical applications, particularly for photo-thermal ablation.

We synthesized star shaped gold nanostars using a silver seed mediated growth method. The diameter of the nanostars ranges from 200 to 300 nm and the number of tips vary from 7 to 10. The nanoparticles have a broad surface plasmon resonance mode centered in the near infrared.

Gümüş Tohum aracılığı Büyüme Yöntemi ile Altın Nanostar Sentezi

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest ...

Biyomühendislik

Induction of Adhesion-dependent Signals Using Low-intensity Ultrasound

In multicellular organisms, cell behavior is dictated by interactions with the extracellular matrix. Consequences of matrix-engagement range from regulation of cell migration and proliferation, to secretion and even differentiation. The signals underlying each of these complex processes arise from the molecular interactions of extracellular matrix receptors on the surface of the cell. Integrins are the prototypic receptors and provide a mechanical link between extracellular matrix and the cytoskeleton, as well as initiating some of the adhesion-dependent signaling cascades. However, it is becoming increasingly apparent that additional transmembrane receptors function alongside the integrins to regulate both the integrin itself and signals downstream. The most elegant of these examples is the transmembrane proteoglycan, syndecan-4, which cooperates with &alpha;5&beta;1-integrin during adhesion to fibronectin. In vivo models demonstrate the importance of syndecan-4 signaling, as syndecan-4-knockout mice exhibit healing retardation due to inefficient fibroblast migration1,2. In wild-type animals, migration of fibroblasts toward a wound is triggered by the appearance of fibronectin that leaks from damaged capillaries and is deposited by macrophages in injured tissue. Therefore there is great interest in discovering strategies that enhance fibronectin-dependent signaling and could accelerate repair processes.
The integrin-mediated and syndecan-4-mediated components of fibronectin-dependent signaling can be separated by stimulating cells with recombinant fibronectin fragments. Although integrin engagement is essential for cell adhesion, certain fibronectin-dependent signals are regulated by syndecan-4. Syndecan-4 activates the Rac1 protrusive signal3, causes integrin redistribution1, triggers recruitment of cytoskeletal molecules, such as vinculin, to focal adhesions4, and thereby induces directional migration3. We have looked for alternative strategies for activating such signals and found that low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) can mimic the effects of syndecan-4 engagement5. In this protocol we describe the method by which 30 mW/cm2, 1.5 MHz ultrasound, pulsed at 1 kHz (Fig. 1) can be applied to fibroblasts in culture (Fig. 2) to induce Rac1 activation and focal adhesion formation. Ultrasound stimulation is applied for a maximum of 20 minutes, as this combination of parameters has been found to be most efficacious for acceleration of clinical fracture repair6. The method uses recombinant fibronectin fragments to engage &alpha;5&beta;1-integrin, without engagement of syndecan-4, and requires inhibition of protein synthesis by cycloheximide to block deposition of additional matrix by the fibroblasts., The positive effect of ultrasound on repair mechanisms is well documented7,8, and by understanding the molecular effect of ultrasound in culture we should be able to refine the therapeutic technique to improve clinical outcomes.

This protocol describes the stimulation of cultured fibroblasts with low-intensity pulsed ultrasound, which drives focal adhesion formation and Rac1 activation by mimicking engagement of the transmembrane matrix receptor, syndecan-4. This approach allows investigation of a successful clinical technique at the cellular level, thereby providing opportunities for refinement of the therapy.

Düşük yoğunluklu Ultrason Kullanımı Yapışma bağımlı Sinyalleri indüksiyonu

In multicellular organisms, cell behavior is dictated by interactions with the extracellular matrix. Consequences of matrix-engagement range from ...

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging techniques.
The one-time use packaging technique employs UV-based and temperature curing epoxies to connect microtubes to access holes, wire-bonding for integrated circuit connections, and silver epoxy for electrical connections. This method is based on a robust assembly technique that can support relatively high pressure close to 1 psi and does not need any support to strengthen the microfluidic architecture.
Reusable packaging techniques consist of PDMS-based microtube interconnectors and anisotropic adhesive films for electrical connections. These devices are more sensitive and fragile. Consequently, Plexiglas support is added to the microfluidic structure to improve the electrical contact when anisotropic adhesive films are used, and also to strengthen the microfluidic architecture. In addition, a micromanipulator is needed to maintain tubes while using a thin PDMS layer to connect them to the access holes. Different PDMS layer thicknesses, ranging from 0.45-3 mm, are tested to compare the best adherence versus injection rates. Applied injection rates are varied from 50-300 &#956;l/hr for 0.45-3 mm PDMS layers, respectively. These techniques are mainly applicable for low-pressure applications. However, they can be extended for high-pressure ones through plasma-oxygen process to permanently seal the PDMS to glass substrates. The main advantage of this technique, besides the fact that it is reusable, consists of keeping the device observable when the microchannel length is very short (in the range of 3 mm or lower).

In this article we describe different techniques for microfluidic rapid prototyping platforms. The proposed techniques are based on ultraviolet (UV) sensitive and temperature curing epoxies, polydimethylsiloxane (PDMS) based tubing, wire-bonding, and anisotropic adhesive films. The assembling procedures presented are developed for both one-time use devices as well as reusable microfluidic systems.

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging ...

Synthesis of an Intein-mediated Artificial Protein Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of this hydrogel are two protein block-copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. A highly hydrophilic random coil is inserted into one of the block-copolymers for water retention. Mixing of the two protein block copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit with crosslinkers at either end that rapidly self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is very stable under both acidic and basic conditions, at temperatures up to 50 &#176;C, and in organic solvents. The hydrogel rapidly reforms after shear-induced rupture. Incorporation of a &#34;docking station peptide&#34; into the hydrogel building block enables convenient incorporation of &#34;docking protein&#34;-tagged target proteins. The hydrogel is compatible with tissue culture growth media, supports the diffusion of 20 kDa molecules, and enables the immobilization of bioactive globular proteins. The application of the intein-mediated protein hydrogel as an organic-solvent-compatible biocatalyst was demonstrated by encapsulating the horseradish peroxidase enzyme and corroborating its activity.

We present the synthesis of a split-intein-mediated protein hydrogel. The building blocks of this hydrogel are two protein copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. Mixing of the two protein copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit that self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is highly pH- and temperature-stable, compatible with organic solvents, and easily incorporates functional globular proteins.

Bir Intein aracılı yapay protein Hidrojel sentezi

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix (aECM) Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins that have incorporated functional domains derived from nature (or created de novo) have been reported. In particular, artificial extracellular matrix (aECM) proteins have been developed; these aECM proteins consist of biological domains taken from fibronectin, laminins and collagens and are combined with structural domains including elastin-like repeats, silk and collagen repeats. To date, aECM proteins have been widely investigated for applications in tissue engineering and wound repair. Recently, Tjin and coworkers developed integrin-specific aECM proteins designed for promoting human skin keratinocyte attachment and propagation. In their work, the aECM proteins incorporate cell binding domains taken from fibronectin, laminin-5 and collagen IV, as well as flanking elastin-like repeats. They demonstrated that the aECM proteins developed in their work were promising candidates for use as substrates in artificial skin. Here, we outline the design and construction of such aECM proteins as well as their purification process using the thermo-responsive characteristics of elastin.

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix aECM Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Recombinant technologies have enabled material designers to create novel artificial proteins with customized functionalities for tissue engineering applications. For example, artificial extracellular matrix proteins can be designed to incorporate structural and biological domains derived from native ECMs. Here, we describe the construction and purification of aECM proteins containing elastin-like repeats.

Tasarım ve Yapay Ekstrasellüler Matrix İnşaatı (aECM) Proteinler gelen<em&gt; Escherichia coli</em&gt; Cilt Doku Mühendisliği

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins ...

Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of these porous nanofibers is of great interest due to their unique physiochemical properties. Here we elaborate on the fabrication of keratin containing poly (&#949;-caprolactone) (PCL) nanofibers (i.e., PCL/keratin composite fiber). Water soluble keratin was first extracted from human hair and mixed with PCL in different ratios. The blended solution of PCL/keratin was transformed into nanofibrous membranes using a laboratory designed electrospinning set up. Fiber morphology and mechanical properties of the obtained nanofiber were observed and measured using scanning electron microscopy and tensile tester. Furthermore, degradability and chemical properties of the nanofiber were studied by FTIR. SEM images showed uniform surface morphology for PCL/keratin fibers of different compositions. These PCL/keratin fibers also showed excellent mechanical properties such as Young&#39;s modulus and failure point. Fibroblast cells were able to attach and proliferate thus proving good cell viability. Based on the characteristics discussed above, we can strongly argue that the blended nanofibers of natural and synthetic polymers can represent an excellent development of composite materials that can be used for different biomedical applications.

Electrospun nanofibers have a high surface area to weight ratio, excellent mechanical integrity, and support cell growth and proliferation. These nanofibers have a wide range of biomedical applications. Here we fabricate keratin/ PCL nanofibers, using the electrospinning technique, and characterize the fibers for possible applications in tissue engineering.

Biyomedikal Mühendisliği için keratin bazlı nanofiber sentezi

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of ...

Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations at the point of contact. It can be achieved by complementing traditional rigid grippers with soft robotic pneumatic gripper devices. This manuscript describes a rod-based approach that combined both 3D-printing and a modified soft lithography technique to fabricate the soft pneumatic gripper. In brief, the pneumatic featureless mold with chamber component is 3D-printed and the rods were used to create the pneumatic channels that connect to the chamber. This protocol eliminates the risk of channels occluding during the sealing process and the need for external air source or related control circuit. The soft gripper consists of a chamber filled with air, and one or more gripper arms with a pneumatic channel in each arm connected to the chamber. The pneumatic channel is positioned close to the outer wall to create different stiffness in the gripper arm. Upon compression of the chamber which generates pressure on the pneumatic channel, the gripper arm will bend inward to form a close grip posture because the outer wall area is more compliant. The soft gripper can be inserted into a 3D-printed handling tool with two different control modes for chamber compression: manual gripper mode with a movable piston, and robotic gripper mode with a linear actuator. The double-arm gripper with two actuatable arms was able to pick up objects of sizes up to 2 mm and yet generate lower compressive forces as compared to elastomer-coated and non-coated rigid grippers. The feasibility of having other designs, such as single-arm or hook gripper, was also demonstrated, which further highlighted the customizability of the soft gripper device, and it's potential to be used in delicate surgical manipulation to reduce the risk of tissue grip damage.

This protocol describes a rod-based approach, combining 3D-printing and soft lithography techniques for fabricating the soft gripper devices. This approach eliminates the need for an external air source by incorporating a chamber component and reduces the chance of occlusion during the sealing process, particularly for miniaturized pneumatic channels.

Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

Su Arıtma Membranlar olarak Zehirli Özelliklere Sahip Hidrojeller Sentezi

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Quantifying Microorganisms at Low Concentrations Using Digital Holographic Microscopy (DHM)

Accurately detecting and counting sparse bacterial samples has many applications in the food, beverage, and pharmaceutical processing industries, in medical diagnostics, and for life detection by robotic missions to other planets and moons of the solar system. Currently, sparse bacterial samples are counted by culture plating or epifluorescence microscopy. Culture plates require long incubation times (days to weeks), and epifluorescence microscopy requires extensive staining and concentration of the sample. Here, we demonstrate how to use off-axis digital holographic microscopy (DHM) to enumerate bacteria in very dilute cultures (100-104 cells/mL). First, the construction of the custom DHM is discussed, along with detailed instructions on building a low-cost instrument. The principles of holography are discussed, and a statistical model is used to estimate how long videos should be to detect cells, based on the optical performance characteristics of the instrument and the concentration of the bacterial solution (Table 2). Video detection of cells at 105, 104, 103, and 100 cells/mL is demonstrated in real time using un-reconstructed holograms. Reconstruction of amplitude and phase images is demonstrated using an open-source software package.

Quantifying Microorganisms at Low Concentrations Using Digital Holographic Microscopy DHM

Digital holographic microscopy (DHM) is a volumetric technique that allows imaging samples 50-100X thicker than brightfield microscopy at comparable resolution, with focusing performed post-processing. Here DHM is used for identifying, counting, and tracking microorganisms at very low densities and compared with optical density measurements, plate count, and direct count.

Mikroorganizmaların düşük konsantrasyonlarda dijital holografik mikroskobu (DHM) kullanarak miktarının

Accurately detecting and counting sparse bacterial samples has many applications in the food, beverage, and pharmaceutical processing industries, in ...

Mouse Model of Pressure Ulcers After Spinal Cord Injury

Pressure ulcers (PUs) are common debilitating complications of traumatic spinal cord injury (SCI) and tend to occur in soft tissues around bony prominences. There is, however, little known about the impact of SCI on skin wound healing in the context of animal models in controlled experimental settings. In this study, a simple, non-invasive, reproducible and clinically relevant mouse model of PUs in the context of complete SCI is presented. Adult male mice (Balb/c, 10 weeks old) were shaved and depilated. Post-depilation (24 h), mice were subjected to laminectomy followed by complete spinal cord transection (T9-T10 vertebrae). Immediately after, a skin fold on the back of the mice was lifted and sandwiched between two magnetic discs held in place for next 12 h, thus creating an ischemic area that developed into a PU over the following days. The wounded areas demonstrated tissue edema and epidermal disappearance by day 3 post-magnet application. PUs spontaneously developed and healed. Healing was, however, slower in the SCI mice compared to control non-SCI mice when the wound was created below the level of SCI. Conversely, no difference in healing was seen between SCI and control non-SCI mice when the wound was created above the level of SCI. This model is a potentially useful tool to study the dynamics of skin PU development and healing after SCI, as well as to test therapeutic approaches that may help heal such wounds.

Here, we describe a simple method to induce clinically relevant skin pressure ulcers (PUs) in a mouse model of spinal cord injury (SCI). This model can be used in pre-clinical studies to screen for different therapeutics for healing PUs in SCI patients.

Düşük basınçta amonyak sentezi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler