Name: laboratory drop towers for the experimental simulation of dust-aggregate collisions in the early solar system
Uploaded: 2014-06-05T13:00:00
Duration: 9 min 44 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Laboratory Drop Towers for the Experimental Simulation of Dust-aggregate Collisions in the Early Solar System at JoVE.com

The authors thank the Deutsches Zentrum f&#252;r Luft- und Raumfahrt (DLR), the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), and the TU Braunschweig for continual support of our laboratory activities. The low-velocity drop tower has been established under DLR grant 50WM0936, the high-velocity drop tower has been developed under DFG grant INST 186/959-1 as part of the CRC 963 &#8220;Astrophysical Flow Instabilities and Turbulence&#8221;.

<ol>
	<li>Blum, J., Wurm, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Growth+Mechanisms+of+Macroscopic+Bodies+in+Protoplanetary+Disks.">The Growth Mechanisms of Macroscopic Bodies in Protoplanetary Disks.</a> Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 46, 21-56 (2008).</li><li>Johansen, A., Blum, J., Tanaka, H., Ormel, C. W., Bizzarro, M., Rickman, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Multifaceted+Planetesimal+Formation+Process.">The Multifaceted Planetesimal Formation Process.</a> Protostars &amp; Planets VI. University of Arizona Space Science Series. , (2014).</li><li>Blum, J., Zsom, A., Ormel, C. W., Dullemond, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+outcome+of+protoplanetary+dust+growth:+pebbles,+boulders,+or+planetesimals?+I.+Mapping+the+zoo+of+laboratory+collision+experiments.">The outcome of protoplanetary dust growth: pebbles, boulders, or planetesimals? I. Mapping the zoo of laboratory collision experiments.</a> Astronomy and Astrophysics. 513, (2010).</li><li>Zsom, A., Ormel, C. W., G&#252;ttler, C., Blum, J., Dullemond, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+outcome+of+protoplanetary+dust+growth:+pebbles,+boulders,+or+planetesimals?+II.+Introducing+the+bouncing+barrier.">The outcome of protoplanetary dust growth: pebbles, boulders, or planetesimals? II. Introducing the bouncing barrier.</a> Astronomy and Astrophysics. 513, (2010).</li><li>Testi, L., 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=Dust+Evolution+in+Protoplanetary+Disks.">Dust Evolution in Protoplanetary Disks.</a> Protostars &amp; Planets VI. University of Arizona Space Science Series. , (2014).</li><li>Youdin, A. N., Goodman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Streaming+Instabilities+in+Protoplanetary+Disks.">Streaming Instabilities in Protoplanetary Disks.</a> The Astrophysical Journal. 620, 459-469 (2005).</li><li>Johansen, A., Youdin, A. N., Klahr, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Clumping+and+Planetesimal+Formation+Depend+Strongly+on+Metallicity.">Particle Clumping and Planetesimal Formation Depend Strongly on Metallicity.</a> The Astrophysical Journal Letters. 704, (2009).</li><li>Bai, X. N., Stone, 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=Dynamics+of+Solids+in+the+Midplane+of+Protoplanetary+Disks:+Implications+for+Planetesimal+Formation.">Dynamics of Solids in the Midplane of Protoplanetary Disks: Implications for Planetesimal Formation.</a> The Astrophysical Journal. 722, 1437-1459 (2010).</li><li>Windmark, F., Birnstiel, T., G&#252;ttler, C., Blum, J., Dullemond, C. P., Henning, T. h. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planetesimal+formation+by+sweep-up:+How+the+bouncing+barrier+can+be+beneficial+to+growth.">Planetesimal formation by sweep-up: How the bouncing barrier can be beneficial to growth.</a> Astronomy and Astrophysics. 540, (2012).</li><li>Windmark, F., Birnstiel, T., Ormel, C. W., Dullemond, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breaking+through:+The+effects+of+a+velocity+distribution+on+barriers+to+dust+growth.">Breaking through: The effects of a velocity distribution on barriers to dust growth.</a> Astronomy and Astrophysics. , 544 (2012).</li><li>Garaud, P., Meru, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Dust+to+Planetesimals:+An+Improved+Model+for+Collisional+Growth+in+Protoplanetary+Disks.">From Dust to Planetesimals: An Improved Model for Collisional Growth in Protoplanetary Disks.</a> The Astrophysical Journal. 764, 146 (2013).</li><li>Schr&#228;pler, R., Blum, J., Seizinger, A., Kley, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+physics+of+protoplanetesimal+dust+agglomerates.+VII.+The+low-velocity+collision+behavior+of+large+dust+agglomerates.">The physics of protoplanetesimal dust agglomerates. VII. The low-velocity collision behavior of large dust agglomerates.</a> The Astrophysical Journal. 758, 35 (2012).</li><li>Beitz, E., G&#252;ttler, C., Blum, J., Meisner, T., Teiser, J., Wurm, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-velocity+collisions+of+centimeter-sized+dust+aggregates.">Low-velocity collisions of centimeter-sized dust aggregates.</a> The Astrophysical Journal. 736, 34 (2011).</li><li>Beitz, E., Blum, J., Mathieu, R., Pack, A., Hezel, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+the+nebular+formation+of+chondrule+rims+and+the+formation+of+chondrite+parent+bodies.">Experimental investigation of the nebular formation of chondrule rims and the formation of chondrite parent bodies.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 116, 41-51 (2013).</li><li>Jankowski, T., 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=Crossing+barriers+in+planetesimal+formation:+The+growth+of+mm-dust+aggregates+with+large+constituent+grains.">Crossing barriers in planetesimal formation: The growth of mm-dust aggregates with large constituent grains.</a> Astronomy and Astrophysics. 542, (2012).</li><li>Gundlach, B., Kilias, S., Beitz, E., Blum, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micrometer-sized+ice+particles+for+planetary-science+experiments+-+I.+Preparation,+critical+rolling+friction+force,+and+specific+surface+energy.">Micrometer-sized ice particles for planetary-science experiments - I. Preparation, critical rolling friction force, and specific surface energy.</a> Icarus. 214, 717-723 (2011).</li></ol>

We have nothing to disclose.

В связи с высокой механической точностью, отказов обоих падения башен является крайне низким. Это имеет первостепенное значение, так как подготовка проб может занять до нескольких часов, в зависимости от размера, формы и пористости желаемых пыли агрегатов. Следует отметить, что крупные частицы пыли агрегаты с очень высокой пористостью чрезвычайно хрупки и, таким образом, трудно обращаться. Может случиться, что эти пылевые агрегаты сломать во время извлечения от плесени или передачи в раскрывающемся башни. В этих случаях, новый образец должен быть подготовлен. Таким образом, важно, что небольшое падение башни позволяет надежно (и предсказуемые) скоростях столкновения до 0,01 м / 11,13. Самая низкая скорость воздействия до сих пор достигнуто было 0,004 м / с. Эти небольшие скорости воздействия может быть достигнуто только для свободных частиц в условиях микрогравитации. Лаборатория падение башни является дешевым и универсальным реализация такого микрогравитации объекта. Alternatiве методы для достижения низких скоростях воздействия использовать методы левитации 14,15 (например, путем электромагнитной или аэродинамического левитации), но в целом вызывают силы между сталкивающихся частиц, который должен приниматься во внимание при анализе столкновений. Кроме того, левитация часто вызывает вращательное движение 14, который, если нежелательные, не позволяет столкновений вращения свободной, но, с другой стороны, возможно, даже позволит реалистичное моделирование столкновений между вращающимися частиц. В случае аэродинамического левитации, на воздушной подушке эффекты во время столкновения может вызвать нежелательные режимы, которые не соответствуют тем, в протопланетных дисков. Однако, левитация позволяет в течение неограниченного времени наблюдения и повторяемых экспериментов, так что он должен быть рассматриваться как альтернатива раскрывающегося башни, если ограничение по времени имеет важное значение. Все наши усилия до сих пор были сосредоточены на SiO 2 в качестве представителя силикатов в земной планетой образования гEgion молодых Солнечных Систем. Поскольку большая часть массы протопланетных дисков сосредоточено за точку конденсации водяного льда, важно также изучить поведение агрегатов, состоящих из H 2 O зерен льда мкм размера столкновения. В настоящее время мы настройке крио-вакуумный падение башни для этой цели. Следует отметить, что температуры в таких имитационных экспериментов должна быть ниже ~ 150 К, что температура так называемой &quot;снеговой линии» в протопланетных дисков (&quot;Снеговая линия&quot; делит внутренние области, где вода в парах фаза из внешних областей, где она находится как твердого водяного льда). Мы показали, что образование частиц водяного льда мкм размера возможно и что агрегаты соединения могут быть получены 16, так что мы с оптимизмом иметь первые результаты по их поведению столкновений в течение ближайших 1-2 лет.

Принято считать, что формирование планеты начинается с негравитационной накопления микроскопически малых пылинок в более крупные пылевые агрегатов (см. обзор по Blum &amp; Вурм) 1. Частицы пыли сталкиваются в своих протопланетных дисков из-за броуновского движения, относительных движений дрейфа, и турбулентности туманности газа (см. обзор по Йохансен и др..) 2. Если скорости столкновения являются достаточно низкими, пылевые частицы слипаются в более крупные агломераты. Богатство лабораторных измерений за последние годы привели к модели столкновений пыли совокупности, которая предсказывает исход пары пыли агрегатов с произвольными массами и скоростях столкновения 3. Основные столкновительные результаты придерживаться (в целом для малых совокупных масс и малых скоростях столкновения), подпрыгивая, и фрагментация (для высокой скорости воздействия). Тем не менее, переходы между этими фазами не острые и есть другиерезультаты, как, например, перенос массы или эрозии. Применяя эту модель к типичному протопланетного диска прогнозирует рост см размера пылевых агрегатов в течение нескольких тысяч лет 4. Наличие см размера пылевых агрегатов была широко исследована астрономических наблюдений за последние годы, и теперь можно считать установленным (см. обзор по Тести и др.). 5, так что мы приходим к выводу, что принцип механизм, по которому первые макроскопические тела в молодых планетных систем была определена форма. Тем не менее, дальнейший рост в органы по крайней мере размеров километровых не очень понятно. Для региона наземного планеты, две гипотезы в настоящее время обсуждается (см. также недавние отзывы по этому вопросу от Йохансен и др. 2 и Тести и др. 5..): (Я) концентрация см размера пылевых агрегатов на, например, потокового нестабильность 6 и последующее GravitРОКУ Национальная крах 7,8 и (II) рост нескольких &quot;счастливчиков&quot; до больших размеров с последующей массовой аккреции процесса массообмена 9,10,11. В обеих моделях см размера пыли агрегаты пройти огромное количество взаимных столкновений на низких и умеренных скоростях. Неясно, что возможные результаты этих столкновений (кроме подпрыгивая) являются. Для улучшения пыли совокупная модель столкновения по Güttler др.. 3 и исследовать более подробно столкновения среди макроскопических пыли агрегатов в соответствующих режимов скорости, мы создали два падения башен в нашей лаборатории, в которой отдельные совокупные-агрегат столкновения может быть подробно изучены в вакууме и невесомости условиях. Оба падение башни обладают высоту свободного падения 1,5 м, что ограничивает время наблюдения до ~ 0,5 сек. Таким образом, мы наблюдаем столкновения высокоскоростными камерами с форматом мегапиксельной и до 7500 кадров в секунду.Для максимального контраста и высокой скорости записи, светлого поля освещение выбирается. Освещение, таким образом, обеспечивается высокой интенсивности светодиодных панелей и гомогенизируют экранов диффузора. Таким образом, высокоскоростные камеры смотреть столкновения пыль собирает, как темные объекты перед освещенной экране. Чтобы избежать мерцания, светодиоды = питание. Для достижения низких скоростях столкновения, обе пыли агрегаты размещаются друг над другом в механизме двойного релиза. Освобождение верхней агрегировать время т до нижних одного приводит к относительной скорости у = GT, с г = 9,81 м / с 2, являющийся гравитационное ускорение Земли. Две камеры высокоскоростные, которые рассматривают столкновение с двух сторон 90 ° друг от друга, как правило, выпускаются в между двумя пыли агрегатов (как правило, T / 2 после верхней частицы). Камеры работают в непрерывном режиме записи, которая прекращается в результате воздействия на камерудержатели в песок ведра. Максимальная частота кадров в этом рабочем режиме составляет 1000 кадров в секунду при мегапиксельным разрешением. С помощью этой установки, скорости до температуры ниже 0,01 м / сек были достигнуты. Из-за ограничений механической установки механизма двойного выпуска, максимальная относительная скорость столкновения ~ 3 м / сек. Столкновения с участием пыли агрегаты с до 5 см в диаметре были исследованы в этом раскрывающемся башни. При более высоких скоростях столкновения до ~ 10 м / с, второй башни падение используется, который оснащен электромагнитным ускорителем, который способен к плавно ускорить пыль агрегатов до 5 м / с в вертикальном направлении вверх. Другой пыли совокупности принадлежит двустворчатой ​​люк механизма выпускным и может быть выпущен вращение-бесплатно в свободное падение в любой момент времени. Вот, это не имеет смысла использовать свободного падения камеры. Мы лучше использовать два стационарных камер высокоскоростных с до 7500 кадров в секунду и мегапиксельным разрешением. Из-за большого DiametER этой капли башни, пыль агрегатов до (и, возможно, выше) 10 см в диаметре могут быть использованы.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Monodisperse SiO2 particles</td>
			<td style="width:71px;">Micromod</td>
			<td style="width:119px;">43-00-153</td>
			<td style="width:167px;">Particle diameter 1.52 &#177; 0.06 &#181;m; particle shape spherical</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Polydisperse SiO2 particles</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S5631</td>
			<td>Particle diameter 0.1 &#8211; 10 &#181;m; particle shape irregular</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"></td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laboratory drop towers for the experimental simulation of dust-aggregate collisions in the early solar system

С целью исследования эволюции пыли агрегатов в ранней Солнечной системе, мы разработали два вакуум падение башни, в которых хрупкие пыли агрегаты размером до ~ 10 см и пористость до 70% может быть столкнулись. Один из падение башен в основном используется для очень низких скоростях воздействия вплоть до ниже 0,01 м / сек и использует механизм двойного релиза. Столкновения записываются в стерео-зрения двумя высокоскоростными камерами, которые падают вдоль стеклянной вакуумной трубки в системе центра масс рамках двух пыли агрегатов. Другой Башня свободного падения использует электромагнитного ускорителя, который способен мягко ускорения пыли агрегаты для до 5 м / с. В сочетании с выпуском другого пыли совокупности к свободного падения, столкновения на скорости до ~ 10 м / с может быть достигнута. Здесь две неподвижные высокоскоростные камеры записывать события столкновения. В обоих падение башен, пыль агрегаты в свободном падении во время столкновения так, что они совпадают и невесомойусловия в ранней Солнечной системе.

Используя хорошо характеризующиеся образцы пыли-агрегат, описанные в протоколе (см. рисунки 1-3), любая коллизия наблюдается в одном из лаборатории падения башен даст научно ценную информацию о результатах подобных столкновений в протопланетных дисков. До сих пор мы систематически исследованы итоги 2 см столкновения размера сферические пыли агрегатов (с объемом факторах заполнения 0,5) в диапазоне скоростей между 0,008 и 2,02 м / сек 13 и 5 см размера цилиндрических пыли агрегатов (с объемом факторах заполнения между 0,3 и 0,5) в диапазоне скоростей от 0,004 до 2 м / сек 12. Мы нашли подпрыгивая между пыли агрегатов как доминирующей исхода для скоростей ниже ~ 0,4 м / сек для обоих типов пыли агрегатов (см. фильм 6 в качестве примера). На рисунке 4, коэффициент восстановления этих подпрыгивая столкновений показано. Круги обозначают эксперименты с 2см размера сферические образцы 13 и треугольники представляют результаты столкновений между 5 см размера цилиндров пыли с двумя различными плотности упаковки 12. Хотя коэффициенты возвращении отдельных экспериментах рассеивают широко, среднее значение коэффициента восстановления уменьшается с увеличением скорости столкновения. Оба пыли агрегаты обычно фрагментировать при ударе при скоростях выше ~ 1 м / с (см. фильм 7 для примера). Для скоростей между ~ 0,4 и ~ 1 м / сек, фрагментация только одна из двух встречных пыли агрегатов может произойти. В этом случае не-фрагментацию пыль агрегат получает несколько процентов массы на массообмена 13. Вышеупомянутые ограничения скорости не острые, но обозначают примерно там, где границы между различными режимами лежат 2,11. Для столкновений пылевых агрегатов различных размеров и умеренных скоростях, последствия, как правило, не приводит т<html> о фрагментация больший из двух пыли агрегатов. На противоположном, более крупные тела увеличивают свою массу за счет передачи части массы из небольших ударников (см. фильм 8). Для случаев, в которых два пыли агрегаты отскакивают от друг друга, передача от поступательной кинетической энергии до столкновения (неважно, что пылевые агрегаты не вращаются до столкновения) в кинетическую энергию движения, кинетической энергии вращения, и других ( диссипативная) энергетические каналы (например, уплотнения из пыли агрегатов) может быть определена. Мы обнаружили, что для центральных соударений (в котором энергия вращения можно пренебречь) относительное количество энергии, рассеиваемой сильно возрастает с увеличением скорости и выше для нижних объем наполнения факторов пыли собирает 12. Такое поведение может быть смоделирована молекулярной динамики, моделирования 12. TTPS :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/51541/string_trapdoor.MP4 &quot;целевых =&quot; _blank &quot;&gt; Фильм 1. Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном темпе) из частиц-на-строки ( вверху) и спусковой механизм люка (внизу). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/mold_cluster_cluster.MP4" target="_blank">Фильм 2</a> . Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном темпе) механизма двойной люк выпуска. Оба образца являются сгустки Al 2 O 3 частиц диаметром 2 мм, которые остаются ограниченных во свободного падения в связи с крайне низкой нарушения во время выпуска. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/scissor.MP4" target="_blank">Фильм 3</a> . Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном темпе) из ножниц типа механизма двойной релиз. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/dw-trapdoor.MP4" target="_blank">Кино</a>4. Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном темпе) из двустворчатой ​​люка механизмом разблокировки. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/trigger.wmv" target="_blank">Фильм 5</a> . Анимация таймера электроники переключения верхний и нижний механизм высвобождения, а также камеры попадания в свободном падении. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/9ms_2.MP4" target="_blank">Фильм 6</a> . Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном темпе) из прыгающий столкновения двух 5 см размера пыли совокупности цилиндров. Два пыли агрегаты выпущенный ножницами типа механизма двойной релиз и сталкиваются с 0,09 скорости м / с. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/fragmentation.MP4" target="_blank">Фильм 7</a> . Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном режиме) двух 2 см размера цилиндрических пыли агрегатов collidiнг при относительной скоростью 7,4 м / с. Оба агрегаты фрагментировать полностью. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/mass-transfer.MP4" target="_blank">Фильм 8</a> . Высокоскоростной фильм (воспроизводятся в замедленном темпе) из 5 мм размера пыли совокупности влияющих на 5 см размера цилиндрической твердой мишени. Как влияние скорость 4,3 м / с выше скорости фрагментации пылинка совокупности это распадается и передает часть своей массы к цели, которая отчетливо видна в фильме. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51541/tracking_new.mov" target="_blank">Фильм 9</a> . Определение траекторий частиц по полуавтоматическом алгоритма частиц слежения. Здесь, столкновение между двумя 2 см размера сферических агрегатов пыли показано.

Watch this Scientific Journal Video about Laboratory Drop Towers for the Experimental Simulation of Dust-aggregate Collisions in the Early Solar System at JoVE.com

Laboratory Drop Towers for the Experimental Simulation of Dust-aggregate Collisions in the Early Solar System

Мы представляем технику для достижения низкой скорости столкновения средней скорости между хрупких пыли агрегатов в лаборатории. Для этого, два вакуумных раскрывающемся башенные установок были разработаны, которые позволяют скоростях столкновения между &lt;0,01 и ~ 10 м / с. События столкновений регистрируются высокоскоростной обработки изображений.

Лаборатория падения башни для экспериментального моделирования пыли совокупных столкновениях в ранней Солнечной системе

For the purpose of investigating the evolution of dust aggregates in the early Solar System, we developed two vacuum drop towers in which fragile dust ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Kinetics of a Particle: Impulse and Momentum

SCIENTISTS IN ACTION

Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Уборочная солнечной энергии с помощью Charge-Разделение нанокристаллы и их твердых

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

Simulation of the Planetary Interior Differentiation Processes in the Laboratory

Моделирование Планетарного внутренних процессов дифференцировки в лаборатории

A planetary interior is under high-pressure and high-temperature conditions and it has a layered structure. There are two important processes that led to ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

Использование нейтронного спина Эхо Решенные выпаса заболеваемости рассеяния для расследования органических материалов солнечных батарей

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

Быстрый метод визуализации по изучению падения Impact Динамика неньютоновских жидкостей

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

Интеграция триплет-триплетного Annihilation системы ап-конверсии для повышения сенсибилизированных красителем солнечные сотовый Ответ на Sub-запрещенной Света

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

Окружающая Метод производства ионно воротами углеродных нанотрубок общим катодом в тандеме органических солнечных элементов

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior

Моделирование Вибрации человека индуцированных На основе Характеризуется In-поле поведения пешеходов

For slender and lightweight structures, vibration serviceability is a matter of growing concern, often constituting the critical design requirement. With ...

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Одновалентного катиона легирование CH<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PbI<sub&gt; 3</sub&gt; Для эффективного перовскита солнечных батарей

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical ...

Electrospinning of Photocatalytic Electrodes for Dye-sensitized Solar Cells

Электропереработка фотокаталитических электродов для сенсибилизированных красителем солнечных элементов

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

На месте Мониторинг производительности ускоренной деградации солнечных элементов и модулей: тематическое исследование для Cu (In, Ga) Se2 солнечных батарей

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...