Name: the preparation of electrohydrodynamic bridges from polar dielectric liquids
Uploaded: 2014-09-30T14:00:00
Duration: 10 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids at JoVE.com

تم تنفيذ هذا العمل في إطار TTIW-تعاون Wetsus، مركز التميز لتكنولوجيا المياه المستدامة (www.wetsus.nl). ويتم تمويل Wetsus من قبل وزارة الشؤون الاقتصادية الهولندية، وصندوق التنمية الإقليمية للاتحاد الأوروبي، مقاطعة Fryslân، مدينة يوفاردن وبرنامج EZ / البوصلة من &#39;Samenwerkingsverband نورد هولندا &quot;. الكتاب أود أن أشكر المشاركين في موضوع البحث &quot;الفيزياء التطبيقية المياه&quot; للمناقشات مثمرة ودعمها المالي.

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.

تشكيل الناجح مستقرة وقوية الجسور EHD السائل يتطلب الانتباه إلى أن تدفع لبعض تفاصيل بسيطة لكنها مهمة. فمن الضروري أن الموصلية الأيونية من الحلول تكون منخفضة مثل العملي (على سبيل المثال، 1-5 ميكرو ثانية / سم). أن ندرك أن تلوث المياه يمكن أن يؤدي إلى زيادة التوصيل لبعض السوائل القطبية (مثل الجلسرين). غسل جميع الأواني الزجاجية جيدا الالتفات الى الشطف دقيق، واستخدام الأواني الزجاجية فقط خالية من التلوث الناجم عن قوس السطح أو علامات الحرق. بشكل عام هو ممارسة جيدة لارتداء قفازات عند التعامل مع أي معدات للوقاية من زيوت الجلد والأملاح من تلويث التجربة. يجب sonicated أقطاب لعدة دقائق في المذيبات قيد الدراسة ويوصى بأن هذه هي &quot;في حرق&quot; عن طريق تشغيل الجسر غير الممددة لمدة 30-45 دقيقة في القيم الحالية المرتفعة (على سبيل المثال، 3-5 مللي أمبير) للحد القطب الثانوي ردود الفعل. عالية النقاء (على سبيل المثال،&gt; 99.9٪) المعادن النبيلة تعمل بشكل أفضل كمواد القطب وينبغي أن يكون مساحة كافية من اجل الحفاظ على الكثافة الحالية منخفضة على ترتيب 10 A / متر مربع وذلك للحد من التدفئة المحلية. في حالة الجسور التي لها الاستقرار الفقراء أو يصعب تشغيله ويوصى لتأكيد أولا الموصلية هو ~ 1 ميكرو ثانية / سم وأنه لا توجد حمامات غريبة من السوائل التي يمكن أن تسمح للمسار الحالي بديل. بشكل عام فمن المستحسن أن تكون جميع الأسطح الجافة ممكن، اهتماما خاصا لأفلام رقيقة التي يمكن أن تشكل بين السفن وألواح العازلة. إذا الانحناء يحدث السلطة المقاطعة وخفض قيمة الجهد ثم تطبيق السلطة كما أصيب الانحناء سيؤدي إلى &quot;تفحيم&quot; من المناطق المتضررة التي يمكن أن تقلل الاستقرار جسر أو جسر منع اشتعال جميعا. إذا تم تطبيق السلطة للنظام فوق عتبة الجهد وأي أشكال جسر قضيب زجاج معزول يمكن استخدامها لاستخلاص السائل صعودا نحو عشرنقاط الاتصال الإلكترونية (مثل ينبثق الكأس) بين السفينتين. إذا استمر النظام على التصرف بطريقة غير مستقر تنظيف المعدات والبدء من جديد مع السائل الطازج. إذا تعذر ذلك، فمن المستحسن أن تأخذ جرد المناطق المحيطة بها الأجسام المعدنية الكبيرة، والمواد التي تدعم تهمة ثابتة، أو التيارات الهوائية القوية يمكن أن يحدث خللا الجسر و / أو الحقل الكهربائي التي تدعم ذلك. يتم تعديل النظام التجريبي بسهولة لتناسب المواد المتوفرة عادة في معظم المختبرات. يمكن أن يكون من حاويات السائلة يجب أن تدفع ما يقرب من أي مواد متوافقة واهتماما خاصا للاشتعال الحاوية أو الطور السائل في حالة القوس الكهربائي. على سبيل المثال تفلون سوف تولد الغازات الخطرة عند احتراقه. شكل القطب، والتنسيب، والمواد يمكن أيضا أن تتغير لتتناسب مع قيود معين انشاء. يتم استخدام أقطاب كهربائية مستو عادة مصنوعة من احباط ولكن يمكن أيضا أن تستخدم سلك طويل مثل المبادئ التوجيهية الحالية كثافة<html> تؤخذ بعين الاعتبار. الحقل الكهربائي تطبيقها يمكن أن يكون محض DC، AC النقي، أو AC DC منحازة. جميع سينتج الجسور السائلة داخل مدى استجابة تعتمد تردد للسوائل وصفها في المؤلفات على electrowetting على عازلة (EWOD) وdielectrophoresis (DEP) 9 التي تحدد نطاق تردد الاستجابة بين 20 هرتز و 20 كيلوهرتز لالفولتية معتدلة. قد نطاقات تردد أعلى تولد أيضا الجسور الرغم من أن هذه لم يتم اختبارها بشكل واضح، وقد أفاد بعض العمال الحد الأدنى للAC الجسور العمودية لتكون 50 هرتز 42. التوجه إلى الجاذبية أيضا تعديلها بسهولة طالما نظام يمكن وضعها لتوفير الأسطح السائل الحرة التي هي مستقرة دون وجود حقل كهربائي التطبيقية. وقد أجريت التجارب في غياب الجاذبية 41 والتي أظهرت أن هذه الجسور لديها الاعتماد على النفوذ استقرار الجاذبية التي تحافظ على توازن دقيق للقوى السائدة في جسر السائل. الأنف والحنجرة &quot;&gt; جسور EHD السائل هي أداة جديدة يمكن إضافتها إلى ذخيرة من العديد من التطبيقات العلوم الطبيعية، فهي تسمح استكشاف التفاعل بين السائبة والسطح القوات مع المجالات الكهربائية تطبيقها خارجيا، حيث فتح الفرصة لدراسة وسائل جديدة ل خلط السوائل المختلفة 37؛ تغيير حركية التفاعل الكيميائي 52؛ النقل بروتون 44،45، ودراسة استجابة النظم البيولوجية لهذه الظروف 53 وبالإضافة إلى هذه الجسور تتيح الوصول المباشر إلى سطح السائل دون أي هياكل subtending جسديا الذي أثمر بالفعل جديدة. المعلومات الطيفية على الديناميات في الماء السائل 28 وتلميحات ليس فقط في وجود مفتاح الدولة تسيطر كهربائيا حيث خصائص السائبة جديدة تظهر 31 ولكن في القدرة على فحص السائل السائل التحولات المرحلة 54 من خلال طريقة جديدة تماما. تطبيق الصناعي على نطاق واسع عمليات EHD (على سبيل المثال </eم&gt;، electrospinning 26، وelectrospray 32،33 الطرق) بالتأكيد يمكن أن تستفيد من دراسة أخرى من هذه الظواهر المتحالفة عن كثب.

<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

الجسور الأفقية والرأسية السائل هي أدوات بسيطة وقوية لاستكشاف التفاعل بين المجالات كثافة عالية الكهربائية (8-20 كيلو فولت / سم) والسوائل عازلة القطبية. هذه الجسور هي فريدة من نوعها من الجسور الشعرية في أنهم يظهرون التمدد خارج بضعة ملليمترات، لديهم أنماط نقل الجماعي ثنائية الاتجاه المعقدة، وتنبعث منها غير بلانك للإشعاع الأشعة تحت الحمراء. وهناك عدد من المذيبات المشتركة يمكن أن تشكل هذه الجسور فضلا عن حلول التوصيل منخفضة والمعلقات الغروية. يخضع سلوك العيانية بواسطة electrohydrodynamics ويوفر وسيلة لدراسة الظواهر تدفق السوائل من دون وجود جدران جامدة. قبل ظهور العديد من الظواهر جسرا هاما السائل يمكن ملاحظتها بما في ذلك دفع ارتفاع الغضروف المفصلي (electrowetting)، تداول السوائل بكميات كبيرة (تأثير سوموتو)، وطرد من قطرات اتهم (electrospray). التفاعل بين السطح، والاستقطاب، وقوات النزوح يمكن فحصها مباشرةمتفاوتة الجهد المطبق وطول الجسر. الحقل الكهربائي، بمساعدة الجاذبية، ويستقر الجسر السائل ضد عدم الاستقرار رايلي-الهضبة. بناء جهاز التوجيه الأساسي لكلا الرأسي والأفقي إلى جانب أمثلة التشغيلية، بما في ذلك الصور الحفر الحراري، لمدة ثلاثة السوائل (مثل الماء، DMSO، والجلسرين) وتقدم.

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

الجسور السائل electrohydrodynamic الأفقية والرأسية هي أدوات بسيطة وقوية لاستكشاف التفاعل من كثافة عالية المجالات الكهربائية والسوائل العازلة القطبية. بناء جهاز الأساسي والأمثلة العملية، بما في ذلك الصور الحفر الحراري، لمدة ثلاثة السوائل (مثل الماء، DMSO، والجلسرين) وتقدم.

لإعداد Electrohydrodynamic جسور من السوائل القطبية عازل

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

الكشف عن العمليات الدينامية للمواد السائلة في السوائل عن طريق انتقال الإلكترون المجهري الخليوي

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

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

تصنيع وتصور الجسور الشعرية في هندسة المسام الشق

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

باستخدام الميكروويف وعينات ترى بالعين المجردة وعازل المواد الصلبة لدراسة خصائص الضوئية من المختلين المواد الضوئية فرق الطاقة

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

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

في انهيار العزل الكهربائي الموضعي الوقت المعتمد في نقل الكترون المجهر: إمكانية لفهم آلية الفشل في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة

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

عملية تصنيع عازل المرنة الأجهزة التنفيذية القائمة على السيليكون

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

بمساعدة البلازما الجزيئية شعاع إبيتاز من InAlN من العوائق الترانزستور عالية الإلكترون التنقل N-القطبية

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

فخ تحميل البصري للعازل المجهرية الدقيقة في الهواء

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

Dielectric RheoSANS ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

RheoSANS عازل - الاستجواب في وقت واحد من الممانعة، دراسة الخواص الانسيابية والصغيرة زاوية تشتت النيوترونات من السوائل مجمع

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

أسلوب عيانية تناظرية لدراسة العمليات هيدرودينامية الجزيئية في كثافة الغازات والسوائل

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

توليد ومراقبة اليكتروهيدروديناميك التدفقات في حلول الكهرباء المائية

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