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

Эта работа была выполнена в рамках TTIW-сотрудничества Wetsus, центра передового опыта в целях устойчивого технологии воды (www.wetsus.nl). Wetsus финансируется голландской Министерства экономики, Европейский союз фонд регионального развития, провинция Fryslân, город Леуварден и программа EZ / Компас из &quot;Samenwerkingsverband Северная Nederland&quot;. Авторы хотели бы поблагодарить участников исследовательской темы «Прикладная Вода физики&quot; для плодотворных дискуссий и их финансовую поддержку.

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.

Успешное формирование стабильных и надежных EHD жидких мостов требуется уделить внимание некоторым простым, но важных деталей. Очень важно, что ионная проводимость растворов быть как практической (например, 1-5 мкСм / см). Знайте, что загрязнение воды может привести к увеличению проводимости для некоторых полярных жидкостей (например, глицерина). Вымойте все посуда хорошо обращая внимания на осторожном полоскании, используйте только изделия из свободной от загрязнений поверхности или дуговых индуцированной следы ожогов. В целом это хорошая практика, чтобы носить перчатки, когда справиться с любой оборудование для предотвращения кожных жиров и соли от загрязнения эксперимент. Электроды должны быть ультразвуком в течение нескольких минут в растворителе изучаемого и рекомендуется, что это &quot;Термообработка&quot;, запустив продленного мост в течение 30-45 мин при высоких значениях тока (например, 3-5 мА), чтобы уменьшить среднее электрод реакций. Высокая чистота (например,&gt; 99,9%благородные металлы) работают лучше всего, как электродных материалов и должен иметь достаточную площадь поверхности для того, чтобы поддерживать низкие плотности тока на порядка 10 А / м, чтобы уменьшить локальный нагрев. В случае мостов, которые имеют плохую стабильность или трудно начать его сначала рекомендуется подтвердить проводимости ~ 1 мкс / см, и что нет никаких посторонних бассейны жидкости, которые могут позволить альтернативный текущий путь. В целом рекомендуется, чтобы все поверхности быть как можно более сухой, обратить особое внимание на тонких пленок, которые могут образовывать между судами и изоляционных плит. Если искрение происходит власть прерывания и уменьшить значение напряжения затем снова включите питание как устойчивый дуги приведет в &quot;обугливания&quot; пострадавших районов, которые могут привести к ухудшению стабильности моста или предотвращения моста зажигание все вместе. Если питание подается на систему выше порогового напряжения и не форм мостовых изолированный стеклянный стержень может быть использован, чтобы нарисовать жидкость вверх к гое контактные точки (например, стеклянную мензурку Изливы) между двумя судами. Если система продолжает вести себя в нестабильной моды чистить оборудование и начать все заново с свежей жидкостью. В противном случае, рекомендуется провести инвентаризацию окрестностях как крупных металлических предметов, материалов, которые поддерживают статический заряд, или сильные воздушные потоки могут нарушить мост и / или электрическое поле, которое поддерживает его. Экспериментальная система легко изменены, чтобы соответствовать материалы, обычно доступные в большинстве лабораторий. Жидкие контейнеры могут быть от почти любого совместимого материала и особое внимание должно быть обращено на воспламеняемость контейнера или жидкой фазы в случае электрической дуги; например тефлон будет генерировать опасные газы при сжигании. Форма электродов, размещение, и материал также может быть изменен в соответствии с ограничениям данного настройке. Как правило, плоские электроды, изготовленные из фольги используются, но проволоки также может быть использован до тех пор, действующих принципов плотности<html> принимаются во внимание. Приложенное электрическое поле может быть чистым DC, чистый AC или DC предвзятым AC. Все будет производить жидкие мостики внутри зависимой Частотный диапазон диапазон для жидкостей, описанных в литературе по электросмачивания на диэлектрической (EWOD) и диэлектрофореза (DEP) 9, которые определяют диапазон частот ответ от 20 Гц и до 20 кГц при умеренных напряжениях. Более высокие диапазоны частот также может генерировать мосты хотя они не были явно испытания и некоторые работники сообщили нижний предел для переменного тока вертикальных перемычек на 50 Гц 42. Ориентация тяжести также легко модифицировать, пока система может быть разработана, чтобы обеспечить свободные поверхности жидкости, которые являются стабильными без приложенного электрического поля. Эксперименты были проведены в отсутствие силы тяжести 41, который показал, что эти мосты имеют зависимость от стабилизирующего влияния силы тяжести, которая поддерживает хрупкий баланс сил в жидком моста. ЛОР &quot;&gt; EHD жидкие мостики новый инструмент, который может быть добавлен в репертуар многих приложений естественнонаучных. Они позволяют исследование взаимодействия объемных и поверхностных сил с извне электрического поля. Они открывают возможность изучить новые средства смешивания различных жидкостей 37; изменения кинетики химических реакций 52; протонный транспорт 44,45 и изучения реакции биологических систем в таких условиях 53 Кроме того, эти мосты обеспечивают прямой доступ к поверхности жидкости без каких-либо физически объединительной структуры, которые уже получены новые. спектроскопические информация о динамике в жидкой воде 28 и намекает не только на существование электрически управляемой государственной выключателя в результате чего новые объемные свойства появляются 31, но при потенциале для изучения жидких жидкости фазовые переходы 54 по совершенно новому методу. Широкое промышленное применение ЭГД процессов (например, </eм&gt;, электропрядения 26, и электрораспылительной 32,33 методы) наверняка могут извлечь выгоду из дальнейшего изучения этих тесно союзнических явлений.

<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

Горизонтальные и вертикальные жидкость мосты простые и мощные инструменты для того, чтобы исследовать взаимодействие высокой интенсивности электрических полей (8-20 кВ / см) и полярных диэлектрических жидкостей. Эти мосты являются уникальными от капиллярных мостов в том, что они обладают расширяемость за несколько миллиметров, имеют сложные двунаправленную модели массообмена, и излучают не-Планка инфракрасное излучение. Ряд обычных растворителей могут образовывать такие мосты, а также низкие решения проводимости и коллоидных суспензий. Макроскопическая поведение регулируется электрогидродинамики и обеспечивает средства изучении явлений потока текучей среды без присутствия жесткими стенками. До наступления жидкого моста нескольких важных явлений можно наблюдать в том числе наступающей высоты мениска (электросмачивания), объемной циркуляции жидкости (эффект Sumoto), и выбросом заряженных капель (электрораспыление). Взаимодействие между поверхностными, поляризация и перемещения сил может быть непосредственно рассмотреныразличной приложенное напряжение и длину моста. Электрическое поле, помогал тяжести, стабилизирует жидкую мост против Рэлея-Плато неустойчивости. Строительство основного устройства для вертикальной и горизонтальной ориентации наряду с оперативными примеров, в том числе термографического изображения, для трех жидкостей (например, вода, ДМСО, и глицерин) представлено.

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

Горизонтальные и вертикальные электрогидродинамические жидкие мостики простые и мощные инструменты для того, чтобы исследовать взаимодействие высокой интенсивности электрических полей и полярных диэлектрических жидкостей. Строительство основного аппарата и оперативных примеров, в том числе термографического изображения, для трех жидкостей (например, вода, ДМСО, и глицерин) представлено.

Подготовка Электрогидродинамические Мосты от полярных диэлектрических жидкостей

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

Выявление динамических процессов в жидкостях материалов с использованием жидкого сотовых просвечивающей электронной микроскопии

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

Изготовление и визуализация капиллярных мостов в slit Pore геометрии

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

Использование Микроволновая печь и макроскопических образцов диэлектрических твердых тел для изучения фотонных свойства неупорядоченных фотонных запрещенной зоны материалов

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

В Ситу Время-зависимой пробой диэлектрика в просвечивающий электронный микроскоп: возможность понять механизм Отказ в микроэлектронных устройств

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

Изготовление Процесс силиконовой основе диэлектрических эластомеров приводов

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

С помощью плазмы молекулярно-лучевой эпитаксии N-полярная InAlN-барьерные Транзисторы высокого электронно-мобильности

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

Оптическая ловушка Загрузка Диэлектрические микрочастицами In Air

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

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

Диэлектрические RheoSANS - Одновременная Допрос импеданса, реология и малого угол рассеяния нейтронов сложных жидкостей

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

Аналоговый макроскопических методика для изучения молекулярных гидродинамические процессы в плотных газов и жидкостей

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

Поколения и контроль над Электрогидродинамическое потоков в водный электролит решения

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