Name: calibration procedures for orthogonal superposition rheology
Uploaded: 2020-11-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Calibration Procedures for Orthogonal Superposition Rheology at JoVE.com

Ran Tao, ABD Ticaret Bakanlığı Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün 70NANB15H112 hibesi kapsamında sağladığı fonlara teşekkür eder. Aaron M. Forster'ın finansmanı, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ne kongre ödenekleri yoluyla sağlandı.

1. Reometre kurulumu
NOT: Bu bölümdeki protokol, kurulumun hazırlanması, uygun geometrinin kurulması, test malzemesinin yüklenmesi, deney prosedürünün kurulması, geometrinin belirtilmesi ve testin başlatılması dahil olmak üzere bir reoloji deneyi çalıştırmak için temel adımları (ayrı bir motor dönüştürücü reometresi veya kombine bir motor dönüştürücü reometresi için) açıklamaktadır. OSP çalışması için özel talimatlar ve notlar verilmiştir. Dönüştü...

<ol>
	<li>Macosko, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rheology: principles, measurements, and applications. , (1994).</li><li>Larson, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Structure and Rheology of Complex Fluids. , (1999).</li><li>Vermant, J., Moldenaers, P., Mewis, J., Ellis, M., Garritano, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthogonal+superposition+measurements+using+a+rheometer+equipped+with+a+force+rebalanced+transducer.">Orthogonal superposition measurements using a rheometer equipped with a force rebalanced transducer.</a> Review of Scientific Instruments. 68 (11), 4090-4096 (1997).</li><li>Ferry, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Viscoelastic Properties of Polymers. , (1980).</li><li>Yamamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate-dependent+relaxation+spectra+and+their+determination.">Rate-dependent relaxation spectra and their determination.</a> Transactions of the Society of Rheology. 15 (2), 331-344 (1971).</li><li>Simmons, 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=A+servo-controlled+rheometer+for+measurement+of+the+dynamic+modulus+of+viscoelastic+liquids.">A servo-controlled rheometer for measurement of the dynamic modulus of viscoelastic liquids.</a> Journal of Scientific Instruments. 43 (12), 887-892 (1966).</li><li>Tanner, R. I., Williams, G. <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+orthogonal+superposition+of+simple+shearing+and+small-strain+oscillatory+motions.">On the orthogonal superposition of simple shearing and small-strain oscillatory motions.</a> Rheologica Acta. 10 (4), 528-538 (1971).</li><li>Schoukens, G., Mewis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+rheological+behaviour+and+shear-dependent+structure+in+colloidal+dispersions.">Nonlinear rheological behaviour and shear-dependent structure in colloidal dispersions.</a> Journal of Rheology. 22 (4), 381-394 (1978).</li><li>Zeegers, 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=A+sensitive+dynamic+viscometer+for+measuring+the+complex+shear+modulus+in+a+steady+shear+flow+using+the+method+of+orthogonal+superposition.">A sensitive dynamic viscometer for measuring the complex shear modulus in a steady shear flow using the method of orthogonal superposition.</a> Rheologica Acta. 34 (6), 606-621 (1995).</li><li>Mewis, J., Schoukens, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+spectroscopy+of+colloidal+dispersions.">Mechanical spectroscopy of colloidal dispersions.</a> Faraday Discussions of the Chemical Society. 65, 58-64 (1978).</li><li>Lin, N. Y. C., Ness, C., Cates, M. E., Sun, J., Cohen, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+shear+thickening+in+suspensions.">Tunable shear thickening in suspensions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (39), 10774-10778 (2016).</li><li>Gracia-Fern&#225;ndez, 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=Simultaneous+application+of+electro+and+orthogonal+superposition+rheology+on+a+starch/silicone+oil+suspension.">Simultaneous application of electro and orthogonal superposition rheology on a starch/silicone oil suspension.</a> Journal of Rheology. 60 (1), 121-127 (2015).</li><li>Sung, S. H., Kim, S., Hendricks, J., Clasen, C., Ahn, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthogonal+superposition+rheometry+of+colloidal+gels:+time-shear+rate+superposition.">Orthogonal superposition rheometry of colloidal gels: time-shear rate superposition.</a> Soft Matter. 14 (42), 8651-8659 (2018).</li><li>Colombo, G., 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=Superposition+rheology+and+anisotropy+in+rheological+properties+of+sheared+colloidal+gels.">Superposition rheology and anisotropy in rheological properties of sheared colloidal gels.</a> Journal of Rheology. 61 (5), 1035-1048 (2017).</li><li>Jacob, A. R., Poulos, A. S., Kim, S., Vermant, J., Petekidis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convective+Cage+Release+in+Model+Colloidal+Glasses.">Convective Cage Release in Model Colloidal Glasses.</a> Physical Review Letters. 115 (21), 218301 (2015).</li><li>Jacob, A. R., Poulos, A. S., Semenov, A. N., Vermant, J., Petekidis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+dynamics+of+concentrated+starlike+micelles:+A+superposition+rheometry+investigation+into+relaxation+mechanisms.">Flow dynamics of concentrated starlike micelles: A superposition rheometry investigation into relaxation mechanisms.</a> Journal of Rheology. 63 (4), 641-653 (2019).</li><li>Moghimi, E., Vermant, J., Petekidis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthogonal+superposition+rheometry+of+model+colloidal+glasses+with+short-ranged+attractions.">Orthogonal superposition rheometry of model colloidal glasses with short-ranged attractions.</a> Journal of Rheology. 63 (4), 533-546 (2019).</li><li>Tao, R., Forster, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=End+effect+correction+for+orthogonal+small+strain+oscillatory+shear+in+a+rotational+shear+rheometer.">End effect correction for orthogonal small strain oscillatory shear in a rotational shear rheometer.</a> Rheologica Acta. 59 (2), 95-108 (2020).</li><li>Schrag, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deviation+of+velocity+gradient+profiles+from+the+"gap+loading"+and+"surface+loading"+limits+in+dynamic+simple+shear+experiments.">Deviation of velocity gradient profiles from the "gap loading" and "surface loading" limits in dynamic simple shear experiments.</a> Transactions of the Society of Rheology. 21 (3), 399-413 (1977).</li><li>Ewoldt, R. H., Johnston, M. T., Caretta, L. M., Spagnolie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Complex Fluids in Biological Systems. Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering. , 207-241 (2015).</li></ol>

Bu protokolde, çift cidarlı konsantrik silindir geometrisine sahip ticari bir ortogonal süperpozisyon reoloji tekniği için Newton sıvılarını kullanarak viskozite kalibrasyon ölçümleri yapmak için ayrıntılı bir deneysel prosedür sunuyoruz. Kalibrasyon faktörleri, yani birincil son etki faktörü C L ve ortogonal son etki faktörü CLo, sabit kesme hızı süpürme ve ortogonal frekans süpürme testleri yapılarak bağımsız olarak belirlenir. So...

Karmaşık sıvıların reolojik özelliklerini anlamak, güvenilir ve tekrarlanabilir ürünlerin geliştirilmesi ve üretilmesi için birçok endüstri için gereklidir1. Bu "karmaşık sıvılar", günlük yaşamımızda, örneğin kişisel bakım ürünlerinde, gıdalarda, kozmetiklerde ve ev ürünlerinde yaygın olarak bulunan süspansiyonları, polimerik sıvıları ve köpükleri içerir. Reolojik veya akış özellikleri (örneğin, viskozite), son kullanım ve işlenebilirlik için performans metriklerinin oluşturulmasında önemli miktarlardır, ancak akış özellikleri, karmaşık akışkanlar içinde bulunan mikro yapılarla birbirine bağlıdır. Karmaşık sıvıların onları basit sıvılardan ayıran belirgin bir özelliği, çoklu uzunluk ölçeklerini kapsayan çeşitli mikro yapılara sahip olmalarıdır2. Bu mikro yapılar, makroskopik özelliklerinde değişikliklere neden olan farklı akış koşullarından kolayca etkilenebilir. Akış ve deformasyona yanıt olarak karmaşık akışkanların doğrusal olmayan viskoelastik davranışı yoluyla bu yapı-özellik döngüsünün kilidini açmak, deneysel reologlar için zorlu bir görev olmaya devam etmektedir.
Ortogonal süperpozisyon (OSP) reolojisi3 , bu ölçüm zorluğunu ele almak için sağlam bir tekniktir. Bu teknikte, küçük bir genlikli salınımlı kesme akışı, tek yönlü bir birincil kararlı kesme akışına ortogonal olarak üst üste bindirilir, bu da uygulanan birincil kesme akışı altında viskoelastik bir gevşeme spektrumunun eşzamanlı olarak ölçülmesini sağlar. Daha spesifik olmak gerekirse, küçük salınımlı kesme pertürbasyonu, doğrusal viskoelastisite4'teki teoriler kullanılarak analiz edilebilirken, doğrusal olmayan akış koşulu birincil kararlı kesme akışı ile elde edilir. İki akış alanı ortogonal olduğundan ve bu nedenle bağlanmadığından, pertürbasyon spektrumları, birincil doğrusal olmayan akış5 altındaki mikroyapının varyasyonu ile doğrudan ilişkili olabilir. Bu gelişmiş ölçüm tekniği, formülasyonlarını, işlemelerini ve uygulamalarını optimize etmek için karmaşık sıvılardaki yapı-özellik-işleme ilişkilerini aydınlatma fırsatı sunar.
Modern OSP reolojisinin uygulanması ani bir epifaninin sonucu değildi; daha ziyade, onlarca yıllık özel cihazların geliştirilmesine dayanmaktadır. İlk özel yapım OSP aparatıSimmons 6 tarafından 1966 yılına kadar uzanıyor ve bundan sonra 7,8,9,10 gibi birçok çaba sarf edildi. Bu erken özel yapım cihazlar, hizalama sorunları, pompalama akış etkisi (ortogonal salınım sağlamak için bob'un eksenel hareketi nedeniyle) ve cihaz hassasiyetinin sınırları gibi birçok dezavantajdan muzdariptir. 1997 yılında, Vermant ve ark.3, önceki cihazlardan daha geniş bir viskozite aralığına sahip sıvılar için OSP ölçümlerini sağlayan ticari ayrı bir motor-transdüser reometresi üzerindeki kuvvet yeniden dengeleme dönüştürücüsünü (FRT) değiştirdi. Bu modifikasyon, normal kuvvet yeniden dengeleme dönüştürücüsünün gerilim kontrollü bir reometre olarak işlev görmesini sağlar ve eksenel kuvvetin ölçümüne ek olarak eksenel bir salınım uygular. Son zamanlarda, OSP ölçümleri için gerekli geometriler, Vermant'ın metodolojisinden sonra, ticari ayrı bir motor-transdüser reometresi için serbest bırakılmıştır.
Ticari OSP reolojisinin ortaya çıkmasından bu yana, bu tekniğin çeşitli karmaşık sıvıların araştırılması için uygulanmasına artan bir ilgi vardır. Örnek olarak kolloidal süspansiyonlar 11,12, kolloidal jeller13,14 ve gözlükler15,16,17 verilebilir. Ticari cihazın mevcudiyeti OSP araştırmasını teşvik ederken, karmaşık OSP geometrisi, ölçümün diğer rutin reolojik tekniklerden daha iyi anlaşılmasını gerektirir. OSP akış hücresi, çift cidarlı eşmerkezli silindir (veya Couette) geometrisine dayanır. Sıvının dairesel boşluklar ve rezervuar arasında ileri geri akmasını sağlamak için açık üst ve açık alt tasarıma sahiptir. Üretici tarafından geometri tasarımında yapılan optimizasyona rağmen, OSP operasyonu sırasında akışkan homojen olmayan bir akış alanı, geometrik son etkiler ve artık pompalama akışı yaşar ve bunların hepsi önemli deneysel hatalara neden olabilir. Önceki çalışmamız18, bu teknik için Newton sıvılarını kullanan önemli son etki düzeltme prosedürlerini bildirmiştir. Doğru viskozite sonuçları elde etmek için, hem primer hem de ortogonal yönlerde uygun son etki faktörleri uygulanmalıdır. Bu protokolde, OSP reolojik tekniği için ayrıntılı bir kalibrasyon metodolojisi sunmayı ve ölçüm hatalarını azaltmak için en iyi uygulamalar için önerilerde bulunmayı amaçlıyoruz. Bu yazıda OSP geometri kurulumu, numune yükleme ve OSP test ayarları ile ilgili olarak açıklanan prosedürler, Newton dışı akışkan ölçümleri için kolayca benimsenebilir ve tercüme edilebilir olmalıdır. Kullanıcıların, herhangi bir sıvı sınıflandırmasında (Newton veya Newton olmayan) OSP ölçümlerinden önce uygulamaları için son etki düzeltme faktörlerini belirlemek üzere burada açıklanan kalibrasyon prosedürlerini kullanmalarını tavsiye ederiz. Son faktörler için kalibrasyon prosedürlerinin daha önce bildirilmediğini unutmayın. Bu makalede sağlanan protokol ayrıca, genel olarak doğru reolojik ölçümlerin nasıl yapılacağına dair adım adım kılavuz ve ipuçlarını ve reometre kullanıcıları tarafından göz ardı edilebilecek "ham" verilere karşı "ölçülen" verilerin anlaşılmasına ilişkin teknik kaynağı açıklamaktadır.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Advanced Peltier System</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>402500.901</td>
			<td>Enviromental control device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ARES-G2 Rheometer</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>401000.501</td>
			<td>Rheometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brookfield Silicone Fluid, 12500cP</td>
			<td>AMTEK Brookfield</td>
			<td>12500 cps</td>
			<td>Viscosity standard liquid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OSP Slotted Bob, 33 mm</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>402796.902</td>
			<td>Bob, upper geometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OSP Slotted Double Gap Cup, 34 mm</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>402782.901</td>
			<td>Double wall cup, lower geometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette (1 &#8211; 10 mL)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3120000089</td>
			<td>To load test materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette (100 &#8211; 1,000 &#181;L)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3123000063</td>
			<td>To load test materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette Tips (0.5 &#8211; 10 mL)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022492098</td>
			<td>To load test materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette Tips (50 &#8211; 1,000 &#181;L)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022491555</td>
			<td>To load test materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spatula</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82027-532</td>
			<td>To load test materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIOS</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>v4.3.1.39215</td>
			<td>Rheometer software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

calibration procedures for orthogonal superposition rheology

Ortogonal süperpozisyon (OSP) reolojisi, küçük genlikli salınımlı bir kesme deformasyonunun ortogonal olarak birincil kesme akışına üst üste bindirilmesini içeren gelişmiş bir reolojik tekniktir. Bu teknik, karmaşık akışkanların yapısal dinamiklerinin doğrusal olmayan akış koşulları altında ölçülmesine izin verir, bu da çok çeşitli karmaşık akışkanların performansının anlaşılması ve tahmin edilmesi için önemlidir. OSP reolojik tekniği, 1960'lardan bu yana, özellikle bu tekniğin gücünü vurgulayan özel yapım cihazlar aracılığıyla uzun bir gelişim geçmişine sahiptir. OSP tekniği artık reoloji topluluğu için ticari olarak mevcuttur. OSP geometrisinin karmaşık tasarımı ve ideal olmayan akış alanı göz önüne alındığında, kullanıcılar ölçüm hatasının büyüklüğünü ve kaynaklarını anlamalıdır. Bu çalışma, ölçüm hatalarını azaltmak için en iyi uygulamalar için öneriler içeren Newton sıvılarını kullanan kalibrasyon prosedürlerini sunmaktadır. Özellikle, son etki faktörü belirleme yöntemi, numune doldurma prosedürü ve uygun ölçüm aralığının tanımlanması (örneğin, kesme hızı, frekans vb.) hakkında ayrıntılı bilgi verilmektedir.

12.2 Pa s silikon viskozite standardındaki viskozite kalibrasyon ölçümlerinden elde edilen temsili sonuçlar Şekil 5 ve Şekil 6'da gösterilmiştir. Kalibrasyon çalışmaları için birincil son etki faktörünün ve ortogonal son etki faktörünün her ikisinin de 1,00 olarak ayarlandığını unutmayın. Şekil 5, çift y eksenli bir grafikte kesme hızının bir fonksiyonu olarak sabit kesme viskozitesini ve torku gösterm...

Watch this Scientific Journal Video about Calibration Procedures for Orthogonal Superposition Rheology at JoVE.com

Calibration Procedures for Orthogonal Superposition Rheology

Newton sıvılarını kullanan ticari bir ortogonal süperpozisyon reolojisi tekniği için, son etki düzeltme faktörü belirleme yöntemleri ve deneysel hatayı azaltmak için en iyi uygulamalar için öneriler de dahil olmak üzere ayrıntılı bir kalibrasyon protokolü sunuyoruz.

Ortogonal Süperpozisyon Reolojisi için Kalibrasyon Prosedürleri

Orthogonal superposition (OSP) rheology is an advanced rheological technique that involves superimposing a small-amplitude oscillatory shear deformation ...

Orthogonal Superposition Radiology is an advanced technique that allows the measurement of radiological properties of complex fluids under non-linear flow conditions, which offer insights into the micro-structural changes that governs macroscopic properties. The information gained on the structured property processing relationships in complex fluids is important to many industries for the development and manufacturer of reliable products. OSP is now commercially available for the radiology community.Given the complicated geometry design, a protocol to quantify measurement error is critical to the successful use of this technique. The calibration protocol described in this video is the first standard operating procedure to properly determine the end effect factors, a proper accounting of the end effect factors reduces measurement error. Before installing the geometry, enable the orthogonal superposition feature in the rheometer software.After lifting the stage to maximum height, install a lower platinum resistance thermometer on the test station for temperature measurement and an environmental control device. Assemble the inner and outer cylinders, to complete the double wall cup configuration. Insert the cup into the environmental control device and align the geometry.Press the lower geometry cup downward to compress the spring-loaded platinum resistance thermometer, by using a torque screwdriver to tighten the thumbscrew. Disable the motor power and use a finger to spin the geometry to confirm that the cup rotates freely. Install the upper geometry bob onto the transducer shaft, and click the tear transducer button in the transducer control panel of the rheometer software to tear the normal force and torque.Then click the zero fixture button to zero the gap between the upper and lower geometries. To load the test material, lift the stage to provide enough workspace to load the test material into the cup, and carefully load the test material into the cup. Lower the upper geometry carefully into the fluid to reach the geometry gap set point of eight millimeters.When the bob end contacts the fluid, reduce the downward velocity of the bob. Lift the bob vertically to a position at which the wetted fluid contact line can be visually inspected. Carefully lift the bob to the previous loading position to allow enough workspace and load an additional amount of test material into the cup as needed.Lower the upper geometry into the fluid, and use the go-to geometry gap button to set the cup and final geometry gap. Repeat the adjustment until the wetted contact line on the bob is approximately two millimeters above the lower end of the upper bob opening. Then move the bob to the geometry gap set point and allow the test material to relax.To verify that the correct geometry has been selected, open the orthogonal double wall concentric cylinder geometry. If the orthogonal superposition radiology geometry is not listed, manually create a new geometry with the software, using the dimensions for the geometry as indicated in the table. Then specify the geometry constants, including the inertia and upper tool mass, and enter one for both the end effect factor, and orthogonal end effect factor.To perform a steady sheer rate sweep test, condition the sample at 25 degrees Celsius for 15 minutes. When the test material has reached thermal equilibrium, under the procedure tab in the rheometer software select flow and sweep. In the environmental control window, set the test temperature to 25 degrees Celsius.Set the sheer rate range from 0.01 to 100 inverse seconds, with data recording at 10 points per decade, logarithmically, and enable automatic steady state determination. Then start the experiment. To perform an orthogonal frequency sweep test, set the normal force transducer to conditioning and transducer mode.And condition the sample at 25 degrees Celsius for 15 minutes to ensure thermal equilibration. Select the orthogonal frequency sweep test with the test temperature set to 25 degrees Celsius. Specify the desired normal strain and enter zero inverse seconds for the sheer rate in the rotational direction.Then specify the angular frequency range from 0.1 to 40 rads per second at 10 points per decade, logarithmically, and start the experiment. To verify that the corrections are valid, using the calibrated end effect factors obtained from the calibration experiments, enter the calibrated values for the end effect factor and orthogonal end effect factor under the geometry constants. The stress constants will be automatically updated.Then set up an orthogonal frequency sweep test as demonstrated, using one inverse second for the shear rate and start the experiment. Here, representative results from the viscosity calibration measurements on a 12.2 pascal-second silicone viscosity standard are shown. The silicone liquid is a newtonian fluid with an expected constant viscosity independent of the applied shear rate.The measured torque increases linearly as the sheer rate increases and all of the data are above the low torque limit. The uncorrected viscosity value is higher than the actual viscosity. These orthogonal frequency sweep tests demonstrate different orthogonal strain amplitudes from 0.5 to 9.4%for the 12.2 pascal-second viscosity standard.Similarly, without correction, the measured orthogonal complex viscosity overestimates the actual viscosity of 12.2 pascal-second. Only the viscosity data with corresponding orthogonal force values above the lower limit of the axial oscillation force for the transducer, are used to calculate the average viscosity for correction. To calculate the end effect factors here, the primary in effect factor is equal to the uncorrected primary viscosity divided by the viscosity of the standard liquid.The orthogonal end effect factor is equal to the viscosity of the standard liquid divided by the uncorrected orthogonal viscosity. Here, an orthogonal superposition measurement was performed under steady shear for viscosity verification check. Only the data with values greater than the instrument force resolution were plotted.Since the correct and effect factors were applied, the measured viscosities in both directions matched the accepted oil viscosity value of 12.2 pascal-seconds. Now, you should have a good understanding of how to perform calibration for OSP using newtonian fluids. We recommend that users determine their end effect correction factors for their own instruments and geometries because the actual corrections are material and instrument dependent.Making accurate measurements are important for scientific research as well as product development. This protocol provides a technical resource for the instrument users and also guidance to manufacturers for optimizing the engineering design of future instruments.

Research

JoVE Journal

Engineering

Bringing the Visible Universe into Focus with Robo-AO

Robo-AO Odak içine Görünür Evren Bringing

The angular  resolution of ground-based optical telescopes is limited by the degrading  effects of the turbulent atmosphere. In the absence of an ...

Mühendislik

Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Eşzamanlı Sayısal İletkenlik ve AFM kullanarak Organik Fotovoltaik Malzemeler Mekanik Özellikleri Ölçümleri

Organic photovoltaic  (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale  inhomogeneity of OPV materials affects performance ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Algılama ve Palladium Kurtarma Kentsel Madeninde Altın ve Kobalt Metal Nano Wagon tekerlekli şeklindeki Porların ile Belirlenmiş Yeni Sensörler / adsorbanlar kullanma

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

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

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

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

Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

Rezonans Floresans ortogonal uyarma ve algılama kullanarak düzlemsel boşluğunda bir InGaAs kuantum nokta

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). ...

Fabrication Procedures and Birefringence Measurements for Designing Magnetically Responsive Lanthanide Ion Chelating Phospholipid Assemblies

İmalat işlemleri ve Birefringence ölçümler manyetik olarak duyarlı Lanthanide iyon şelat Fosfolipid Derlemeler tasarlama

Bicelles are tunable disk-like polymolecular assemblies formed from a large variety of lipid mixtures. Applications range from membrane protein structural ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tek katmanlı dikdörtgen SnSe büyük ölçekli pul imalatı atmosfer basıncı

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

Hibrid akıllı sensörler imalatı için yazdırma

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

Polimer filmlerin küçültülmüş kusurlarla gözenekli substratlar üzerine aktarımı için prosedür

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...