مقالة منهجية

الكشف عن الديناميكيات الخفية للهياكل الضوئية الطبيعية باستخدام التصوير المجسم

DOI:

10.3791/63676

⸱

مارس 31, 2022

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Physics, Photonics Center, University of Belgrade, 2Faculty of Mechanical Engineering, University of Belgrade, 3Institute of Chemistry, Technology and Metallurgy, University of Belgrade, 4School of Physics, University of Exeter, 5Department of Physics & Namur Institute of Structured Matter (NISM), University of Namur, 6Chemistry Department, Laboratory of Molecular Imaging and Photonics, KULeuven, 7Université de Mons

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تركز الورقة في المقام الأول على القوة المشتركة للطرق البصرية (الخطية وغير الخطية) والثلاثية الأبعاد المستخدمة للكشف عن الظواهر على المستوى النانوي. يتم إعطاء النتائج التي تم الحصول عليها من دراسات التفاعلات الكيميائية البيوفوتونية والمتذبذبة كأمثلة تمثيلية ، مما يسلط الضوء على قدرة التصوير المجسم على الكشف عن الديناميكيات على نطاق نانوي.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الطريقة ، يتم استغلال إمكانات البصريات والتصوير المجسم للكشف عن التفاصيل الخفية للاستجابة الديناميكية للنظام الطبيعي على نطاق النانو. في الجزء الأول ، يتم تقديم الدراسات البصرية والثلاثية الأبعاد للهياكل الضوئية الطبيعية بالإضافة إلى شروط ظهور التأثير الضوئي ، أي إزاحة أو تشوه بنية نانوية بسبب تدرج حراري يسببه الضوء ، على مقياس النانو. يتم الكشف عن هذا التأثير من خلال قياس التداخل الرقمي المجسم في الوقت الفعلي الذي يراقب تشوه المقاييس التي تغطي أجنحة الحشرات الناجمة عن درجة الحرارة. يتم إثبات وتأكيد العلاقة بين الهندسة والتموج النانوي الذي يؤدي إلى ظهور التأثير الضوئي تجريبيا. في الجزء الثاني ، يظهر كيف يمكن استخدام التصوير المجسم للكشف عن التفاصيل الخفية في النظام الكيميائي ذات الديناميكيات غير الخطية ، مثل ظاهرة انتقال الطور التي تحدث في تفاعل Briggs-Rauscher (BR) المتذبذب المعقد. ويمكن للإمكانات المعروضة للتصوير المجسم على المستوى النانوي أن تفتح إمكانيات هائلة للتحكم في التأثير الضوئي وتشكيل الأنماط وتشكيلها لمختلف التطبيقات مثل احتجاز الجسيمات ورفعها، بما في ذلك حركة الهيدروكربونات غير المحترقة في الغلاف الجوي وفصل الهباء الجوي المختلف، وتحلل اللدائن الدقيقة وتجزئة الجسيمات بشكل عام، وتقييم درجة الحرارة والتوصيل الحراري لجزيئات الوقود بحجم ميكرون.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لفهم وملاحظة جميع الظواهر الفريدة في عالم النانو بشكل كامل ، من الأهمية بمكان استخدام تقنيات قادرة على الكشف عن جميع التفاصيل المتعلقة بالهياكل والديناميات على نطاق النانو. على هذا الحساب ، يتم تقديم مزيج فريد من الطرق الخطية وغير الخطية ، جنبا إلى جنب مع قوة التصوير المجسم للكشف عن ديناميكيات النظام على نطاق النانو.

يمكن النظر إلى التقنية الثلاثية الأبعاد الموصوفة على أنها طريقة التسجيل الثلاثي (rec هو اختصار للتسجيل) ، لأنه في وقت معين يتم تسجيل الإشارة في وقت واحد بواسطة كاميرا فوتوغرافية وكاميرا حرارية ومقياس تداخل. يعد التحليل الطيفي البصري الخطي وغير الخطي والتصوير المجسم من التقنيات المعروفة جيدا ، والتي يتم وصف مبادئها الأساسية على نطاق واسع في الأدبيات 1,2.

لاختصار قصة طويلة ، يسمح قياس التداخل الثلاثي الأبعاد بمقارنة الجبهات الموجية المسجلة في لحظات مختلفة من الوقت لتوصيف ديناميكيات النظام. كان يستخدم سابقا لقياس ديناميكيات الاهتزاز 3,4. تعتمد قوة التصوير المجسم كأبسط طريقة لقياس التداخل على قدرته على اكتشاف أصغر إزاحة داخل النظام. أولا، استغلنا التصوير المجسم لمراقبة وكشف التأثير الضوئي5 (أي إزاحة تشوه بنية نانوية بسبب تدرج حراري يسببه الضوء)، في هياكل بيولوجية مختلفة. وللحصول على عرض حقيقي للطريقة، تم اختيار عينات تمثيلية من عدد من العينات البيولوجية المختبرة6. أجنحة فراشة ملكة إسبانيا ، إيسوريا لاثونيا (لينيوس ، 1758; I. lathonia)، استخدمت في إطار هذه الدراسة.

بعد أن أثبتت بنجاح حدوث الرحلان الضوئي على المستوى النانوي في الأنسجة البيولوجية ، تم تطبيق بروتوكول مماثل لمراقبة عملية كسر التماثل التلقائي7 الناجمة عن انتقال الطور في تفاعل كيميائي متذبذب. في هذا الجزء ، تمت دراسة انتقال الطور من تركيز منخفض من اليوديد واليود (يسمى الحالة الأولى) إلى تركيز عال من اليوديد واليود مع تكوين اليود الصلب (يعرف باسم الحالة II) الذي يحدث في تفاعل BR غير الخطي كيميائيا 8,9. هنا ، أبلغنا لأول مرة عن نهج ثلاثي الأبعاد يسمح بدراسة مثل هذا الانتقال المرحلي وديناميكيات كسر التماثل التلقائي على مقياس النانو الذي يحدث في الأنظمة المكثفة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. التوصيف المسبق

  1. قم بإجراء توصيف مسبق كامل للعينة.
    1. إجراء جميع التجارب على العينات الجافة المشتراة من مصدر تجاري. تخزين العينات في المختبر، في مكان جاف ومظلم، في درجة حرارة الغرفة.
    2. قبل القياسات ثلاثية الأبعاد، قم بإجراء توصيف كامل للعينة عن طريق المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والتحليل الطيفي البصري الخطي، والمجهر الضوئي غير الخطي (NOM)10 (الشكل 1).
    3. بالإضافة إلى الخصائص البصرية للعينات التي تقاس بواسطة التقنيات الخطية ، قم بجمع معلومات تكميلية مع حزم ليزر عالية الكثافة تسمح بتوصيف خصائصها البصرية غير الخطية.
    4. استخدم الحساسيات البصرية غير الخطية المقابلة لتحديد الاستجابة البصرية غير الخطية وتشكيل أساس التقنيات البصرية غير الخطية مثل تألق الإثارة متعدد الفوتونات غير المدمر والجيل التوافقي الثاني (SHG) ، والتي تستخدم لتوصيف العينات البيولوجية المختلفة.
    5. بالنسبة للظواهر الكيميائية غير الخطية التي تحدث في تفاعل BR المتذبذب، قم بإجراء دراسة للرصد التداخل لانتقال الطور في الموقع من الحالة الأولى إلى الحالة الثانية مع التركيزات التالية من المواد المتفاعلة: [CH 2(COOH)2]0 = 0.0789 mol dm-3، [MnSO 4]0 = 0.0075 mol dm-3، [HClO4]0 = 0.03 mol dm-3، [كيو3] 0 = 0.0752 mol dm-3 ، و [H 2 O2]0= 1.269 mol dm-3 (0 بعد القوس يرمز إلى التركيز الأولي في بداية العملية). اجعل الحجم الإجمالي المستخدم لتفاعل BR يساوي 2.5 مل.
      ملاحظة: قيم التركيز المستخدمة هنا تساوي تلك الموجودة في الدراسة التي أجراها Pagnacco et al.8 ، ولكن مع حجم التفاعل مقسوما على 10.
  2. قم بإعداد العينة للتجربة.
    1. استخدم أجنحة الفراشة الفريتيلية ملكة إسبانيا ، I. lathonia ، لهذه التجربة. ضع الجناح على سطح صلب واصنع قسما بقاطع قطره 10 مم. ضع العينة في صندوق العينة ، والذي يمكن أن يكون أي حاوية ذات غطاء.

figure-protocol-1
الشكل 1: مقطع عرضي متموج من مقياس جناح الفراشة. تم تسجيل المقطع العرضي على مجهر ضوئي غير خطي (A,B). كما تم إجراء مراقبة SEM (C) لجناح من فراشة ملكة إسبانيا ، I. lathonia. وقد عدل هذا الرقم من14. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. الإعداد التجريبي

  1. الإعداد المجسم
    ملاحظة: تم إجراء قياسات قياس التداخل الثلاثي الأبعاد باستخدام إعداد بصري مصمم خصيصا (الشكل 2).
    1. اضبط درجة حرارة المختبر لتكون 23 درجة مئوية ± 0.2 درجة مئوية. قم بتشغيل الليزر. استخدم ليزر (التفاصيل الواردة في جدول المواد) بطول موجي مثير يبلغ 532 نانومتر لهذه الملاحظات المجسمة.
    2. تحقق من محاذاة العناصر البصرية (الشكل 2). أولا ، تحقق من أن الإعداد يتم وفقا للمخطط في الشكل 2.
    3. قم بمحاذاة شعاع الليزر بشكل مثالي مع المرآة المقعرة M. تحقق واضبط موضع موسع الشعاع البصري (L).
    4. حدد جزء الشعاع الذي يصطدم بالعينة S وتأكد من أنه يشكل شعاعا منعكسا O. تحقق مما إذا كان يتم جمع بقية الشعاع على مرآة كروية CM ، لاستخدامها في توليد الشعاع المرجعي R. تحقق مما إذا كان الكاشف C قد تم وضعه داخل منطقة التداخل بين الحزمتين المحددتين.
      ملاحظة: يتم استخدام مستشعر أشباه الموصلات التكميلي لأكسيد المعادن (CMOS) ككاشف.
    5. قم بإعداد الكاميرات وفقا لتعليمات الكاميرا المستخدمة. قم بإعداد كاميرا بصرية / فوتوغرافية للتجربة ثلاثية الأبعاد كما هو موضح في الشكل 2 (C هي الكاميرا ؛ التفاصيل الواردة في جدول المواد). قم بإعداد كاميرا بصرية/فوتوغرافية ثانية لعرض التغيرات المرئية في تفاعل BR وكاميرا حرارية بدقة حرارية تبلغ 50 مللي كلفن وبعد بؤري يبلغ 13 مم فوق الطاولة البصرية.
      ملاحظة: الكاميرا المستخدمة في التجربة الثلاثية الأبعاد لا تستخدم عدسة موضوعية. الضوء يصطدم مباشرة على الشريحة.
  2. قم بإعداد العينة في إعداد ثلاثي الأبعاد.
    1. قم بإعداد عينة الجناح كما في الخطوة 1.2.1. ضع العينة المحضرة على دعامة معدنية مستديرة يبلغ قطرها 15 مم. يحتوي الدعامة على ثلاثة ثقوب موجودة للمسامير التي تعلق عليها الحلقة المعدنية التي تحمل العينة.
    2. قم بتوصيل الحلقة بالدعم. ضع العينة المرفقة في جزء حامل العينة الموجود على الطاولة البصرية.
    3. إعداد العينة لرصد التفاعلات الكيميائية. على الطاولة البصرية ، في المكان المقصود ، ضع دعامة بسطح لاصق مسطح يتم وضع الكوفيت / الوعاء عليه.
    4. قم بإعداد الكاشف المستخدم لتهيئة التفاعل كما في الخطوة 1.1.5. املأ المواد المتفاعلة في الكوفيت ، واخلطها في كوفيت بالترتيب التالي للأحجام والتركيزات: 0.7 مل من 0.2817 مول dm-3 CH 2 (COOH)2 ؛ 0.5 مل من 0.0375 مول dm-3 MnSO4 ؛ 0.5 مل من 0.15 مول dm-3 HClO4 ؛ 0.5 مل من 0.376 مول dm-3 KIO3 ؛ و 0.3 مل من 10.575 مول dm-3 H 2 O2.
    5. تأكد من أن إجمالي حجم الصوت في cuvette هو 2.5 مل ، وضعه على الدعم في الإعداد.
    6. قم بإعداد أدوات إضافية إذا لزم الأمر. لمراقبة التأثير الضوئي ، استخدم ليزر إضافي (التفاصيل الواردة في جدول المواد) للتدفئة المحلية.

figure-protocol-2
الشكل 2: الإعداد المجسم. يوضح الشكل كيف يتم ترتيب المكونات المختلفة للتجربة ثلاثية الأبعاد. الاختصارات: L1 = ليزر عند 532 نانومتر ، L = عدسة محدبة ، A = فتحة ، M = مرآة مسطحة تستخدم لتحويل شعاع الليزر ، CM = مرآة مقعرة ، C = كاميرا CMOS ، S = قسم جناح الفراشة ، R = شعاع مرجعي ، O = شعاع كائن. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. إعداد البرنامج المستخدم

ملاحظة: يتم استخدام برنامج C++ المصمم في المنزل استنادا إلى تقريب Fresnel11 لتحليل البيانات من التجارب ثلاثية الأبعاد. يمكن العثور على البرنامج الذي تم تطويره للدراسة المقدمة في . 12 لا يمكن نشر تفاصيل البرنامج في الوقت الحالي. ومع ذلك ، سيتم تقديم معلومات إضافية عند الطلب. يعد تقريب فريسنل مفيدا للغاية في التصوير المجسم الرقمي لأنه يركز على الأسطح المختلفة ويكبر على منطقة ترتيب الحيود الأول ، والذي يحتوي على معلومات كاملة حول المشهد المسجل.

  1. قم بتشغيل الكمبيوتر وتشغيل البرنامج.
    ملاحظة: تعتمد خطوة تشغيل البرنامج على البرنامج نفسه. لا يوجد برنامج تجاري لهذا الغرض.

4. إجراء التجربة

  1. أطفئ الأنوار الخارجية. نفذ التجربة بأكملها في غرفة مظلمة.
  2. مزامنة الكاميرات باستخدام فاصل زمني مختار. بالنسبة لهذه التجربة ، ابدأ تشغيل الكاميرا ثلاثية الأبعاد بعد 60 ثانية ، والكاميرتين الأخريين بعدها مباشرة ، إما باستخدام برنامج أو يدويا.
  3. اضغط على أزرار التسجيل وحدد في البرنامج عند بدء التسجيل.
  4. إحداث تغييرات ديناميكية في نظام الاهتمام. تعتمد طريقة البدء على نوع العينة. في حالة التأثير الضوئي ، قم بتسخين العينة خارجيا باستخدام أشعة الليزر المتاحة: 450 نانومتر ، 532 نانومتر ، 660 نانومتر ، 980 نانومتر. في حالة تفاعل BR ، ابدأ التفاعل عن طريق خلط المواد المتفاعلة الكيميائية. راقب التجربة ثلاثية الأبعاد.
  5. اضبط الكاميرا الفوتوغرافية والحرارية لمتابعة التجربة بأكملها وتحديد لحظة نهاية التسجيل الثلاثي الأبعاد من القياسات البصرية والحرارية.
  6. نطق نهاية العملية. يتم برمجة نهاية التسجيل مسبقا ، وفقا للمدة المقدرة للعملية. بالنسبة لتفاعل BR ، استخدم التصلب كنهاية للتفاعل. في حالة التأثير الضوئي ، لا توجد مثل هذه اللحظة المحددة. على أي حال ، تؤكد هذه الخطوة على أهمية التسجيل الثلاثي.

5. الحصول على النتائج12

  1. احفظ النتائج. فرز الملفات بدقة كدالة للوقت لإعادة بناء الصور المجسمة وتحليل البيانات بشكل أعمق.
    ملاحظة: في هذه الخطوة، يتم نقل البيانات من الكاميرا المستخدمة في التصوير المجسم إلى الكمبيوتر (القرص الثابت) في مجلدات مسماة بعد تواريخ التصوير. استخدم أزرار النسخ / اللصق وإعادة التسمية.
  2. تحقق من الهولوغرام الخاص بالمسبار لمعرفة الإعدادات المناسبة. وبهذه الطريقة ، يتم تحديد أفضل الإعدادات على الهولوغرام الأول من خلال النظر إليه ، ثم استخدامه لإعادة بناء جميع الصور المجسمة.
    1. اختر صورة ثلاثية الأبعاد واحدة بالنقر فوق أحدها من المجلد الذي قمت بإنشائه مسبقا (الخطوة 5.1) وقم بإعادة البناء بالنقر فوق الزر إعادة بناء .
    2. قم بتغيير الإعدادات لتحقيق أفضل صورة وإجراء إعادة الإعمار مرة أخرى. ستظهر خيارات لضبط المعلمات مثل أخذ العينات والإزاحة ومسافة Fresnel على الشاشة (قائمة البرامج). كرر هذه الخطوات حتى يتم تحديد أفضل الإعدادات.
    3. إجراء عمليات إعادة الإعمار. اختر جميع الصور المجسمة بالنقر فوق الزر فتح ملف واختيار جميع الملفات. تطبيق المعلمات المطلوبة لإعادة البناء العددي للصور المجسمة ؛ تبقى دون تغيير بعد الخطوة 5.2.1 ، لذلك لا تقم بتنفيذ أي إجراء هذه المرة.
    4. قم بإجراء عمليات إعادة البناء باستخدام زر إعادة الإنشاء ، و interferograms عن طريق إدراج أسماء الملفات في حقل البداية / النهاية مع ثم بالنقر فوق الزر دفعة. تظهر صور التداخل في المجلد الذي تم إنشاؤه مسبقا (في الخطوة 5.1).
      ملاحظة: بعد تسجيل سلسلة من الصور المجسمة في الوقت المناسب، يمثل الهولوغرام الأول حالة غير مضطربة، في حين أن عمل قوة خارجية يسبب صورا ثلاثية الأبعاد لاحقة. من الضروري إعادة بناء الصور المجسمة باستخدام تحويل فريسنل13 المتحول.
    5. احصل على صور التداخل عن طريق الطرح (من حيث الأعداد المركبة) لصورة ثلاثية الأبعاد معينة في الوقت المناسب مع أول صورة ثلاثية الأبعاد تم الحصول عليها.
      ملاحظة: يسمح هذا البروتوكول بمراقبة تأثير القوة على الجسم. التغيير في نمط التداخل كدالة للوقت هو نتيجة للتشوه أو الإزاحة التي تحدث داخل النظام أثناء القياس. تستخدم هذه التغييرات لمراقبة ديناميكيات النظام على المستوى النانوي.

6. تحليل النتائج

  1. قم بإجراء تحليل مرئي كخطوة مراقبة الجودة الأولى للعملية. في هذه الخطوة، ابحث عن التغييرات المرئية في نمط التداخل وحاول مطابقة التغييرات في نمط التداخل مع النتائج التي تم الحصول عليها عن طريق القياسات البصرية والحرارية.
  2. إجراء استجواب مضاد لجميع التسجيلات. في هذه المرحلة الثانية من التحليل ، قم بتحليل الصور بدقة بصريا من كل من الكاميرات البصرية والحرارية مع إعادة البناء الثلاثية الأبعاد من أجل الكشف عن الديناميكيات على نطاق النانو. وبهذه الطريقة ، يتم رؤية لحظة التفاعل في وقت واحد في الصور الثلاثية الأبعاد والحرارية والفوتوغرافية.
  3. قم بعمل تمثيل رسومي للنتائج استنادا إلى التحليل العددي / البرمجي وتقديمها في شكل رسوم بيانية (1D أو 2D أو 3D) أو مخططات أو رسوم بيانية وما إلى ذلك. بعد تحليل كامل للنتائج ، استخلص الاستنتاجات وتوقع المزيد من الأبحاث بناء على ذلك.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تحفيز تأثير ضوئي ومراقبته في تجربة أولى على جناح فراشة Morpho menelaus 5. بدأ التأثير من خلال عمل ليزر LED بأطوال موجية مختلفة (450 نانومتر ، 532 نانومتر ، 660 نانومتر ، و 980 نانومتر). هنا ، تم استخدام الأجنحة من فراشة I. lathonia 14 . بعد إجراء التسجيل ، تمت إعادة بناء صورة الهولوغرام.

figure-results-1

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في الدراسة البيوفوتونية المقدمة ، تبين أنه يمكن استخدام طريقة ثلاثية الأبعاد جديدة للكشف عن الحد الأدنى من الإزاحة المورفولوجية أو التشوه الناجم عن الإشعاع الحراري منخفض المستوى.

الخطوة الأكثر أهمية في القياس المجسم مع العينات البيولوجية هي خطوة التحضير. يعتمد إعداد العينة (القطع / الإلتصاق لتتناسب مع حجم الحامل) على الخصائص الميكانيكية للعينة ، ولا يمكن الحصول على بروتوكول قياسي لهذه الخطوة.

وفيما يتعلق بدراسة مكتب الاتصالات الراديوية، من الضروري وجود وعاء تفاعل شف...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويعلن صاحبا البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعترف M. S. P. ، D. G. ، D. V. ، و B. K. بدعم الهياكل البيولوجية والمستوحاة بيولوجيا للمراقبة متعددة الأطياف ، بتمويل من NATO SPS (NATO SCIENCE FOR Peace and Security) 2019-2022. ب. ك. و د. ف. و ب. ب. و د. غ. و م. س. ب. يقترفون بالتمويل المقدم من معهد الفيزياء في بلغراد، من خلال التمويل المؤسسي من قبل وزارة التعليم والعلوم والتنمية التكنولوجية في جمهورية صربيا. بالإضافة إلى ذلك ، يعترف B. K. بالدعم المقدم من F R S - FNRS. P. يقر بالدعم المقدم من وزارة التعليم والعلوم والتنمية التكنولوجية في جمهورية صربيا، العقد رقم 451-03-9/2021-14/200026. تم دعم S. R. M. من قبل زمالة BEWARE من منطقة والون (الاتفاقية رقم 2110034) ، كباحث ما بعد الدكتوراه. تعترف T. V. بالدعم المالي المقدم من مؤسسة هرقل. D.V. ، M.S.P. ، D.G. ، M.P. ، B.B. ، و B.K. تعترف بدعم مكتب البحوث البحرية العالمية من خلال منحة الأبحاث N62902-22-1-2024. أجريت هذه الدراسة في الوفاء الجزئي بمتطلبات درجة الدكتوراه لمارينا سيموفيتش بافلوفيتش في جامعة بلغراد ، كلية الهندسة الميكانيكية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
عزل الاهتزاز النشط ، أربعة طاولات بصرية تدعمThorlabsPTR502تحميل عالية: 2,500 كجم ، ارتفاع 600 مم
كوفيتزجاجي قياسي
كاميرا ثلاثية الأبعاد (كاميرا بصرية للتصوير المجسم)CannonEOS 50Dبحجم 22.3 × 14.9 مم ؛ درجة البكسل 4.69 & m; الحد الأقصى للدقة 4752 × 3168 ؛ تنسيق ملف JPEG
بيروكسيد الهيدروجين ، H2< / sub>O2< / sub>Merck (دارمشتات ، ألمانيا) ليزر
ليزرالكم Torus 532ليزر الطول الموجي 532 نانومتر ؛ قوة 390 ميجاواط ؛ طول التماسك 10 م
ليزر LED حمض
مالونيك ، C3< / sub>H4< / sub>O4< / sub>Acrfigure-materials-1s Organics (جيل ، بلجيكا) كبريتات
المنغنيز ،   ؛ MnSO4< / sub>Fluka (Buchs ، Switzerlend) المجهر
البصري غير الخطيIPB
الملحقات البصريةThorlab
مطياف
الجدول البصريThorlabsTOP450II PTR52509أبعاد 2000 * 1250 * 310 مم
حمض البركلوريك ، HClO4< / sub>ميرك (دارمشتات ، ألمانيا)
يودات البوتاسيوم ، KIO3Merck (دارمشتات ، ألمانيا)
برنامجبناء منزلي من صنع أحد المؤلفين: دوسان جروجيك. تم إجراء هذا البرنامج في الوفاء الجزئي بمتطلبات درجة الدكتوراه في D.G.
الكاميرا الحراريةFlirA65640x512 بكسل; الدقة الحرارية 50 مللي كلفن
كاميرا فيديونيكون1 ضد 318.4 مبكسل ؛ 60 إطارا في الثانية
سعة مستشعر بصري

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Pietrzyk, D. J., Frank, C. W. Development of an analytical method. Analytical Chemistry. , 10-19 (1979).
  2. Ostrovsky, Y. I., Shchepinov, V. P., Yakovlev, V. V. Holographic Interferometry in Experimental Mechanics. 60, Springer. (2013).
  3. Pedrini, G., Osten, W., Gusev, M. E. High-speed digital holographic interferometry for vibration measurement. Applied Optics. 45 (15), 3456-3462 (2006).
  4. Pantelić, D. V., Grujić, D. Ž, Vasiljević, D. M. S. ingle-beam dual-view digital holographic interferometry for biomechanical strain measurements of biological objects. Journal of Biomedical Optics. 19 (12), 127005(2014).
  5. Grujić, D., et al. Infrared camera on butterfly's wing. Optics Express. 26 (11), 14143-14158 (2018).
  6. Mouchet, S. R., Deparis, O. Natural Photonics and Bioinspiration. , Artech House. (2021).
  7. Pagnacco, M. C., et al. Spontaneous symmetry breaking: the case of crazy clock and beyond. Symmetry. 14, 413(2022).
  8. Pagnacco, M. C., Maksimovic, J. P., Potkonjak, N. I., Božić, B. Đ, Horvath, A. K. Transition from low to high iodide and iodine concentration states in the Briggs-Rauscher reaction: evidence on crazy clock behavior. The Journal of Physical Chemistry A. 122 (2), 482-491 (2018).
  9. Pagnacco, M. C., Maksimović, J. P., Janković, B. Ž Analysis of transition from low to high iodide and iodine state in the Briggs-Rauscher oscillatory reaction containing malonic acid using Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami (KJMA) theory. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysts. 123 (1), 61-80 (2018).
  10. Mouchet, S. R., et al. Unveiling the non-linear optical response of Trichtenotoma childreni longhorn bestle. Journal of Biophotonics. 12 (9), 201800470(2019).
  11. Shimobaba, T., et al. Computational wave optics library for C++: CWO++ library. Computer Physics Communications. 183 (5), 1124-1138 (2012).
  12. Grujic, D. Application of digital holography for detection of infrared radiation on biophotonic structures. , Faculty of Physics, University of Belgrade. Ph. D. Thesis (2022).
  13. Muffoletto, R. P., Tyler, J. M., Tohline, J. E. Shifted Fresnel diffraction for computational holography. Optical Express. 15 (9), 5631-5640 (2007).
  14. Pavlović, D., et al. Naturally safe: Cellular noise for document security. Journal of Biophotonics. 12 (12), 201900218(2019).
  15. Bray, W. C. A periodic reaction inhomogeneous solution and its relation to catalysis. Journal of the American Chemical Society. 43 (6), 1262-1267 (1921).
  16. Nicolis, G. Self-organization in nonequilibrium systems. Dissipative Structures to Order through Fluctuations. , 339-426 (1977).
  17. Prigogine, I., Hiebert, E. N. From being to becoming: Time and complexity in the physical sciences. Physics Today. 35 (1), 69(1982).
  18. Nikolova, L., Ramanujam, P. S. Polarization Holography. , Cambridge University Press. (2009).
  19. Haisch, C., Kykal, C., Niessner, R. Photophoretic velocimetry for the characterization of aerosols. Analytical Chemistry. 80 (5), 1546-1551 (2008).
  20. Kononenko, V. L., et al. Feasibility studies on photophoretic effects in field-flow fractionation of particles. Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies. 20 (16-17), 2907-2929 (1997).
  21. Zhang, X., Bar-Ziv, E. A novel approach to determine thermal conductivity of micron-sized fuel particles. Combustion Science and Technology. 130 (1-6), 79-95 (1997).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة