Name: تحديد دقيق لقيم التوتر السطحي المتوازن مع اختبارات اضطراب المنطقة (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-30T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 s
Description: تعلم قياس التوتر السطحي المتوازن باستخدام طريقة الفقاعة الناشئة والفقاعة الدوارة. تُوفر هاتان الطريقتان قياسات دقيقة وموثوقة للأطوار المحتوية على المواد الفعالة سطحياً.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ويعرب المؤلفون عن امتنانهم لشركة بايونير للنفط (فينسين، IN) للحصول على الدعم المالي.

1. الحد الأدنى من مواصفات الصك
<ol><li>إعداد مقياس للضغط من أجل الإدارة EBM مع المواصفات التالية: '1' نظام صرف للتحكم في حجم الغاز الاستغناء؛ '2' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام صرف الغاز؛ '3' نظام توزيع الغاز. '2' كاميرا لالتقاط صورة الفقاعة؛ '3' برنامج لتحليل الصور لحل معادلة لابلاس - يونغ (معادلة LY) مع خوارزمية تحليل شكل الفقاعة المحورية11،12؛ و'4' غرفة عينة يتم التحكم في درجة حرارتها. ملاحظة: عادة، يمكن أيضا استخدام أداة EBM لطريقة إسقاط قلادة، والتي يتم تشكيل قطرة صغيرة ومعلقة عموديا من نهاية إبرة حقنة.</li>
	<li>إعداد مقياس شد للمقياس SBM بالمواصفات التالية: '1' حامل أنبوب عينة قادر على تدوير حامل أنبوب عينة أفقياً بترددات دوران عالية لا تقل عن 000 6 دورة في الدقيقة؛ '2' كاميرا لالتقاط صورة فقاعة الغزل في الأنبوب؛ و(3) برنامج تحليل الصورة لحل المعادلة LY العامة ومعادلة Vonnegut13. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
</ol>2. المواد وإعداد عينة
<ol><li>الحصول على المياه النقية من جهاز تنقية المياه. يجب أن تكون مقاومة المياه عند 25 درجة مئوية في إخراج الجهاز 18.2 MΩ·cm أو قريبة.</li>
	<li>تنظيف جميع قارورة البورسليكات، وخلايا الكوارتز، والأواني الزجاجية، وأشرطة التحريك المغناطيسي عن طريق نقع لهم في الماء النقي لمدة 8 ساعة على الأقل وتكرار عملية نقع مرة واحدة على الأقل أكثر من ذلك. ملاحظة: تهدف عملية النقع إلى إزالة الأيونات المتبقية من الحاويات الزجاجية، والتي يمكن أن تؤثر على قيم التوتر السطحي بشكل كبير.</li>
	<li>إعداد حل السطحي من الاهتمام في الأواني الزجاجية تنظيفها. ملاحظة: يجب أن يكون تركيز السطحي أقل من حد الذوبان في الماء.</li>
	<li>غسل كل حاوية التي سيتم استخدامها لقياسات التوتر مع حل العينة التي سيتم استخدامها للقياسات الفعلية قبل تحميل العينة.</li>
	<li>قياس كثافات العينات السائلة قبل قياس التوتر إلى ثلاثة أو أربعة أرقام هامة. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
</ol>3. قياس اللقان السطحي مع طريقة فقاعة الناشئة (EBM)
<ol><li>معايرة جهاز الحصول على صورة من مقياس الانزم وفقا لدليل المستخدم البائع. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>حدد إبرة من الفولاذ المقاوم للصدأ المقلوب ة استناداً إلى قطر الفقاعة الأقصى المقدر من قيم التوتر السطحي المقدرة. ملاحظة: يمكن تقدير أقصى قطر فقاعة من طول الشعرية، <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59818/59818eq1.jpg"> دج ( ، حيث γ هو التوتر السطحي (N ·m-1)، Δי هو الفرق الكثافة للمرحلة السائلة والهواء (كجم · م-3)، وg هو تسارع الجاذبية (م2·s-1)). يمكن تقدير الحد الأقصى لحجم الفقاعة (Vكحدأقصى) على أنه 1dc3/6. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>وضع إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ المقلوب، التي تم الحصول عليها من نفس البائع من مقياس الانزم، في غيض من جهاز الاستغناء. ملاحظة: ينصح موزع الآلي مقارنة مع حقنة يدوية، لأنه من الأسهل وأكثر دقة للمستخدمين لإنتاج الحجم المطلوب، ومن ثم، حجم واضطراب المنطقة إلى السطح. ويوصى أصغر خطوة حجم من موزع أن يكون أقل من 1 ميكرولتر، من 0.2-0.5 درجة مئوية، من أجل إنتاج اضطرابات منطقة دقيقة. يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>تحديد حجم العينة السائلة لقياسات التوتر بحيث عمق العينة السائلة طويلة بما فيه الكفاية ليكون الجزء المقلوب بأكمله من إبرة الاستغناء المغمورة، وأن يكون عمق إضافي ~ 20 ملم من عينة السائل بين مقلوب طرف إبرة وسطح عينة السائل.</li>
	<li>تحميل عينة سائلة في خلية الكوارتز ووضع الخلية على رأس منصة عينة. في مثالنا، كان حجم العينة السائلة 40 مل.</li>
	<li>ضبط ارتفاع الإبرة المقلوبة بحيث غيض من الإبرة هو ما لا يقل عن 20 ملم تحت سطح العينة السائلة.</li>
	<li>ضبط موقف إبرة مقلوبة بحيث حدود طرف إبرة موازية لسطح الهواء السائل.</li>
	<li>حقن ~ 1 مل من الهواء من خلال إبرة مقلوبة المغمورة لإزالة الشوائب التي يمكن أن تكون موجودة على طرف الحقنة. يتم استخدام هذا الإجراء لتحسين نقاء الكيميائية السطحية للواجهة الهواء / السائل.</li>
	<li>تقدير الحد الأقصى لوحدة تخزين الفقاعة (Vكحدأقصى) مع إجراء الموضح كما يلي. أولا، الاستغناء ~ 2 ميكرولتر من الهواء لتشكيل فقاعة في غيض من حقنة ومراقبة شكل فقاعة. ثم، زيادة حجم فقاعة من قبل ~ 0.5 درجة مئوية ومراقبة شكل فقاعة. كرر الخطوتين السابقتين حتى تنفصل الفقاعة عن طرف الإبرة. تحدد هذه الخطوةالحدالأقصى V .</li>
	<li>تحديد النطاق المناسب لوحدة تخزين الفقاعة، استناداً إلى المجموعة السابقة من الملاحظات. ملاحظة: يجب أن يكون شكل فقاعة غير كروية، مشوهة إلى حد كبير من الجاذبية، للسماح باستخدام دقيق لخوارزمية تحليل شكل إسقاط محور، وينبغي أن يكون حجم فقاعة أصغر جداً منماكس V لتجنب انفصال فقاعة من إبرة تلميح. بالنسبة لطرف الحقنة بقطر داخلي قدره 0.84 مم، يبلغ حجم الفقاعة الأولي المفضل حوالي 4 ميكرولتر.</li>
	<li>حدد حجم الفقاعة الأولي استنادًا إلى نطاق حجم الفقاعة المحدد من الخطوة السابقة. يجب أن يكون حجم الفقاعة الأولي قريبًا من منتصف نطاق حجم الفقاعة بحيث ينتج الحجم والمنطقة والاضطرابات فقاعات داخل النطاق.</li>
	<li>الاستغناء عن حجم فقاعة الأولية المحددة مسبقا من الخطوة السابقة لتشكيل فقاعة في غيض من طرف حقنة مقلوبة. تأكد من أن الفقاعة في التوازن الهيدروستاتيكي، مما يعني أن قوى التوتر السطحي توازن قوى الجاذبية (الطفو). ملاحظة: من المهم أن يكون فقاعة معلقة خارج محيط طرف إبرة لمنع وجود حل السطحي داخل إبرة الحقنة. إذا تم تثبيت فقاعة داخل طرف إبرة، كرر الخطوة 3.8 لتنقية طرف إبرة.</li>
	<li>قياس التوتر السطحي الديناميكي على أساس شكل فقاعة الهواء المنتجة في طرف طرف إبرة كل 1 ق، أو فاصل زمني آخر محدد مسبقا. الخوارزمية الرقمية الموصى بها لحساب التوتر السطحي هي واحدة تستند إلى طريقة تحليل شكل إسقاط المحور ية لمعادلة LY11،12.</li>
	<li>قارن الشكل الفعلي للفقاعة مع الشكل المحسوب. إذا كان الشكلان يتراكبان تماماً، أو تقريباً، يستنتج المرء أن معادلة LY المتوازنة صالحة لكل شكل ديناميكي ومتغير ببطء. هذا الاستنتاج هو صالح تماما عندما تتوقف فقاعة تتحرك، وST توقف عن تغيير، أن يكون التوازن الهيدروستاتيكي. ملاحظة: المعيار الذي قيمة التوتر السطحي موحدة في جميع أنحاء الواجهة وأن الآثار الهيدروديناميكية ليست مهمة هو أن شكل واجهة فقاعة محسوبة استناداً إلى قيم التوتر السطحي الاستدلال الأمثل يتراكب بصرياً مع شكل واجهة فقاعة الفعلية. المزيد من الاختبارات الكمية ممكنة ولكن لن يتم النظر في هذه المقالة.</li>
	<li>قياس التوتر السطحي كدالة للوقت حتى يتم تحقيق أولتوتر سطح ثابت الحالة (SST 1). يتم تعريف SST كقيمة هضبة التي تتغير بعدها التوتر السطحي بأقل من 1 mN·m-1 (أو أقل من 5٪) في عدة (10 إلى 100) قياسات التوتر السطحي الديناميكي المتتالية.</li>
	<li>تسجيل حجم الفقاعة (V1) والمساحة السطحية (A1)</li>
	<li>تقليل حجم الفقاعة عن طريق إزالة ~ 1 درجة مئوية من الهواء، وتسجيل حجم فقاعة جديدة، V2 والمنطقة، A2 (انظر الشكل1).</li>
	<li>متابعة قياس التوقيت الدولي والمناطق حتى يصل التوقيت الدولي إلى SST الثاني (SST2) في حجم الفقاعة V2.</li>
	<li>توسيع حجم فقاعة عن طريق حقن ~ 1 € L من الهواء بحيث V3 - V1 و A3 - A1. ملاحظة: وجود V3 و A3 يساوي تماماً V1 و A 1 ليس من الضروري.</li>
	<li>متابعة قياس قيم التوقيت الدولي حتىيتم الوصول إلى SST الثالث (SST 3). إذا كانت قيم SST الثلاث تختلف عن بعضها البعض بأقل من 1.0 mN·m-1، أو بنسبة 5%، يتم تعريف متوسطها على أنه توتر سطح التوازن (EST). ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
</ol>4. قياس الشد السطحي مع طريقة فقاعة الغزل (SBM)
<ol><li>معايرة جهاز الحصول على صورة من مقياس الانزم وفقا لدليل المستخدم البائع. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>ملء أنبوب زجاجي من حامل العينة، متوافقة مع مقياس الانزوبة الغزل للقياس، مع عينة السائل وإغلاق الغطاء. لا ينبغي أن تكون فقاعات الهواء موجودة داخل الأنبوب الزجاجي. ملاحظة: من المستحسن استخدام حامل العينة والأنبوب الزجاجي، اللذين يتم توفيرهما من قبل بائع الآلات أو متوافقين مع مقياس الإنزلاق.</li>
	<li>وضع حامل عينة شغل داخل غرفة الغزل من مقياس الانزم الغزل. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>تدور الأنبوب بمعدل منخفض من ~ 500 دورة في الدقيقة لمنع فقاعة حقن من الهجرة إلى أعلى و / أو إرفاق إلى جدار الأنبوب. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>تحميل ~ 2.0 ميكرولتر من الهواء في المحاقن. ملاحظة: يمكن إيقاف البروتوكول مؤقتاً هنا.</li>
	<li>إدراج ثقب إبرة حقنة من خلال الحاجز البوليمري ختم الجزء العلوي من أنبوب الغزل.</li>
	<li>حقن فقاعة الهواء من ~ 2.0 درجة مئوية في أنبوب الغزل. ملاحظة: عادةً ما تبقى وحدة تخزين الفقاعة ثابتة، إلا إذا فواصل الفقاعة. إذا انكسر فقاعة، فمن الأفضل لبدء العملية مرة أخرى.</li>
	<li>زيادة تردد دوران حامل العينة إلى 1 بحيث يتم تشويه فقاعة داخل أنبوب زجاجي بحيث نسبة طول فقاعة أفقي (L) ونصف قطرها من منتصف الفقاعة (R) للوصول إلى قيمة 8 أو اكبر. ملاحظة: إذا، مع الأداة المتاحة، لا يمكن نسج أنبوب عينة في تردد دوران عالية بما فيه الكفاية للسماح تشوه فقاعة كبيرة ولها نسبة L/R من 8 أو أكثر، يمكن استخدام المعادلة LY العامة لحساب التوقيت الدولي القيم.</li>
	<li>ضبط زاوية الميل من غرفة قياس تحتوي على أنبوب، إذا لزم الأمر، لوضع أنبوب عينة موجهة أفقيا، لمنع حركة فقاعة، والمساعدة في تحقيق التوازن الهيدروستاتيكي (التوازن الهيدروستاتيكي في السائل الدورية) ل الشكل المحوري المفترض في معادلة LY والخوارزمية المستخدمة. ملاحظة: يتم تعريف التوازن الدوراني للفقاعات الدوارة، على غرار التوازن الهيدروستاتيكي للفقاعات غير الدورية، عندما لا تتحرك الفقاعة.</li>
	<li>قياس قيم التوقيت الدولي في فاصل زمني محدد مسبقاً. القيمة النموذجية هي 1 s.</li>
	<li>استمر في قياس التوقيت الدولي عند تردد دوران ثابت، 1،حتى يصل إلى قيمة حالة ثابتة (SST1)وسجل SST1 وتردد الدوران 1(انظر الشكل 2).</li>
	<li>تسجيل حجم فقاعة، V1 والمنطقة، A1.</li>
	<li>تغيير تردد دوران إلى تردد دوران الثاني، ن2،لتغيير المساحة السطحية.</li>
	<li>استمر في قياس التوقيت الدولي عند تردد دوران ثابت، 2،حتى يصل إلى قيمة الحالة الثابتة الثانية (SST2)وتردد الدوران 12.</li>
	<li>تسجيل حجم فقاعة، V2 والمنطقة، A2. ملاحظة: V2 يجب أن تكون قريبة جداً من V1.</li>
	<li>تغيير تردد الدوران إلى3 . ملاحظة: وجود 2 =3 يساوي تماماً 1 لاأحد ضروري.</li>
	<li>قياس قيم التوقيت الدولي في تردد دوران ثابت، ن3، حتى يتم الوصول إلى قيمة الحالة الثابتة الثالثة، SST3.</li>
	<li>سجل 3 و A3.</li>
	<li>4.19. عندما تختلف قيم SST الثلاث عن بعضها البعض بأقل من 1.0 mN·m-1 (أو أقل من 5٪)، يعتبر متوسطها هو "EST".</li>
</ol>

<ol><li>Shah, D. O., Schechter, R. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShah%2C+DO+%22Improved+oil+recovery+by+surfactant+and+polymer+flooding%22">Improved oil recovery by surfactant and polymer flooding</a>. , Academic Press Inc. New York. (1977).</li>
<li>Hiemenz, P. C., Rajagopalan, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHiemenz%2C+PC+%22Principles+of+Colloid+and+Surface+Chemistry%22">Principles of Colloid and Surface Chemistry</a>. , Marcel Dekker, Inc. New York. (1997).</li>
<li>Adamson, S. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAdamson%2C+SW+%22Physical+Chemistry+of+Surfaces%22">Physical Chemistry of Surfaces</a>. , Wiley. New York. (1990).</li>
<li>Doe, P. H., El-Emary, M., Wade, W. H., Schechter, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surfactants+for+producing+low+interfacial+tensions%3A+II.+Linear+alkylbenzenesulfonates+with+additional+alkyl+substituents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Oil+Chemists%27+Society%22%5BJournal%5D)">Surfactants for producing low interfacial tensions: II. Linear alkylbenzenesulfonates with additional alkyl substituents.</a> Journal of the American Oil Chemists' Society. 55 (5), 505-512 (1978).</li>
<li>Chung, J., Boudouris, B. W., Franses, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Tension+Behavior+of+Aqueous+Solutions+of+a+Propoxylated+Surfactant+and+Interfacial+Tension+Behavior+against+a+Crude+Oil%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+A%3A+Physicochemical+and+Engineering+Aspects%22%5BJournal%5D)">Surface Tension Behavior of Aqueous Solutions of a Propoxylated Surfactant and Interfacial Tension Behavior against a Crude Oil.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 537, 163-172 (2018).</li>
<li>Miller, R., Lunkenheimer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+determination+of+equilibrium+surface+tension+values+of+surfactant+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+%26+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">On the determination of equilibrium surface tension values of surfactant solutions.</a> Colloid & Polymer Science. 261 (7), 585-590 (1983).</li>
<li>Miller, R., Lunkenheimer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+kinetics+measurements+of+some+nonionic+surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+%26+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Adsorption kinetics measurements of some nonionic surfactants.</a> Colloid & Polymer Science. 264 (4), 357-361 (1986).</li>
<li>Lunkenheimer, K., Miller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+homologous+series+of+surface-chemically+pure+surfactants+at+the+water-air+interface+Part+I%3A+Equilibrium+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Abhandlungen+der+Akademie+der+Wissenschaften+der+DDR%2C+abteilung+Mathematik%2C+Naturwissenschaften%2C+Technik%22%5BJournal%5D)">Properties of homologous series of surface-chemically pure surfactants at the water-air interface Part I: Equilibrium properties.</a> Abhandlungen der Akademie der Wissenschaften der DDR, abteilung Mathematik, Naturwissenschaften, Technik. (1), 113(1986).</li>
<li>Franses, E. I., Basaran, O. A., Chang, C. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+to+measure+dynamic+surface+tension%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Colloid+%26+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Techniques to measure dynamic surface tension.</a> Current Opinion in Colloid & Interface Science. 1 (2), 296-303 (1996).</li>
<li>Hua, X. Y., Rosen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+surface+tension+of+aqueous+surfactant+solutions+1.+basic+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Dynamic surface tension of aqueous surfactant solutions 1. basic parameters.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 124 (2), 652-659 (1988).</li>
<li>Rotenberg, Y., Boruvka, L., Neumann, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+surface+tension+and+contact+angle+from+the+shapes+of+axisymmetric+fluid+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+And+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Determination of surface tension and contact angle from the shapes of axisymmetric fluid interfaces.</a> Journal of Colloid And Interface Science. 93 (1), 169-183 (1983).</li>
<li>Boyce, J. F., Schurch, S., Rotenberg, Y., Neumann, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Measurement+of+Surface+and+Interfacial+Tension+by+the+Axisymmetric+Drop+Technique%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces%22%5BJournal%5D)">The Measurement of Surface and Interfacial Tension by the Axisymmetric Drop Technique.</a> Colloids and Surfaces. 9, 307-317 (1984).</li>
<li>Vonnegut, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rotating+bubble+method+for+the+determination+of+surface+and+interfacial+tensions%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Rotating bubble method for the determination of surface and interfacial tensions.</a> Review of Scientific Instruments. 13 (1), 6-9 (1942).</li>
<li>Lin, S. -Y., Mckeigue, K., Maldarelli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion-controlled+Surfactant+Adsorption+Studied+by+Pendant+Drop+Digitization%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+Journal%22%5BJournal%5D)">Diffusion-controlled Surfactant Adsorption Studied by Pendant Drop Digitization.</a> AIChE Journal. 36 (12), 1785-1795 (1990).</li>
<li>Sheng, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modern+chemical+enhanced+oil+recovery%3A+theory+and+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Gulf+Professional+Publishing%22%5BJournal%5D)">Modern chemical enhanced oil recovery: theory and practice.</a> Gulf Professional Publishing. , (2010).</li>
<li>Moody, C. A., Field, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perfluorinated+surfactants+and+the+environmental+implications+of+their+use+in+fire-fighting+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Perfluorinated surfactants and the environmental implications of their use in fire-fighting foams.</a> Environmental Science and Technology. 34 (18), 3864-3870 (2000).</li>
</ol>

وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

وEBM وSBM طريقتان بسيطتان وقويتان لتحديد قيم التوتر للهواء/الماء أو النفط/الماء البينية عند الضغط الجوي. المعلومات المسبقة لهذه الطرق هي كثافة كل مرحلة، ولا توجد معلومات زاوية الاتصال مطلوبة لتحديد قيم التوتر9. ومن القيود الرئيسية على هذه التقنيات أن العينات ينبغي أن يكون لها لزوجة منخفضة، وأن تكون على مرحلة واحدة أو أقل من الذوبان السطحي. يتم استخدام البروتوكولين، EBM وSBM، لقياس قيم التوقيت الدولي لمراقبة هاك كدالة للوقت. عند الوصول إلى قيمة SST يتم اختبار استقرار قيمة SST عن طريق قياس التوقيت ا...

إن تحديد التوتر السطحي المتوازن أو التوتر بين الوجهين المتوازنين (EIFT) لواجهة معينة للهواء/الماء أو النفط/الماء هو خطوة حاسمة للتطبيقات في مجموعة واسعة من المناطق الصناعية مثل detergency، وتعزيز استعادة النفط ، والمنتجات الاستهلاكية، والمستحضرات الصيدلانية1،2،3،4. وينبغي تحديد قيم التوتر هذه بصورة غير مباشرة من التوتر السطحي الدينامي (DST) أو التوتر الديناميكي بين الوجهين (DIFT)، لأن قيم التوتر الدينامية هي وحدها القابلة للقياس المباشر. يتم تحديد قيم التوتر السطحي الديناميكي (أي قياس قيم التوتر كدالة للوقت) على فترات زمنية منتظمة. تعتبر قيم توتر التوازن يتم تحديدها عندما تكون قيم التوقيت الدولي في حالة ثابتة. يتم تأسيس قيم التوتر السطحي التوازن الحقيقي بشكلأفضل عندما تكون مستقرة ضد الاضطرابات 5. وقد تم الإبلاغ عن العديد من الملاحظات من الاسترخاء التوتر بعد ضغط المنطقة السطحية سابقا من قبل ميلر وLunkenheimer، الذين استخدموا اثنين من أساليب قياس الشد الكلاسيكية، وحلقة دو نوي وطرق لوحة فيلهلمي6،7 ،8. هذه الأساليب هي أقل دقة من تلك المستخدمة في هذه الدراسة، وتقاس تلك DSTs كل بضع دقائق. وقد تم تطوير العديد من التقنيات لقياس التوتر السطحي (ST) أو قيم التوتر بين الوجه (IFT) للواجهات، ولكن هناك فقط عدد قليل من التقنيات التي يمكن استخدامها لقياس قيم التوقيت الدولي أو DIFT والسماح للمرء بتطبيق اضطرابات لاختبار استقرار قيم التوتر ثابت الدولة المكتسبة9. إذا كان الحل المائي يحتوي على مخاليط السطحي، وعندما أحد المكونات الامتزاز أسرع بكثير من غيرها، ثم قد يكون هناك هضبة مؤقتة في منحنيات التوقيت الدولي10. ثم قد لا تعمل الأساليب المعروضة بشكل جيد في الجداول الزمنية القصيرة كما هو الحال بالنسبة لعناصر واحدة من المواد الخافضة للتوتر السطحي، ولكنها قد تعمل إذا تم تمديد الإجراءات قليلاً لتغطية جداول زمنية أطول.
البروتوكولات الموصوفة هنا تظهر البيانات التمثيلية فقط لقيم التوتر السطحي من محلول الهواء / مائي. ومع ذلك، تنطبق هذه البروتوكولات أيضا على IFT من محلول مائي ضد سائل ثان، مثل النفط، الذي هو غير قابل للامتزاج مع محلول مائي وكثافة أقل من ذلك من الحل المائي. هنا، نقدم طريقتين قويتين تفيان بهذه المعايير، طريقة الفقاعة الناشئة (EBM) وطريقة فقاعة الغزل (SBM). في كلا الأسلوبين، يحدد المرء قيم ST التي تستند إلى أشكال الفقاعة ولا تتطلب معلومات زاوية الاتصال، والتي يمكن أن تقدم شكوك وأخطاء كبيرة في القياسات. بالنسبة لـ EBM، يتم إدخال اضطرابات المنطقة عن طريق تغيير حجم الفقاعة الناشئة فجأة من طرف إبرة الحقنة. بالنسبة لـ SBM، يتم استخدام التغيرات في تردد دوران العينات لاضطرابات المنطقة. وتهدف البروتوكولات التفصيلية إلى توجيه الباحثين في هذا المجال، بحيث يمكنهم تجنب الأخطاء أو الأخطاء الشائعة في قياس التضيق الديناميكي والتوازن والمساعدة على منع التفسيرات غير الدقيقة للبيانات المكتسبة.

<table><tbody><tr><td>10 وميكرو ؛ L ، موديل 1701 SN SYR ، NDL الأسمنتي ، مقياس مخصص ، الطول ، نمط النقطة</td><td>هاميلتون</td><td>80008</td><td>مقياس: 26 ثانية ، طول الإبرة: 2.5 بوصة ، نمط النقطة: 2</td></tr><tr><td>أنطون بار مقياس الكثافة</td><td>أنطون بار</td><td>DMA 5000</td><td></td></tr><tr><td>نظام تنقية المياه MicroPure Barnstead</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>50132374</td><td></td></tr><tr><td>مقياس شد الفقاعة الناشئة</td><td>Ram &ecute ؛ -Hart Instrument نموذج شركة</td><td>790</td><td></td></tr> مقياس <tr><td>شد فقاعة الغزل</td><td>البياناتأدوات الفيزياء</td><td>SVT 20</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td></td></tr></tbody></table>

تحديد دقيق لقيم التوتر السطحي المتوازن مع اختبارات اضطراب المنطقة

Accurate Determination of the Equilibrium Surface Tension Values with Area Perturbation Tests

نعرض بروتوكولين قويين لتحديد قيم التوتر السطحي المتوازن (EST) مع اختبارات اضطراب المنطقة. يجب تحديد قيم EST بشكل غير مباشر من قيم التوتر السطحي الديناميكي (DST) عندما تكون قيم التوتر السطحي (ST) في حالة ثابتة ومستقرة ضد الاضطرابات. وقد تم اختيار طريقة الفقاعة الناشئة (EBM) وطريقة فقاعة الغزل (SBM)، لأنه، مع هذه الطرق، فإنه من السهل إدخال اضطرابات المنطقة مع مواصلة قياسات التوتر الديناميكي. وقد استخدم التوسع المفاجئ أو الضغط المفاجئ لفقاعة الهواء كمصدر لاضطراب المنطقة بالنسبة لـ EBM. وفيما يتعلق بـ SBM، استُخدمت التغيرات في تردد دوران محلول العينة لإنتاج اضطرابات في المنطقة. تم استخدام محلول مائي Triton X-100 لتركيز ثابت فوق تركيز الميكل الحرج (CMC) كحل نموذجي للتوتر السطحي. كانت قيمة EST المحددة لواجهة الهواء/الماء النموذجية من EBM 31.5 ± 0.1 mN·m-1 وأن من SBM كانت 30.8 ± 0.2 mN·m-1. يوفر البروتوكولان الموصوفان في المقالة معايير قوية لتحديد قيم EST.

التوتر السطحي الديناميكي والتوتر السطحي المتوازن من محلول تريتون X-100 مائي مع EBM تم قياس قيم SST من حلول تريتون X-100 ضد الهواء، وتم اختبار استقرارها للحل المائي 5 mM; ال [كم] ل هذا [سورفكتر] في ماء 0.23 [مم]14. تم الحصولعلى SST 1, 31.5 ± 0.1 mN·m-1, حوالي 20 s بعد تشكيل فقاعة (الشكل3). بعد حوالي 25 ثانية، تم ضغط المساحة السطحية من A 1 = 11.4 مم2 إلى A= 9.0 مم2 ...

يتم تقديم بروتوكولين لتحديد قيم التوتر السطحي المتوازن (EST) باستخدام طريقة الفقاعة الناشئة (EBM) وطريقة فقاعة الغزل (SBM) لمرحلة مائية تحتوي على سطح الأرض ضد الهواء.

We demonstrate two robust protocols for determining the equilibrium surface tension (EST) values with area perturbation tests. The EST values should be ...

ويمكن إدماج هذه البروتوكولات في بروتوكولات قياس التوتر. على سبيل المثال، يمكن استخدامها لقياس التوتر بين الطوائف التوازنية بين مرحلتي المياه والنفط. يمكن استخدام كل من البروتوكولين في هذا الفيديو للحصول على قيم قوية وموثوق بها للتوتر السطحي التوازن.ويمكن أن تنشأ هذه القيم بعد اختبار استقرارها ضد الانزعاج في المنطقة. للبدء، قم بإعداد مقياس التوتر وعينة كما هو موضح في بروتوكول النص. ثم، حدد إبرة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقلوب استناداً إلى قيم التوتر السطحية المقدرة ووضعها في طرف جهاز الاستغناء.بعد ذلك، قم بتحميل 40 ملليلتر من عينة سائلة في خلية كوارتز. ضع الخلية فوق النظام الأساسي النموذجي. ضبط ارتفاع إبرة مقلوب بحيث غيض من الإبرة على الأقل 20 ملليمتر تحت سطح العينة السائلة.حقن ملليلتر واحد من الهواء من خلال إبرة مقلوب المغمورة لإزالة الشوائب التي يمكن أن تكون موجودة على طرف الحقنة وتحسين النقاء الكيميائي السطحي للواجهة الهوائية / السائلة. ثم، تحديد تجريبيا حجم فقاعة الأولية. الاستغناء عن حجم فقاعة الأولي محسوبة لتشكيل فقاعة في غيض من حقنة مقلوب.تأكد من أن الفقاعة في التوازن الهيدروستاتيكي بحيث لا تتحرك الفقاعة. قياس التوتر السطحي الديناميكي على أساس شكل فقاعة الهواء المنتجة في طرف الإبرة. في كل ثانية، حساب التوتر السطحي استناداً إلى أسلوب تحليل شكل الإسقاط المحوري لمعادلة لابلاس-يونغ.قارن الشكل الفعلي للفقاعة مع الشكل المحسوب. إذا تداخل الشكلان، فإن المعادلة اللابلاس-يونج المتوازنة صالحة. هذا الاستدلال هو صالح تماما عندما تتوقف الفقاعة عن التحرك والتوتر السطحي يتوقف عن التغير.قياس التوتر السطحي كدالة للوقت حتى يتحقق أول توتر سطحي ثابت. ويُعرَّف التوتر السطحي الثابت في الحالة بأنه مستوى ذي قيمة يتغير بعده التوتر السطحي بأقل من ميلينوتون واحد لكل متر أو بنسبة تقل عن 5 في المائة في عدة قياسات توتر سطحي ديناميكية متتالية. عندما يتحقق التوتر السطحي حالة ثابتة، سجل حجم فقاعة ومساحة السطح.ثم، خفض حجم فقاعة عن طريق إزالة ميكرولتر واحد من الهواء وتسجيل حجم فقاعة جديدة ومنطقة. مواصلة قياس التوتر السطحي الديناميكي في المناطق حتى يصل التوتر السطحي الديناميكي إلى التوتر السطحي الثابت الثاني للدولة. بعد ذلك، قم بتوسيع حجم الفقاعة عن طريق حقن ميكرولتر واحد من الهواء بحيث يكون الحجم والمساحة مشابهين للقيم الأولية.استمر في قياس قيم التوتر السطحي الديناميكي حتى يتم الوصول إلى حالة توتر سطحي ثابتة ثالثة. إذا كانت ثلاث قيم ثابتة توتر السطح دولة تختلف عن بعضها البعض من قبل أقل من ميلينوتون واحد لكل متر، أو أقل من 5٪ثم نحدد متوسطها على أنها توازن التوتر السطحي. ضع حامل عينة مملوءة داخل غرفة الغزل في مقياس التوتر الدوار ثم قم بتدوير الأنبوب عند 500 دورة في الدقيقة.وينبغي أن يمنع ذلك من نقل الفقاعة المحقونة إلى الأعلى أو التعلق بجدار الأنبوب. بعد ذلك، قم بتحميل اثنين من ميكرولترات الهواء في الحقنة. أدخل إبرة الحقنة من خلال الحاجز المطاطي ، الذي يختم أنبوب الغزل ويحقن فقاعة هواء ميكروليتر في أنبوب الغزل.زيادة وتيرة دوران أنبوب العينة بحيث تتحرك فقاعة أقرب إلى محور دوران وتشوهات أكثر بسبب زيادة قوات الطرد المركزي. الاستمرار في تسريع حتى نسبة طول الفقاعة الأفقية إلى نصف قطرها في منتصف الفقاعة هو ثمانية أو أكثر. ثم ضبط زاوية الميل من غرفة القياس لوضع أنبوب العينة أفقيا.وهذا سيمنع حركة الفقاعة ويساعد على تحقيق توازن جيروستاتكي لشكل محوري مُفترض في المعادلة الخوارزمية المستخدمة في لابلاس-يونغ. الآن، قياس وتسجيل قيم التوتر السطحي الديناميكية على فترات ثانية واحدة. استمر في تردد دوران ثابت حتى يصل التوتر السطحي إلى قيمة ثابتة.أيضا، تسجيل حجم فقاعة والمنطقة. بمجرد تسجيلها، قم بتغيير تردد الدوران إلى تردد دوران ثانٍ ليختلف عن مساحة السطح. قياس التوتر السطحي الديناميكي عند تردد دوران ثابت بمجرد أن يصل إلى قيمة الحالة الثابتة الثانية عند التردد الجديد.عند هذه النقطة، أيضا تسجيل حجم فقاعة جديدة ومنطقة. بعد ذلك، تغيير تردد الدوران بحيث يكون قريباً من القيمة الأصلية. قياس قيم التوتر السطحي الديناميكي عند هذا التردد الثابت للدوران حتى يتم الوصول إلى قيمة الحالة الثابتة الثالثة.مرة أخرى، تسجيل حجم فقاعة جديدة ومنطقة. باستخدام طريقة فقاعة الناشئة، تم قياس قيم التوتر السطحي ثابت الحالة من محلول خمسة ملليمولار من تريتون X-100 ضد الهواء. هذا التركيز هو فوق تركيز micelle الحرجة لهذا السطح في الماء.تم الحصول على توتر سطح الدولة الثابتة من 31.5 millinewtons لكل متر ما يقرب من 20 ثانية بعد تشكيل فقاعة. بعد حوالي 25 ثانية، تم تخفيض حجم ومساحة الفقاعة وانخفض التوتر السطحي الديناميكي إلى 31 وخلال ثانية واحدة وارتفع مرة أخرى إلى 31.5، مما يمثل التوتر السطحي الثابت للدولة رقم اثنين. بعد حوالي 50 ثانية، تم زيادة حجم وحجم مساحة الفقاعة فجأة وتغيرت قيمة التوتر السطحي الديناميكي قليلاً، وبالتالي تم تحديد التوتر السطحي الثابت رقم 3 على أنه 31.5 ميلينونت لكل متر، أيضًا.وكانت قيم SST الثلاثة كلها واحدة، لذلك، تم تحديد التوتر السطحي التوازن لتكون 31.5 millinewtons لكل متر. باستخدام طريقة فقاعة الغزل، تم العثور على توتر سطح الدولة ثابت واحد أن يكون 30.9 millinewtons لكل متر، التوتر السطحي دولة ثابتة اثنين تم العثور على أن يكون 30.6، وحالة ثابتة التوتر السطحي ثلاثة وتم العثور على التوتر السطحي التوازن أن يكون 30.8. وكان لطرقتين فرق 2.2٪ في توازن قيم التوتر السطحي عند قياس خمسة ملليمتر تريتون X-100.وربما كان ذلك بسبب بعض الأخطاء المنهجية. أهم شيء يجب تذكره لطريقة الفقاعة الناشئة هو الحفاظ على الظروف القريبة من التوازنات الهيدروستاتيكية. بالنسبة لطريقة الفقاعة الغزلية، تأكد من تطبيق المعادلة الصحيحة.ويمكن أيضاً تطبيق الأساليب الموصوفة في هذا الفيديو لتحديد قيم التوتر المتوازن بين مراحل المياه والنفط. توفر هذه الطرق طريقة أكثر موثوقية لحساب مقدار امتصاص السطح عندما يكون في حالة توازن في واجهة الهواء والماء. ويمكن أيضا أن تستخدم لتحديد مدى تجميع السطح في حل يسمى micellization.

accurate-determination-equilibrium-surface-tension-values-with-area

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

نحن تصف طريقة لقياس الطاقة الملزمة ، كما expressible التوتر السطحي الأنسجة ، وبين خلايا الأنسجة داخل المجاميع مثل 3D. وقد أظهرت الاختلافات في التوتر السطحي للربط مع أنسجة الرئة الغازية ، العضلات ، وأورام الدماغ ، والمحددات الأساسية لإقامة العلاقات المكانية بين أنواع مختلفة من الخلايا.

قياس التماسك الحصى بواسطة Tensiometry الأنسجة السطحية

توضح هذه الورقة الإجراء التجريبي لقياس سرعات التسوية الطرفية للجسيمات الكروية في سوائل رقيقة من القص القائمة على السطح. يتم إعداد السوائل على مدى مجموعة واسعة من الخصائص الريولوجية ويتم قياس سرعات التسوية لمجموعة من أحجام الجسيمات في السوائل والسوائل غير المقيدة بين الجدران المتوازية.

القياس التجريبي لسرعة تسوية الجسيمات الكروية في السوائل اللزوجة غير المحصورة والمقيدة بالتخلص من السطحي

يتم عرض طرق لاستخلاص المستهدفة السطحي الحالية في الهباء الجوي وتحديد التركيزات المطلقة ومنحنيات التوتر السطحي في الماء، بما في ذلك على تركيز الحرجة مذيلة (CMC).

استخراج وتوصيف السطحي من الهباء الجوي

شعور العديد من البروتينات في الخلية والحث على انحناء غشاء. يصف لنا طريقة لسحب الأنابيب النانوية الأغشية من الحويصلات الدهنية دراسة التفاعل بين البروتينات أو أي جزيء انحناء نشطة مع الأغشية منحنى في المختبر.

سحب الأنابيب النانوية الأغشية من الحويصلات أونيلاميلار العملاقة

هنا نحن التقرير التوليفي وتوصيف الكربون نانوبوروس مرتبة (مع حجم مسام 4.6 nm) والترتيبات الاحتياطية-15 (مع حجم مسام 5.3 nm). ويصف العمل السطح والخصائص التكوينية لثقب سيتا الجزيئية نانوبوروس وعلى ويتابيليتي وذوبان سلوك د2س محصورة في المواد.

خصائص سطح المركبة نانوبوروس الكربون ومصفوفات السليكا

هنا، نقدم مجهرية القوة الذرية (AFM)، تعمل كأداة المسافات البادئة نانو والدقيقة على الخلايا والأنسجة. تسمح الأداة بالحصول في وقت واحد على طوبوغرافيا سطح 3D للعينة وخصائصها الميكانيكية، بما في ذلك معامل جدار الخلية يونغ، فضلا عن ضغط التورغور.

استخدام مجهرية القوة الذرية لقياس الخصائص الميكانيكية وضغط التورغور للخلايا النباتية والأنسجة النباتية

والهدف من البروتوكول هو قياس الخواص الميكانيكية الغشائية للحويصلات العملاقة بشكل موثوق من خلال شفط الماصة المجهرية.

امتصاص الحويصلات الهجينة العملاقة أحاديه الجانب بالكهرباء وقياس خواصها الميكانيكية من خلال شفط الماصات المجهرية

نقدم بروتوكولا لدراسة تشكيل الهيدرات في وجود المواد الخافير غير الأيونية على واجهة قطرة الماء المغمورة في السيكلوبنتا. يتكون البروتوكول من بناء منظم درجة الحرارة منخفض التكلفة وقابل للبرمجة. يتم الجمع بين نظام التحكم في درجة الحرارة مع تقنيات التصور وقياسات الضغط الداخلي.

دراسة تأثيرات السطح السطحي على تبلور الهيدرات في واجهات النفط والمياه باستخدام جهاز بلتييه وحدات متكاملة منخفضة التكلفة

نوضح الطرق التي ينطوي عليها فحص وتحديد الميكروبات المنتجة للفاعل بالسطح الحيوي. كما يتم عرض طرق للتوصيف الكروماتوغرافي والتحديد الكيميائي للخافضات للتوتر السطحي الحيوي ، وتحديد التطبيق الصناعي للفاعل بالسطح الحيوي في تعزيز استخراج النفط المتبقي.

تعزيز استخراج النفط باستخدام مزيج من المواد الخافضة للتوتر السطحي الحيوي

تصف هذه المخطوطة تصميم وتشغيل مقياس التمدد الدقيق/المجهر البؤري لإجراء قياسات متزامنة للتوتر البيني والريولوجيا التوسعية السطحية مع تصور المورفولوجيا بين الوجهين. وهذا يوفر البناء في الوقت الحقيقي للعلاقات بين البنية والملكية للواجهات المهمة في التكنولوجيا وعلم وظائف الأعضاء.

مقياس التمدد الدقيق للتصور المجهري البؤري للواجهات الديناميكية

تعلم قياس التوتر السطحي المتوازن باستخدام طريقة الفقاعة الناشئة والفقاعة الدوارة. تُوفر هاتان الطريقتان قياسات دقيقة وموثوقة للأطوار المحتوية على المواد الفعالة سطحياً.

تحديد دقيق لقيم التوتر السطحي المتوازن مع اختبارات اضطراب المنطقة

استكشف المزيد من الفيديوهات