إجراء اختبارات القطع على شكل حرف Y المثبتة على المجهر

يقيس القطع على شكل حرف Y طاقة الفشل ومقياس ارتباط إنشاء السطح الحرج في المواد الصلبة اللينة. إن دمج هذه التقنية في المجهر يسهل كشف آليات البنية المجهرية التي تحكم هذه الكميات. على عكس الكراك الكبير المزروع النموذجي لتحميل العجلات الأمامية ، يستخدم هذا البروتوكول توطين التمدد الناجم عن اللوحة لتقليل مجال الرؤية اللازم لتصوير عملية الفشل الداخلي.

قد يوفر هذا النهج نظرة ثاقبة لفشل المواد الاصطناعية اللينة والأنسجة الرخوة البيولوجية. للبدء ، استبدل حامل الشريحة الأصلي المثبت على المسرح بحامل عينة مخصص وقم بتوصيل التجميع بالمجهر. اضبط زاوية الكوب عن طريق فك زاوية ضبط المسمار الإبهام ثم تحريك الشريحة الخطية.

اضبط الزاوية بعد قياسها بمنقلة وشد زاوية ضبط برغي الإبهام. يمكن تعديل الزاوية بين الساق وعينة ثيتا منتصف الطائرة من 8 إلى 45 درجة. قم بإعداد البكرتين العموديتين خلف الجهاز.

قم بإعداد عينة مستطيلة رقيقة من polydimethylsiloxane ، أو PDMS ، إما عن طريق قطعها من ورقة أكبر أو باستخدام قالب بالأبعاد الصحيحة. قد تختلف الأبعاد ، ولكن يوصى بعرض 1 1/2 سم أو أقل لعينة بسمك ثلاثة ملليمترات أو أقل. استخدم شفرة حلاقة لقطع العينة بطول ثلاثة سنتيمترات على طول خط الوسط لإنشاء عينة على شكل حرف Y.

قد يختلف هذا الرابط ولكن يجب أن تكون الأرجل طويلة بما يكفي لاستيعاب علامات التبويب ، ولكنها قصيرة بما يكفي لترك عينة غير مقطوعة للقياس. باستخدام قلم تحديد أو حبر ، ضع علامتين في المنتصف ويفصل بينهما سنتيمتر واحد تقريبا على كل من الأرجل الرفيعة وجسم العينة لقياس التمدد المطبق في كل من أرجل العينة الثلاثة تحت الحمل. استخدم غراء cyanoacrylate الشبيه بالمادة اللاصقة لإرفاق علامة تبويب مطبوعة 3D أو مقطوعة بالليزر في نهاية كل ساق.

قياس وقطع طولين من خط الصيد رقيقة. هناك حاجة إلى ما يقرب من 30 سم من الخط للتوجيه الداخلي عبر الآلية إلى مجموعة البكرات الخارجية. قم بتوصيل ألواح وزن وزنها خمسة جرامات بنهاية الخطوط التي تمر عبر البكرات الخارجية واربط الطرف الآخر باللسان الموجود على كل ساق.

قم بتثبيت قاعدة العينة باستخدام المسمار اللولبي الإبهام لحامل العينة وقم بتوجيه الخط لكل ساق عبر كل جانب من جوانب نظام البكرة. التقط صورة للعينة من الأعلى بينما تكون العينة تحت وزن ضئيل عن طريق حمل كاميرا على الجانب السفلي من آلية ضبط الزاوية. تأكد من أن الكاميرا موازية لمستوى العينة لتقليل التأثيرات خارج الزاوية.

أضف وزن التحميل المسبق المطلوب البالغ 75 جراما إلى طرفي خط الصيد بالقرب من البكرات الخارجية. قم بزيادة هذه الكمية إلى 150 جراما أو خفضها إلى 50 جراما لتغيير مساهمة التمزق إذا رغبت في ذلك لهذا المزيج من المواد وهندسة العينة. قم بمحاذاة خط الصيد من أدنى بكرة مع المستوى Z لأرجل العينة باستخدام المكون Z لمرحلة الضبط الجزئي ثلاثي الاتجاهات.

التقط صورة ثانية للعينة بعد إضافة الوزن. ضع طرف الشفرة المتوقع تقريبا بالقرب من مجال رؤية الهدف. ضع شفرة الحلاقة في مشبك الشفرة المقابل لها وقم بتثبيت الشفرة في مكانها باستخدام برغي مثبت.

حرك شفرة الحلاقة المقطوعة هذه في حامل مشبك الشفرة المتصل بخلية التحميل. حدد هدف المجهر 2.5x أو ما يصل إلى 20x ، إذا كانت الصور الأقرب مطلوبة ، واستخدم إعداد الضوء المرسل ، مع زيادة الضوء خلف العينة إذا لزم الأمر. مع وجود الشفرة في مكانها ، ركز المجهر على أقرب سطح للشفرة باستخدام نظام الضبط الرأسي إذا لزم الأمر لإحضار الطرف إلى مسافة العمل المناسبة للهدف.

قم بمحاذاة شفرة الحلاقة بعناية داخل مجال رؤية المجهر باستخدام الاتجاهين X و Y فقط لمرحلة الضبط الدقيق ثلاثي الاتجاهات. ركز المجهر على العينة وقم بمحاذاة طرف الكراك مع شفرة الحلاقة عن طريق ترجمة مرحلة المجهر X / Y. هذا يضمن أن المستوى الأوسط للعينة يتماشى مع المستوى الأوسط لآلية ضبط الزاوية.

افتح الكود المستخدم للحصول على بيانات خلية التحميل وابدأ في تسجيل بيانات خلية التحميل بالنقر فوق الزر "بدء التسجيل". ترجم العينة نحو شفرة الحلاقة لسنتيمتر واحد أو أكثر بسرعة ثابتة باستخدام التحكم في مرحلة المجهر. اجمع الصور في وقت واحد باستخدام واجهة التصوير الخاصة بالمجهر.

عندما يتوقف المجهر X / Y المرحلة ، انقر فوق إيقاف التسجيل زر لإيقاف تسجيل البيانات وحفظ ملف نصي تلقائيا لاستجابة التحميل والوقت. يظهر هنا منحنى وقت القوة لبوليديميثيل سيلوكسان باستخدام شفرة فائقة الحدة. يتم تمييز مناطق التحميل المرن ، وبدء القطع ، والقطع في الحالة المستقرة ، والتفريغ في المنحنى في الرسم البياني.

توضح هذه البيانات قوة ابتدائية عالية ، كما هو مطلوب عادة لبدء القطع ، متبوعة بقوة ثابتة ، مما يشير إلى قطع الحالة المستقرة. قوة القطع هي القيمة القصوى للقوة داخل نظام الحالة المستقرة هذا. تتوافق الدوائر الحمراء الموضحة هنا مع صور محددة حصل عليها المجهر.

تمت إضافة دائرة صفراء لتسهيل مراقبة حركة نمط البقع ، وتشير هذه الأرقام إلى الطوابع الزمنية للصورة والثواني. قوة القطع المقاسة في الحالة المستقرة جنبا إلى جنب مع معلمات الاختبار التجريبية لثيتا زاوية الساق ، وسمك العينة T ، والتحميل المسبق f من pre ، ونصف قطر الشفرة تنتج طاقة القطع في الحالة المستقرة وفقا للمعادلة الموضحة. هنا ، نجحنا في تكرار طاقة القطع التي تم الإبلاغ عنها سابقا في الأدبيات لهذه الظروف.

من خلال دمج القطع على شكل حرف Y في المجهر ، فإننا نمكن القياس الكمي للمساهمات المجهرية في فشل الأنسجة اللينة والصلبة والرخوة عبر مجسات الفلورسنت ، والتألق الذاتي ، وتقنيات شدة المجال الكامل.