Mesures de préparation et de friction Microscopie à force de polymères non miscibles, Opposing Brosses

Le but de l’expérience suivante est de préparer des systèmes de brosses en polymère admissibles et de les comparer aux systèmes traditionnels de brosses en polymère manquantes en mesurant la réponse de frottement au mouvement de glissement relatif pour les deux systèmes à l’aide de la microscopie à force de friction. Pour ce faire, on commence avec deux ensembles de surfaces en silicone et on greffe du penai Pam sur l’un et du PMMA sur l’autre. Il s’agira des surfaces plates des brosses en polymère utilisées pour former une partie des systèmes de brosses en polymère.

Dans un deuxième temps, commencez par un colloïde d’or. Fixez-le à un cantilever de microscopie à force atomique en silicium et tracez du PMMA dessus pour en faire une sonde de mesure de force. Cela formera également la deuxième partie du système de brosse en polymère.

Ensuite, montez la sonde de mesure de force dans un microscope à force atomique. Montez une surface de brosse en PMMA comme échantillon pour mesurer le frottement admissible. Les systèmes de brosses montent une surface de brosse penai pan pour mesurer la friction des systèmes de brosses admissibles.

Les résultats montrent que le frottement pour les systèmes admissibles est d’environ 1 % du frottement pour les systèmes admissibles traditionnels, tel que mesuré par microscopie à force de frottement. L’un des principaux avantages de notre technique par rapport aux méthodes existantes basées sur des huiles industrielles est qu’un liquide à faible viscosité est maintenu en contact même lorsque les conditions sont difficiles à l’échelle microscopique, comme cela se produit lorsque des irrégularités de surface se heurtent les unes aux autres. Contrairement aux systèmes de brosses traditionnels, nos brosses ne s’interpénètrent pas en raison d’une interface fluide fluide comme vous l’avez entre le vinaigre et l’huile dans une vinaigrette.

Comme les brosses ne s’interpénètrent plus, la friction est réduite. Plus important encore, les dommages aux polymères sont évités et, en fin de compte, où ils peuvent être absents. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car les étapes de préparation des échantillons et de caractérisation de la microscopie à force atomique sont difficiles à apprendre.

Des compétences particulières sont requises pour la fonctionnalisation homogène et reproductible de betteraves colloïdales de taille micrométrique démontrant le procédé sera ajouté Kansky, ancien postdoc et c de bear, associé de recherche dans mon laboratoire, Consulter le manuscrit pour la préparation des surfaces en silicium. L’expérience nécessite le dépôt d’initiateur sur des substrats d’or, d’or, de sondes colloïdales et d’or. Pour commencer à travailler avec les sondes, procurez-vous un petit flacon qui a été rincé avec une fiole d’Argonne Roma contenant une concentration de 0,2 millimolaire.

Retirez 1,5 millilitres de solution monocouche, transférez les 1,5 millilitres de solution monocouche dans le flacon. Gardez la fiole à proximité. Ensuite, procurez-vous l’or Les sondes de microscopie à force atomique colloïdale ont un flacon d’éthanol et un flacon de chloroforme dans lesquels les sondes peuvent être trempées.

En plus du flacon de solution monocouche, utilisez une pince à épiler pour prélever une sonde. Assurez-vous de le tenir pour ne pas l’endommager. Tout d’abord, trempez la sonde dans l’éthanol pendant quelques secondes, puis trempez-la dans le chloroforme pendant quelques secondes.

Enfin, placez-le dans le flacon avec la solution monocouche. Posez fermement le flacon et enveloppez-le dans du papier d’aluminium avant de le mettre de côté sur le banc pendant la nuit. Nettoyez et rincez maintenant les substrats recouverts d’or.

Tous les substrats utilisés dans cette expérience mesurent un centimètre sur un centimètre. Avancez le grand ballon contenant la solution monocouche et transférez-y les substrats afin qu’ils soient immergés. Fermez le flacon et rangez-le dans un endroit sombre pendant la nuit Le lendemain, récupérez d’abord les substrats et remettez-les sur le banc.

Préparez-vous à les laver à l’aide d’un récipient de chloroforme et d’éthanol dans un flacon compressible. Préparez le ballon de polymérisation. Retirez chaque substrat de la solution monocouche et immergez-le d’abord dans le chloroforme.

Ensuite, lavez-le avec de l’éthanol. Une fois terminé, placez le substrat dans le ballon de polymérisation. Lorsque tous les substrats ont été placés dans le ballon de polymérisation, scellez-le avec un septum en caoutchouc.

Après avoir mis la fiole de substrat de côté, continuez en récupérant le flacon avec les sondes colloïdales et en l’ouvrant. Suivez la même procédure de lavage en trempant d’abord une sonde dans du chloroforme puis de l’éthanol. Au fur et à mesure que chacun est lavé, transférez-le dans un flacon de polymérisation individuel.

Cette vidéo ne montrera que les étapes de polymérisation du poly n Isop Proppy acrylamide penai Pam. Détails pour le polyméthacrylate de méthyle. Le PPMA se trouve dans le manuscrit avec les substrats et les sondes dans leurs récipients de polymérisation.

Démarrez le processus de polymérisation en purgeant les deux récipients, en le démontrant avec le récipient du substrat. Voici le septum avec une aiguille attachée à une réserve d’argon. Ensuite, voici le septum avec une aiguille supplémentaire pour la sortie.

Démarrez ensuite le flux d’argon. Laissez la purge se poursuivre pendant 30 minutes pendant que les récipients se purgent. Travailler avec la polymérisation radicalaire par transfert d’atomes, un TRP.

Medium nyam. Créez la solution mono en dissolvant le nyam et le PM dta dans le milieu. Assurez-vous de dégazer la solution pendant deux heures avant de l’utiliser dans un flacon séparé de 76 milligrammes de bromure de cuivre et un agitateur magnétique, fixez le ballon à une conduite de vide et à une source d’argon.

Lorsque le ballon repose sur une plaque d’agitation, commencez à l’évacuer en ouvrant la conduite de vide. Lorsque l’évacuation est terminée, environ 30 minutes, fermez la vanne de la pompe et ouvrez la vanne de l’alimentation en Argonne. Répétez le cycle d’évacuation et de remblayage trois fois avant de continuer.

Une fois que la solution mono a été dégazée, transférez-la dans le ballon avec le bromure de cuivre et commencez à mélanger le mélange. Après environ 15 minutes, une solution de polymérisation verte claire est observée. À l’aide d’une seringue de deux millilitres rincée à l’argon et d’une aiguille, prélevez un millilitre de solution de polymérisation.

Transférez la solution recueillie dans un flacon avec une sonde colloïdale par injection à travers le septum. Continuez à utiliser la seringue pour prélever une partie de la solution de polymérisation restante. Injecter la solution recueillie dans le ballon contenant les substrats.

Ajoutez-en suffisamment pour immerger complètement chaque échantillon. Laisser la polymérisation se poursuivre pendant deux heures à température ambiante. Lorsque deux heures se sont écoulées, ouvrez les flacons de polymérisation.

Ensuite, commencez avec une sonde et retirez-la pour le lavage. Lavez un échantillon en le trempant d’abord dans de l’éthanol, puis dans de l’eau. Répétez cette opération plusieurs fois après avoir lavé une sonde, immergez-la dans de l’EDTA 0,1 molaire pendant quelques secondes.

Lacez la sonde seule dans un flacon contenant de l’eau purifiée pour le stockage. Procédez au lavage de chaque substrat. Faites-le de la même manière que les sondes qui passent par plusieurs cycles de versement d’eau.

Puis de l’éthanol par-dessus. Notez que la couleur changeante du substrat indique la présence du pinceau. Après avoir lavé un substrat, transférez-le dans une plaque de puits.

Placez chaque substrat dans un puits individuel et recouvrez-le d’une solution d’EDTA 0,1 molaire. Laissez les substrats lavés pendant au moins 12 heures pour enlever tout le cuivre. Le lendemain.

Lavez chaque substrat à l’eau et à l’éthanol. Encore une fois, placez les substrats dans une plaque de puits et stockez la plaque de puits dans une boîte d’azote pour cette vidéo. L’étape suivante consiste à effectuer une mesure de microscopie à force atomique.

Ici, un substrat de silicium recouvert d’A-P-M-M-A a été monté dans le microscope et la sonde a été montée dans une cellule liquide. Terminez la préparation de la tête de balayage FM A et poursuivez en complétant les étapes préliminaires de microscopie à force atomique, y compris l’alignement du laser, l’étalonnage de la constante de ressort et la détermination du facteur de qualité à la fin des étapes préliminaires. Préparez une seringue remplie d’acétophon qui sera appliquée sur l’échantillon de pinceau.

Retirez la tête FM pour accéder à l’échantillon. Retirez ensuite l’échantillon du microscope. Appliquez délicatement l’acéto phon pour sulfater le pinceau.

Notez que la couleur de l’échantillon change à mesure que le solvant s’évapore, ce qui permet de suivre le processus de séchage. Remontez l’échantillon dans le microscope à force atomique et remplacez la tête A FM. Ensuite, revenez aux commandes pour régler le point de consigne de déflexion et placez le porte-à-faux en contact avec la surface.

Cela fait que l’acéto phon se déplace dans la brosse pour créer un pont capillaire. Ces traces ont été obtenues à l’aide des canaux d’image de hauteur et de friction. Les tailles de balayage de 40 microns et les axes de balayage lents sont désactivés.

Enregistrez la hauteur et les canaux d’image de frottement lorsque les images sont capturées et que le porte-à-faux est retiré. Commencez à vous préparer à passer le substrat PMMA à un PAM penai. Échantillon recouvert de pinceau.

Tout d’abord, récupérez le substrat de pinot PAM. Appliquez ensuite une goutte d’eau dessus pour manger le pinceau. Ensuite, faites le changement.

Soulevez la tête de l’A FM et remplacez rapidement la surface PMMA par la surface penai PAM. Déplacez-vous rapidement pour éviter l’évaporation de l’acétophénone de la brosse PMMA sur la sonde colloïdale. Après avoir monté l’échantillon, remettez la tête A FM dans sa position.

Revenez aux commandes A FM pour réengager la pointe et la surface et enregistrer les images comme auparavant. Voici des traces de force filtrées et lissées pour les surfaces de glissement. Ces traces sont destinées aux systèmes MISSABLE PMMA et montrent à la fois le mouvement vers l’avant et vers l’arrière.

Ces traces sont pour les systèmes PAM P neuf non miscibles et montrent également des mouvements vers l’avant et vers l’arrière dans les tracés. La force est normalisée par la force de glissement en régime permanent pour le système symétrique manquant. La charge normale est de 30 nano newtons et la vitesse de traversée est de 80 microns par seconde.

Notez que la force à l’état stationnaire du système admissible est 90 fois supérieure à celle du système admissible. De nombreuses machines et appareils ont des pièces mobiles, produisant des frictions et s’usant avec le temps, ce qui limite la durée de vie. Nous voyons des applications pour beaucoup d’entre eux, des essieux et des pistons aux seringues médicales fournissant des doses ultra faibles et peut-être même des articulations artificielles.

Bien sûr, les ingénieurs chimistes ou les ologues devront concevoir des solutions optimales pour chaque application spécifique. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la préparation des systèmes de brosses en polymère. Fonctionnaliser les sondes de microscopie à force et effectuer des expériences de microscopie à force de friction tout en essayant les expériences de microscopie à force de friction.

Il est important de ne pas oublier de ne pas appliquer trop de liquide car vous voulez que le capillaire se forme entre les deux brosses et non entre la brosse et le porte-à-faux, car cela dénaturerait le signal laser. N’oubliez pas que travailler avec des produits chimiques peut être extrêmement dangereux et que des précautions telles que travailler dans une soupape, une hotte ventilée, le port de gants et de lunettes de protection doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.