Name: RheoSANS דיאלקטרי - חקירת סימולטני של עכבה, Rheology וקטנים זווית ניוטרון פיזור של נוזלים מורכבים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-10T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: חקור מדידה סימולטנית של עכבה, ראולוגיה ופיזור ניוטרון בתלויות פחם מוליכות תחת זרימת גזירה. שיטה זו חושפת את הקשר בין מבנה מיקרוסקופי לתכונות מקרוסקופיות ומסייעת בפיתוח חומרים מוליכים מתקדמים.

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

המחברים מבקשים להודות מרכז NIST עבור מספר הסכם שיתוף פעולה ניוטרון מחקר CNS # 70NANB12H239 מענק למימון חלקי במהלך פרק זמן זה, כמו גם את המועצה הלאומית למחקר על התמיכה. ציוד מסחרי מסוים, מכשירים, או חומרים מזוהים במאמר זה כדי לציין את הליך ניסיוני כראוי. זיהוי כזה אינו מיועד לרמוז המלצה או תמיכה על ידי המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה, והוא לא נועד לרמוז כי חומרים או ציוד זיהה הם בהכרח הזמין הטוב ביותר לצורך.

1. הרכבת Rheometer על beamline SANS הערה: ראה איור 1 עבור הגדרות של רכיבים בשם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הכח אל rheometer כבוי, מתמר נעול ואת מגן נושאת אוויר המנוע מותקן. כבה את קרן נויטרונים, ולסגור את דלת התנור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את צלחת הבסיס גדול על השולחן, להסיר את החוטם, להתקין את החלון, ולאבטח את 4 לולאות על זוויות ההרכבה מתאם מנוף של rheometer כזה שהכבלים לא להסתבך ולא מעוות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מנוף, להרים את rheometer ולתמרן אותו מהשולחן rheometer לנוח במרכז השולחן עם מסך LCD של rheometer פונה כלפי חוץ, מקפיד להנחות את הכבלים כדי למזער להסתבך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות תוכנות שליטה SANS, לשלוח השולחן למצב Z מינימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את מתאם מנוף rheometers ולהרים מן הפלטפורמה באמצעות CRAne. </li></ol> 2. דיאלקטרי Cell העצרת הערה: ראה איור 2 הגדרות של רכיבים בשם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הכח אל rheometer כבוי, מתמר נעול ואת מגן נושאת אוויר המנוע מותקן. לפני השימוש, לנקות את מכלולי הכוס ובוב דיאלקטרי באמצעות פתרון אבקה ואחריו שטיפות מים כמה יונים, ולאפשר לו להתייבש לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את דלת התנור, לפתוח את מתמר ולהסיר את מנעול נושאת מנוע. הר הגיאומטריה דיאלקטרי והרכבת בוב דיאלקטרי על תושבות כלי העליונות ותחתונות של rheometer. שחרר את שני ברגי הסט על הגיאומטריה דיאלקטרי באמצעות מפתח 2 מ&quot;מ אלן ולמקם את הרכבת הכוס דיאלקטרי כך שהוא מותקן על הגיאומטריה דיאלקטרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות תוכנות שליטת rheometer, אפס את הפער מן התפריט הנפתח הגיאומטריה המדגמת, ולהחיל 10 כוח N נורמלי באמצעות התפריט הנפתח כוח הצירי. תחת דחיסה, להדק ברגים באמצעותמפתח אלן 3 מ&quot;מ עד לאסיפת כוס דיאלקטרי הוא מאובטח לחלוטין את הגיאומטריה דיאלקטרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הפער לפער המדידה באמצעות תוכנות שליטה rheometer, ולסגור את דלת התנור. ודא כי התנור יכול להקיף את התא דיאלקטרי מלא עם אישור אנכי נאות על החלק העליון והתחתון של הגיאומטריה. אם התאמת גובה נחוץ, להתאים את בורג סט כך המתחם בתנור מתאים עם סובלנות נאותה סביב התא דיאלקטרי. מספיק מקום מושג כאשר גיאומטרית דיאלקטרי מתאימה בתוך התנור יכולה לעבור מהפך מלא מבלי לגעת בקירות בתנור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר הוא הרכבת בוב דיאלקטרי ואת הרכבת כוס דיאלקטרי / הגיאומטריה דיאלקטרי כמקשה אחת ולהחליף עם כלי יישור rheometer על ראש הכלי התחתון. </li></ol> 3. התקן את הטבעת להחליק הערה: ראה איור 3 עבור סיכום ציורי צעד-אחר-צעד. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן לבלבל תיל אל הפיר שלהגיאומטריה דיאלקטרי ולחבר את מחבר כוס דיאלקטרי למחבר טבעת להחליק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזק את הטבעת להחליק כך שזה קונצנטריים עם הפיר של גיאומטרית דיאלקטרי ההרכבה / כוס דיאלקטרי אבל מעל לאגן על הגיאומטריה דיאלקטרי. מניח את מתאמי הטבעת להחליק (X2) כך השועה שלהם להכניס לתוך החורים שנקדחו לתוך הגיאומטריה דיאלקטרי והבסיס שלהם נשען על מקורבות גיאומטריה דיאלקטרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלק בעדינות את הטבעת להחליק על מתאמי טבעת להחליק. טבעת תלוש צריכה להחליק בקלות ברחבי מתאמי טבעת להחליק מחזיקים אותם במקום. </li></ol> 4. יישור של Rheometer הערה: ראה איור 4 עבור סכמטי של נתיב קרן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את התנור סביב כלי יישור rheometer. התקן את החוטם קטוע ואת הצמצם המדגם (1 מ&quot;מ רחב × 8 מ&quot;מ גבוה), ושימוש תוכנות שליטת rheometer, להגדיר את זווית עקירת גיאומטרית 0.49 rad בבקרה המוטוריתבתפריט נפתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות תוכנת בקרת מכשיר SANS, להבטיח כי כל מדריכי הנויטרונים מוסרים, ופתח את דלת התנור כך הליזר גלוי. בצע יישור גס של rheometer ידי שינוי גובה וזווית השולחן מהתוכנה מלאה מכשיר SANS כך הקורה עובר דרך התנור חוצה דרך החריץ במרכז של כלי יישור rheometer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות תוכנת בקרת מכשיר SANS, להתאים את גובה השולחן הסיבוב שלה כדי לייעל יישור לייזר. שים לב rheometer מיושר כאשר קרן הליזר עוברת דרך החריץ בכלי יישור rheometer עם עקירת הגיאומטריה נקבעה על 0.49 rad בלי לפגוע החומות ואת הקורה עובר דרך קו האמצע בתנור. </li></ol> כיול 5. המכשיר SANS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר בתצורת מכשיר SANS הרצויה מיושרת על ידי המדען המכשיר, למדוד את הולכת הקרן הפתוחה,פיזור לתא ריק, מדידות פיזור נוכחיות כהות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את מדידת שידור קרן הפתוחה על ידי ביצוע מדידת שידור קרן במיקום הגלאי הרצוי עבור 3 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את מדידת פיזור תאים הריקה ידי התקנת הגיאומטריה דיאלקטרי ומדידת מדידת פיזור במיקום הגלאי הרצוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את מדידת הפיזור הנוכחית הכהה באמצעות חתיכה עבה 3 מ&quot;מ של קדמיום כי לחלוטין פוחתת אות פיזור קורה המרכזית. </li></ol></li></ol> 6. חיבור רכיבי החשמל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הפער באמצעות מסך LCD אל 100 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כלי יישור rheometer מן אוגן הכלים התחתון. התקן מחדש את המכלול בוב דיאלקטרי על ראש הכלי העליון ואת הרכבת כוס דיאלקטרי / דיאלקטרי הרכבת טבעת גיאומטריה / תלוש על ראש הכלי התחתון כמקשה אחת מחדש אפס את הפער. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי מכלול מברשת פחמן מאובטחד למתאם מברשת פחמן באמצעות ברגים, ולאבטח את מתאם מברשת פחמן והרכבת מברשת פחמן אל rheometer באמצעות ברגים. ודא כי מברשות פחמן על הרכבת מברשת פחמן להזדווג עם טבעות מתכת מחורץ של הטבעת להחליק. הדבר מבטיח תחזוקה של המגע החשמלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבור את מחברי סיכה נקבה על הרכבת מברשת הפחם ואת הרכבת בוב דיאלקטרי למחברי פיני הזכר של פסי צבירה העליונים ותחתונים בהתאמה. ודא שכבלי שכותרתו מוגן BNC מחוברים פסי הצבירה ויסתיימו ב מד LCR מותקנים במחברי BNC המקבילים שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את כבל BNC שכותרתו &quot;ל- SAN&quot; לכבל BNC המחוברים לכרטיס DAQ שכותרתו &quot;AO0&quot;. חברו את כבל BNC שכותרתו &quot;מ SANS&quot; לכבל BNC המחוברים לכרטיס DAQ שכותרתו &quot;AI0&quot;. חברו את כבל BNC שכותרתו &quot;טריגר&quot; לכבל BNC המחוברים לכרטיס DAQ שכותרתו &quot;AO1&quot;. חברו אתכבל BNC למחבר 15 פינים בצד האחורי של rheometer לכבל BNC שכותרתו &quot;Ai3&quot;. ודא מטר rheometer LCR מתקשרים עם המחשב המלא. </li></ol> 7. הכנת הכלי עבור מדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפתוח את התנור, להגדיר את הפער ל 100 מ&quot;מימ, ועומס 4 מיליליטר של פיזור פחמן השחור קרבונט פרופילן לתוך הרכבת כוס דיאלקטרי equilibrated טמפרטורה, מטפל כדי למזער מדגם השאיר על קיר הכוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיכים את הגיאומטריה 40 מ&quot;מ באמצעות מסך LCD הקדמי. קבע את מהירות על תוכנות שליטה rheometer באמצעות הגדרות שליטה מוטורית כדי 1 rad / s. שימוש באופציה המון על rheometer, הורד את המערך בוב דיאלקטרי עד למרחק הפער הוא 0.5 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השימוש בתוכנת הציוד, ללכת פער מדידת גיאומטריה דיאלקטרי, ולהגדיר את מהירות המנוע על תוכנות שליטת rheometer באמצעות הגדרות שליטה המוטוריות כדי 0 rad / s. בשלב זה, המדגם הוא עומסed. הערה: בדוק את רמת המילוי המדגם פעם נוספת על מנת להבטיח כי רמת המדגם ממלאת את כל הדרך במעלה קיר Couette ללא מילוי יתר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את המלכודת ממיס על ידי מילוי קיר הרכבת בוב דיאלקטרי הפנימי עם הממס הרצוי למקם את מלכודת הממס על שפת הרכבת כוס דיאלקטרי. </li></ol> 8. הפעלת הניסוי דיאלקטרי RheoSANS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר קוד שכותרתו &quot;TA_ARES_FlowSweep.vi&quot;. ממשק יופיע עם שדות הניתנים לשינוי אשר מפרטים את תנאי לרוץ ניסיוני של ניסוי RheoSANS דיאלקטרי. גדר בתחומים אלה לפי הסדר הבא. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין נתיב לקובץ היומן ואת שם הבסיס של קובץ היומן. הפעל את הקוד על ידי לחיצה על כפתור החץ &quot;Run&quot; בשורת התפריטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר פרמטרים הריאולוגיות - שיעור הגזירה החל (25 rad / s), וכלה בשיעור גזירה (1 rad / s), את מספר נקודות שיעור גזירה (6) והאם הנקודות צריכות להיות Logarithmically או במרווחים ליניארי (כפתור הרדיו). טמפרטורה בחר 25 מעלות צלזיוס למשך הניסוי הזה. בחר תנאים preshear (אם רוצים, לאפשר כפתור הרדיו כדי &quot;ON&quot;) - בניסוי זה, להשתמש preshear של 25 rad / עבור 600 ים עם זמן המתנה של 300 אחרי צעד preshear. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין זמן לכל דרג ואיסוף גזירה. אפשר כפתור הרדיו לחיצות ידיים. בכרטיסיית פרמטרי מבחן לבחור לטאטא לוגריתמים או ליניארי - אם כפתור רדיו הוא ירוק, רשימה של מספר N של נקודות תהיה במרווחים לוגריתמיות מן דק שיעור גזירה לשיעור גזירת מקסימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין שיעורי גזירה בדידים פעמים דרך לשוני &quot;ערכים בדידים&quot; אם תרצה בכך. בחר את מספר נקודות תדר, המינימום התדיר ואת ברירת המחדל מקסימלית תדירות. הגדר את התדירות תלויה בזמן - מציין את התדירות תלויה הזמן הרצוי עבור כל שיעורי גזירה. קבע את הזמן עבור מצב יציב - קובע את משך הזמן שהקוד יהיה למדוד פרמטרים דיאלקטרי בכל freq קבועuency כפונקציה של הזמן עבור כל שיעור הגזירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין את סוג משרעת האות. ציין את מספר מחזורי סכום ממוצע וזמן המדידה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל autoLogging במחשב SANS. הגדר את תצורת SANS. בחר את התצורה ולציין את זמן הריצה להיות 1 דק &#39;כבר לפחות מ הזמן הכולל כלולים ברשימת שיעור גזירה בקוד. הערה: כאשר תצורת מושגת VIPER צריך לקרוא &quot;stat Dio 16&quot; אשר מציין כי הוא יהיה מחכים לאות אנלוגי מכרטיס רכישת נתונים לשינוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת תוכנות שליטה rheometer. בלשונית הניסוי, &quot;קובץ הליך פתוח&quot; לחץ על &quot;הנוהל&quot; בתפריט נפתח. נווט אל קובץ ההליך שכותרתו &quot;קובץ Script RheoSANS דיאלקטרי&quot;. ודא rheometer כי הוא מוכן לבצע ניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר SANS מוכן, להבטיח תוכנות שליטה מוגדרות ו rheometer המשךתסריט קובץ תוכנת רול פתוח, על &quot;קבע פרמטרים&quot;. זה מעורר ביצוע הניסוי שציין וכל הנתונים צריכים להיות מחובר בכל ריצת המדגם המתוכנת מראש. </li></ol> 9. סוף הניסוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את קרן נויטרונים ו אוטומטי בכניסה להשבית. תפרוק המדגם ולהסיר את מכלולי הכוס ובוב דיאלקטרי מן rheometer. התקן את מגן נושאת אוויר המנוע ולנעול מתמר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את המחשב, מד LCR, וספקי כוח rheometer. ניתק את קו האוויר. נתק את כל כבלי BNC ולהתקין מחדש את המעלית מנוף על rheometer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את החוטם המקוצץ. התקן מחדש את מתאם המנוף של rheometer. הרם את rheometer מהשולחן ולהניח על שולחן rheometer הבטיח שהכבלים להישאר להתירם. </li></ol><img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55318/55318fig1.jpg" /> איור 1:.. א) - ה) תמונות של Co<html> mponents של beamline SANS ואת Rheometer צורך להתקין Rheometer על beamline המוגדרים ו כהגדרתו להלן. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55318/55318fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55318/55318fig2.jpg" /> איור 2: תמונות של רכיבי דיאלקטרי RheoSANS גיאומטריה עם תנאי הגדרה מתוויות שלמטה. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55318/55318fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55318/55318fig3.jpg" /> איור 3: a.-d.) תמונות של נוהל התקנת טבעת סליפ על דיאלקטרי RheoSANS גיאומטריה, ו ה) תמונה של התאספו מלא דיאלקטרי RheoSANS גיאומטריה..ove.com/files/ftp_upload/55318/55318fig3large.jpg&quot; target = &#39;_ blank&#39;&gt; אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55318/55318fig4.jpg" /> איור 4: סכמטי של נתיב קרן דרך תנור גיאומטריה ו דיאלקטרי RheoSANS גיאומטריה. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55318/55318fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<ol><li>Macosko, C. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/journal/00325910/86">Rheology: Principles, Measurements and Applications.</a> Powder Technology. 86 (3), (1996).</li>
<li>Barsoukov, E., Macdonald, J. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBarsoukov%2C+E+%22Impedance+Spectroscopy+Theory%2C+Experiment%2C+and+Applications%22">Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications</a>. , Wiley-Inerscience. (2010).</li>
<li>Pelster, R., Simon, U. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s003960050361">Nanodispersions of conducting particles: Preparation, microstructure and dielectric properties.</a> Colloid Polym. Sci. 277 (1), 2-14 (1999).</li>
<li>Hollingsworth, A. D., Saville, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+spectroscopy+and+electrophoretic+mobility+measurements+interpreted+with+the+standard+electrokinetic+model%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Dielectric spectroscopy and electrophoretic mobility measurements interpreted with the standard electrokinetic model.</a> J. Colloid Interface Sci. 272 (1), 235-245 (2004).</li>
<li>Mewis, J., Spaull, A. J. B. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0001868676800085">Rheology of concentrated dispersions.</a> Adv. Colloid Interface Sci. 6 (3), 173-200 (1976).</li>
<li>Mijović, J., Lee, H., Kenny, J., Mays, J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma051995e">Dynamics in Polymer-Silicate Nanocomposites As Studied by Dielectric Relaxation Spectroscopy and Dynamic Mechanical Spectroscopy.</a> Macromolecules. 39 (6), 2172-2182 (2006).</li>
<li>Newbloom, G. M., Weigandt, K. M., Pozzo, D. C. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma202564k">Electrical, Mechanical, and Structural Characterization of Self-Assembly in Poly(3-hexylthiophene) Organogel Networks.</a> Macromolecules. 45 (8), 3452-3462 (2012).</li>
<li>Fowler, J. N., Kirkwood, J., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/286204935_Rheology_and_microstructure_of_shear_thickening_fluid_suspoemulsions">Rheology and microstructure of shear thickening fluid suspoemulsions.</a> Appl. Rheol. 24 (4), 23049(2014).</li>
<li>Wagner, N. J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/222354507_Rheo-optics">Rheo-optics.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 3 (4), 391-400 (1998).</li>
<li>Callaghan, P. T., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/62/4/003/meta">Rheo-NMR: nuclear magnetic resonance and the rheology of complex fluids.</a> Reports Prog. Phys. 62 (4), 599-670 (1999).</li>
<li>Gurnon, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Material+Microstructure+Under+Flow+Using+1-2+Plane+Flow-Small+Angle+Neutron+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering.</a> J. Vis. Exp. (84), e51068(2014).</li>
<li>Calabrese, M. A., Rogers, S. A., Murphy, R. P., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.4929486">The rheology and microstructure of branched micelles under shear.</a> J. Rheol. 59 (5), 1299-1328 (2015).</li>
<li>Helgeson, M. E., Vasquez, P. A., Kaler, E. W., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/10.1122/1.3089579">Rheology and spatially resolved structure of cetyltrimethylammonium bromide wormlike micelles through the shear banding transition.</a> J. Rheol. 53 (3), 727(2009).</li>
<li>Calabrese, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimized+protocol+for+the+analysis+of+time-resolved+elastic+scattering+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">An optimized protocol for the analysis of time-resolved elastic scattering experiments.</a> Soft Matter. 12 (8), 2301-2308 (2016).</li>
<li>Eberle, A. P. R., Porcar, L. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029411001518">Flow-SANS and Rheo-SANS applied to soft matter.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 17 (1), 33-43 (2012).</li>
<li>Campos, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468613004349">Investigation of carbon materials for use as a flowable electrode in electrochemical flow capacitors.</a> Electrochim. Acta. 98, 123-130 (2013).</li>
<li>Duduta, M., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201100152/abstract">Semi-solid lithium rechargeable flow battery.</a> Adv. Energy Mater. 1 (4), 511-516 (2011).</li>
<li>Mewis, J., de Groot, L. M., Helsen, J. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0166662287802251">Dielectric Behaviour of Flowing Thixotropic Suspensions.</a> Colloids Surf. 22, (1987).</li>
<li>Helal, A., Divoux, T., McKinley, G. H. Simultaneous rheo-electric measurements of strongly conductive complex fluids. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://arxiv.org/abs/1604.00336">http://arxiv.org/abs/1604.00336</a> (2016).</li>
<li>Richards, J. J., Wagner, N. J., Butler, P. D. A Strain-Controlled RheoSANS Instrument for the Measurement of the Microstructural, Electrical and Mechanical Properties of Soft Materials. Rev. Sci. Instr. , In prepara (2016).</li>
<li>Youssry, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-aqueous+carbon+black+suspensions+for+lithium-based+redox+flow+batteries%3A+rheology+and+simultaneous+rheo-electrical+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys.+PCCP%22%5BJournal%5D)">Non-aqueous carbon black suspensions for lithium-based redox flow batteries: rheology and simultaneous rheo-electrical behavior.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. PCCP. 15 (34), 14476-14486 (2013).</li>
<li>Cho, B. -K., Jain, A., Gruner, S. M., Wiesner, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesophase+structure-mechanical+and+ionic+transport+correlations+in+extended+amphiphilic+dendrons%5BTitle%5D)+AND+%22Sci%22%5BJournal%5D)">Mesophase structure-mechanical and ionic transport correlations in extended amphiphilic dendrons.</a> Sci. 305 (5690), New York, N.Y. 1598-1601 (2004).</li>
<li>Kiel, J. W., MacKay, M. E., Kirby, B. J., Maranville, B. B., Majkrzak, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase-sensitive+neutron+reflectometry+measurements+applied+in+the+study+of+photovoltaic+films%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Phase-sensitive neutron reflectometry measurements applied in the study of photovoltaic films.</a> J. Chem. Phys. 133 (7), 1-7 (2010).</li>
<li>López-Barròn, C. R., Chen, R., Wagner, N. J., Beltramo, P. J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.6b00205">Self-Assembly of Pluronic F127 Diacrylate in Ethylammonium Nitrate: Structure, Rheology, and Ionic Conductivity before and after Photo-Cross-Linking.</a> Macromolecules. 49 (14), 5179-5189 (2016).</li>
</ol>

החוקרים אין לחשוף.

מודד בניסוי RheoSANS דיאלקטרי זמנית התגובות הריאולוגיות, חשמל microstructural של חומר כפי שהוא עובר עיוות מוגדרת מראש. הדוגמא המוצגת כאן היא השעיה שחורה מוליך חשמל פחמן המהווה תוסף מוליך השמש בתאי זרימת אלקטרוכימיים. מכשיר RheoSANS דיאלקטרי מאפשר החקירה של המטוס רדיאלי של גזירה בתוך תא Couette במרווח צר מבלי להתפשר על הנאמנות של אחד מדידת החשמל או הריאולוגיות. בנוסף, הגיאומטריה מאפשרת מרה של אותות גלם, מומנט, התנגדות, ו פאזה, לנכס משתנה מהותי כגון מאמץ גזירה, מוליכות permittivity....

מדידה של נכסי מקרוסקופית משמשת לעתים קרובות כדי לקבל תובנה בסיסית לתוך הטבע של חומרים קולואידים ומערכות עצמיות התאסף, בדרך כלל במטרה לפתח הבנה על מנת לשפר את ביצועי ניסוח. בפרט, בתחום rheology, אשר מודד תגובה הדינמית של נוזל אל מתח או עיוות יישומית, מספק תובנה חשובה התנהגות קולואידים הם בתנאי שיווי משקל וגם רחוק משיווי משקל, כגון במהלך עיבוד 1 בדיקות ראולוגיות של נוזלים צרכניים ותעשייתיים, ג&#39;לים, וכוסות יכולים לשמש גם כדי למדוד פרמטרים הריאולוגיות, כגון צמיגות, אשר ממוקדים על ידי מנסחים. בעוד rheology הוא בדיקת עצמה של תכונות חומר, זה מהווה מדד עקיף של מידע קולואידים ברמה המיקרוסקופית, כך ההבנה שלנו של התנהגות קולואידים יסוד ניתן משפרת ידי שילוב של מדידות הריאולוגיות עם גטכניקות omplementary. טכניקה כזו מאונכת אחד היא ספקטרוסקופיה עכבה. ספקטרוסקופיה עכבה היא בדיקה עיקר התנהגות הרפיה דיאלקטרי, אשר מודד את התגובה של חומר לשדה חשמלי נדנוד מיושם. 2 תוצאות ספקטרום העכבה מ מצבי רגיעת חשמל הפועלים בתחומי החומר כולל הובלת תשלום קיטוב. 3, 4 מדידות אלו מספקים ראיות נוספות להתנהגות קולואידים במיוחד בשילוב עם rheology. 5 לכן, השילוב של טכניקות אלה הם רלוונטיים במיוחד כאשר דברים סמויים טעונים תפוצות קולואידים, חלבונים, פעילות שטח יוני, nanocomposites, ומערכות אחרות. 6, 7 אינטרס יסודי בחקירות של התנהגות קולואידים הוא microstruc של החומר<html> ture. מיקרו של נוזל קולואידים נחשב לקודד את כל המידע הדרוש כדי לשקם הן הריאולוגיות שלה וההתנהגות חשמל. ביסודו של דבר, אנו מבקשים למדוד תמונת מצב של תכונות microstructural ננו להוביל לתגובת חומר נמדדת. בשל אופיו המורכב של תלות נוזלים מורכבים רבים על ההיסטוריה התהליך שלהם, הרבה מהמאמץ על אפיון microstructural התמקדה שהופך במדידות באתרו של החומר כפי שהוא עובר עיוות. זה אתגר ניסיונאים לפתח שיטות כדי להיות מסוגל לבצע מדידות של חלקיקים בגודל ננו תחת עבור גזירה קבועה למשל, שם המהירויות של החלקיקים הפכו להדמיה ישירה מאתגרות במהותו. מדידה ישירה של מיקרו חומר תחת זרימת לקחה על צורות רבות, החל-אופטיקה rheo, rheo-מיקרוסקופיה ואפילו rheo-NMR. 8, 9,התחת = &quot;Xref&quot;&gt; 10 שיטות קטנים זווית פיזור, ובשנת נויטרונים פיזור זווית קטנה במיוחד (SANS) טכניקות, הוכיחו עצמם יעילים למדידת מיקרו ממוצעים פעמי של דגימות על מצב יציב בשדה גזירה בתפזורת כולל את כל שלושת המטוסים של לִגזוֹז. 11, 12, 13 עם זאת, טכניקות רכישת נתונים חדשות ארעיים מבני מותר לנפול בפח עם רזולוצית זמן בדייקנות כמו 10 ms. Rheology 14 שילוב ואכן עם שונות בשיטות פיזור באתרו הוכיחה שלא יסולא בפז מאות מחקרים שנערכו לאחרונה. 15 אתגר הנדסי מתעוררים הוא שימוש השעיות קולואידים כמו תוספים מוליכים אלקטרודות סוללת זרימה חצי מוצקות. 16 בבקשה זו, חלקיקים קולואידים מוליך חייבים לשמור על רשת percolated חשמלית בעוד מאטרial נשאב באמצעות תא זרימה אלקטרוכימיים. דרישות הביצועים על חומרים אלה דורשים כי הם שומרים על מוליכות גבוהות ללא השפעה מזיקה על ביצועי הריאולוגיות פני טווח רחב של שיעורי גזירה. 17 לכן רצוי מאוד להיות מסוגל לבצע מדידות של ההתנהגות קולואידים בתנאי גזירה יציבים תלוי זמן על מנת לכמת ולאפיין את התגובה הריאולוגיות וחשמלית הבסיסית של חומרים אלה רחוקים ממצב שיווי המשקל שלהם. גורם שמסבך משמעותי כי יש פגם בפיתוח תיאורטי נוסף בעניין זה טבעה thixotropic של והכלומניקים פחמן שחור. 18 אלה תולדות תלויות מאפיינים הריאולוגיות וחשמליים לעשות ניסויים ידועים שקשה לשחזר; וכך, מה שהופך אותו קשה להשוות ערכות נתונים שנמדדו באמצעות פרוטוקולים שונים. יתר על כן, עד כה אין יחיד גיאומטריה מסוגלת לבצע את כל השלושה, dielectric, הריאולוגיות, ומאפיינים microstructural, בו זמנית. מדידת סימולטני חשובה כזרימתם יכולה לשנות את המבנה, כך מדידות שאר חומרים מעובדים לא יכולות לספק אינדיקציות מדויקות של הנכסים תחת זרימה, שהן רלוונטיות יותר לשימוש שלהם. בנוסף, כמו רבי המאפיינים הנמדדים של והכלומניקים שחורים פחמן הם גיאומטריה תלויות, ישנם סיבוכים עם השוואת נתונים המתקבלים מאותו המדגם על מכשירים שונים. 19 על מנת לענות על האתגר הזה המטרולוגיה, פיתחנו הגיאומטריה RheoSANS דיאלקטרי חדש במרכז NIST עבור ניוטרון מחקר מאוניברסיטת דלאוור מסוגל בספקטרוסקופיה עכבה באתרו, מדידות rheology ו SANS של חומר תחת עיוות שרירותי על זן מסחרי rheometer נשלט. זו מופעלת על ידי פיתוח גיאומטרית Couette ליכולת למדוד את microstructural, electrical ותגובה הריאולוגיות של חומר הכלוא בין הפער של שני גלילים קונצנטריים. כפי הגליל החיצוני ספינים, מומנט שהטיל העיוות של המדגם נמדד על הגליל הפנימי ומדידת העכבה נעשית רדיאלית על פני הפער. הגלילים הם במכונה מ טיטניום כדי להיות שקוף ניטרונים חזקים מספיק כדי לעמוד בפני לחץ הגזירה המנוסה rheometer. אנו מבצעים את המדידה SANS דרך העמדה רדיאלי של Couette, וכן הדגימו כי ניתן למדוד דפוסי SANS באיכות גבוהה מן המדגם עובר דפורמציה. בדרך זו, כל שלוש המדידות נעשות באותו האזור של אינטרס במדגם כפי שהוא עובר פרופיל עיוות מוגדר היטב. מטרת מאמר זה היא לתאר את גיאומטרית Couette דיאלקטרי, ההתקנה שלה על גבי מכשיר RheoSANS, ועל הביצוע המוצלח של מדידה סימולטנית. rheometer זה זמין במרכז NIST עבור ניוטרוןמחקר במכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה. זה תוכנן לעבוד על קו קרן SANS NG-7. סיפקנו ציורים תיאור מפורט של רכיבים מותאמים אישית, כי כבר במכונה התאספו כדי לאפשר מדידה זו.

<table><tbody><tr><td>ARES G2 ריאומטר</td><td>TA מכשירים</td><td>401000.501</td><td>ריאומטר</td></tr><tr><td>ARES G2-DETA ACCY ערכת</td><td>TA Instruments</td><td>402551.901</td><td>BNC מחברים</td></tr><tr><td>גיאומטריה ARES 25 מ"מ DETA</td><td>TA מכשירים</td><td>402553.901</td><td>גיאומטריה דיאלקטרית</td></tr><tr><td>ARES G2 תנור הסעה מאולץ</td><td>TA Instruments</td><td>401892.901</td><td>FCO</td></tr><tr><td>Agilent E4980A LCR מד</td><td>TA מכשירים</td><td>613.04946</td><td>מד LCR</td></tr><tr><td>USB-6001</td><td>National Instruments</td><td>NI USB-6001</td><td>כרטיס רכישה נתונים</td></tr><tr><td>וולקן XC72R</td><td>קאבוט</td><td>וולקן XC72R</td><td></td></tr><tr><td>פרופילן קרבונט</td><td>אולדריץ'</td><td>310328</td><td></td></tr><tr><td>LabVIEW&nbsp; תוכנת תכנון מערכת</td><td>National Instruments</td><td>776671-35</td><td>תוכנת בקרה&nbsp;</td></tr></tbody></table>

rheosans דיאלקטרי - חקירת סימולטני של עכבה, rheology וקטנים זווית ניוטרון פיזור של נוזלים מורכבים

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

נוהל הפעלת מכשיר חדש דיאלקטרי RheoSANS מסוגל חקירה סימולטני של תכונות חשמליות, מכניות microstructural של נוזלים מורכבים מוצג. המכשיר מורכב הגיאומטריה Couette הכלול בתוך תנור הסעה נאלץ לשנות רכוב על rheometer מסחרי. מכשיר זה זמין לשימוש על פיזור נויטרונים זווית קטנה (SANS) beamlines במכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) מרכז ניוטרון מחקר (NCNR). גיאומטרית Couette במכונה להיות שקוף ניטרונים מספקת למדידה של תכונות החשמליות המאפיינים microstructural של מדגם הכלוא בין בלוני טיטניום בעוד הדגימה עוברת דפורמציה שרירותית. סנכרון של מדידות אלה מופעל באמצעות תכנית אישית כי מעקב ובקרה על ביצוע פרוטוקולי ניסוי מראש. מתואר כאן הוא פרוטוקוללבצע ניסוי זרימה לטאטא שבו שיעור הגזירה הוא צעד לוגריתמיות מערך מקסימאלי לערך מינימום מחזיקים בכל שלב למשך פרק זמן קצוב בזמן מדידות דיאלקטרי תלויות בתדירות מבוצעות. תוצאות נציג מוצגים ממדגם המורכב ג&#39;ל מורכב אגרגטים פחמן שחור מפוזרים קרבונט פרופילן. כמו ג&#39;ל עובר גזירה יציבה, רשת פחמן השחורה הוא מעווה מכאני, אשר גורמת לירידה ראשונית מוליכות הקשורים השביר איגרות חוב המרכיב את רשת פחמן השחורה. עם זאת, בשיעורי גזירה גבוהים, מוליכות שחזר יחד עם ההתפרצות של עיבוי גזירה. בסך הכל, תוצאות אלה ממחישות את התועלת של מדידה בו זמנית של המאפיינים rheo-אלקטרו-microstructural של השעיות אלה באמצעות הגיאומטריה RheoSANS דיאלקטרי.

נציג תוצאות מניסוי RheoSANS דיאלקטרי מוצגות איור 5 ו 6. נתונים אלו נלקחים על השעיה של פחמן שחור מוליך קרבונט פרופילן. אגרגטים אלה flocculate עקב אינטראקציות אטרקטיביות מקדמי מוצקים נמוכים יחסית להרכיב לים, כי הם מנהלים חשמליים. התגובות הריאולוגיות ומוליכות של השעיות כאלה שטח פעיל של מחקר חקירות נוכחיות מבקשות להבין את מקורותיה microstructural של מדידות אלה. מכשיר דיאלקטרי RheoSANS הוא כלי המתאים באופן ייחודי כדי לע...

כאן, אנו מציגים הליך לשקילת עכבה סימולטני, rheology ואת פיזור נייטרונים מחומרים משנה רך תחת זרם גזירה.

RheoSANS דיאלקטרי - חקירת סימולטני של עכבה, Rheology וקטנים זווית ניוטרון פיזור של נוזלים מורכבים

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

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא למדוד בו-זמנית עכבה (impedance), רהאולוגיה ופיזור נייטרונים של תרחיף פחמן שחור (carbon black) מוליך בעודו עובר דפורמציה בתגובה לשדה גזירה המופעל עליו. שיטה זו יכולה לסייע במענה על שאלות מפתח בתחומי החומר הרך והחומרים היישומיים בנוגע לקשר המהותי בין המיקרו-מבנה של החומר לבין תכונות מאקרוסקופיות כגון מוליכות ורהאולוגיה. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהמדידות מבוצעות בו-זמנית, מה שמאפשר לשחזר ולהשוות את כל התפתחות הזמן של התגובה המכנית, המבנית והחשמלית.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על פיתוחם של חומרים מוליכים מתקדמים ליישומים אלקטרוכימיים ואופטואלקטרוניים. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית בשל אופיו המורכב של הפרוטוקול הניסיוני. אנשי מקצוע מ-NIST יסייעו בכמה היבטים מרכזיים של הניסוי.לפני תחילת הפרוצדורה, ודאו שגם קרן הנิวטרונים וגם הראומיטר כבויים, שהמתמר נעול ושנעילת מיסב המנוע מותקנת. נקו את מכל הדיאלקטרי ואת מכלולי ה-bob באמצעות תמיסת דטרגנט. שטפו היטב את המכלולים במים דאיוניים והניחו למכלולים להתייבש באוויר.שחררו את המתמר והסירו את נעילת מיסב המנוע. לאחר מכן, הפעילו את הרהאומטר והפעילו את תוכנת הבקרה. הרכיבו את הגאומטריה הדיאלקטרית ואת מכלול ה-bob על תושבת הכלי התחתונה והעליונה של הרהאומטר, בהתאמה.השתמש במפתח אלן של 3 מילימטר כדי לשחרר את ברגי הקיבוע של הגאומטריה הדיאלקטרית. הרכב את מכלול הכוס על הגאומטריה הדיאלקטרית. לאחר מכן, בתוכנת הבקרה של הראומיטר, אפס את המרווח והפעל כוח נורמלי של 10 newtons.תחת דחיסה צירית זו, הדק את ברגי הקיבוע כדי להבטיח את חיבור מכל הגביע לגאומטריה. לאחר מכן, כוון את המרווח לרוחב מרווח המדידה. סגור את דלת התנור וודא שהתנור עוטף באופן מלא את מכל התא הדיאלקטרי.עם מרווח אנכי מספיק מעל ומתחת לגיאומטריה כדי לאפשר סיבוב מלא ללא מגע עם דפנות התנור. פתחו את התנור והוציאו את מכלולי הדיאלקטריק. השחילו את ציר הגיאומטריה דרך טבעת ההחלקה וחברו את מחברי כוס הדיאלקטריק וטבעת ההחלקה.תוך כדי החזקת טבעת ההחלקה, באופן קונצנטרי לציר מעל האוגן (flange), הדקו את מתאמי טבעת ההחלקה בחלקו העליון של האוגן. החליקו בעדינות את טבעת ההחלקה כלפי מטה כדי להתאימה למתאמים. לאחר מכן, התקינו את כלי הכיוונון של הראומיטר על ראש הכלי התחתון.התקינו את ה-truncated snout והגדירו את מפתח הדגימה ל-1 mm על 8 mm. בתוכנת הבקרה של הרחאומטר, הגדירו את זווית ההעתקה של הגאומטריה ל-0.49 radians. לאחר מכן, בתוכנת הבקרה של ה-SANS, ודאו שכל מדריכי הנייטרונים הוסרו.פתחו את דלת התנור כדי לצפות בלייזר ליישור הקרן. השתמשו בתוכנת ה-SANS כדי לכוונן את הגובה והזווית של במה הדגימה עד שקרן הלייזר תופנה לאורך קו המרכז של התנור ובתוך מפתח הדגימה ללא חיתוך של דפנות המפתח. לאחר יישור הראומיטר, הסירו את כלי היישור ובצעו סדרה של מדידות SANS כדי לכייל את המכשיר.לאחר מכן, השתמש במסך ה-LCD של הראומיטר כדי להגדיר את המרווח ל-100 millimeters. התקן את התא הדיאלקטרי עם מכלול ה-bob על ראש הכלי העליון ואת גיאומטריית ה-cup ומכלול טבעת ההחלקה על ראש הכלי התחתון. השתמש בתוכנת המכשיר כדי לאפס את המרווח.בשלב הבא, התקינו את מכלול מברשות הפחם על מתאם המברשות. יישרו את מברשות הפחם עם החריצים שבטבעת ההחלקה, ולאחר מכן הדקו את המתאם לרחאומטר באמצעות ברגים. חברו את מכלול מברשות הפחם לפס האספקה העליון ואת מכלול ה-dielectric bob לפס האספקה התחתון.בדוק את חיבורי כבלי ה-BNC הממוגנרים לפסי הצבירה ולמד ה-LCR. חבר את כבלי ה-BNC של ה-SANS והטריגר לכרטיס ה-DAQ. חבר את הרחומטר לכרטיס ה-DAQ.ודא שמד ה-LCR והריאומטר מתקשרים בהצלחה עם המחשב. לפני טעינת הדגימה, ודא שהמרווח מוגדר ל-100 millimeters. לאחר מכן, טען 4 millimeters של תמיסת פיזור של carbon black בתוך propylene carbonate אל מכל הדיאלקטריק, תוך מזעור כמות הדגימה שנותרה על דופן המכל.הנמיקו את הגאומטריה ל-40 millimeter. לאחר מכן, בתוכנת הבקרה של הרהומטר, הגדירו את מהירות המנוע ל-one radian per second. הנמיקו את מכלול ה-dielectric bob כדי להשיג רוחב מרווח של 0.1 millimeters, ואז הגדירו את מהירות המנוע ל-zero radians per second.יש לוודא שגובה הדגימה הגיע לדופן ה-Couette אך אינו מלא מדי. מלאו את מכלול ה-bob הדיאלקטרי הפנימי בממס שנבחר עבור הניסוי. הניחו את מלכוד הממס על שפת מכלול הכוס הדיאלקטרית.בשלב הבא, הגדירו את קובץ המכשיר הווירטואלי עבור התנאים הניסיוניים הרצויים. קבעו את זמני ההרצה והפרוצדורות המתאימים עבור מכשיר ה-SANS והריאומטר. לחצו על parameters set כדי לבצע את הניסוי.סספנזיה מוליכה של carbon black נבדקה באמצעות RheoSANS. ראולוגיה, נתונים דיאלקטריים ופיזור נייטרונים נמדדו באופן רציף בזמן שקצב הגזירה ירד לוגריתמית במדרגות, תוך המתנה בכל מדרגה לפרק זמן ספציפי. נתוני המצב היציב, הנתונים הראולוגיים, הדיאלקטריים ונתוני ה-SANS עובדו ונולאו בכל מדרגת קצב גזירה.תקופה של ירידה במוליכות ובשבר הנפח האפקטיבי עם עליית קצב הגזירה יוחסה לכניעה (yielding) של הג'ל המיקרוסקופי. תקופה עוקבת של עלייה במוליכות וירידה בשבר הנפח האפקטיבי עם עליית קצב הגזירה יוחסה לסמיכות גזירה (shear thickening) הנגרמת מכוחות הידרודינמיים המקרבות חלקיקים מצומדים זה לזה. מעברים מבניים מיקרוסקופיים בקצבי גזירה גבוהים יותר הוצגו באמצעות גרפים דו-ממדיים.Dielectric RheoSANS מספקת פלטפורמה גמישה המסוגלת לבחון התנהגות של מערכות חומר רך במצב שאינו שיווי משקל. באמצעות מגוון רחב של פרוטוקולים ניסיוניים פוטנציאליים, מכשיר זה זמין לשימוש נרחב של הקהילה המדעית ב-NCNR.

dielectric-rheosans-simultaneous-interrogation-impedance-rheology

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

תא גזירה היא פיתחה עבור מדידות פיזור ניטרונים זווית קטנה במישור שיפוע מהירות-המהירות של גזירה ומשמש לאפיון נוזלים מורכבים. מדידות נפתרו מרחבית בכיוון שיפוע המהירות אפשריות לחקר חומרי גזירת פסים. יישומים כוללים חקירות של תפוצות colloidal, פתרונות פולימר, ומבנים עצמי התאספו.

מדידת חומר מיקרו תחת זרם באמצעות 1-2 מטוס זרימה קטן זווית ניוטרון פיזור

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחקירת חומר רך ומערכות ביופיזיקליות בקנה מידה רחב של אורך מזוסקופי, מ-nm למיקרומטר הכולל שימוש בדיפרקטומטר KWS-2 SANS בעוצמות גבוהות ורזולוציה מתכווננת.

לימוד-משנה רך מערכות ביולוגיות על פני אורך בקנה מידה רחבה מן ננומטר ו מיקרומטר גדלים בזווית-הקטנה ניוטרון diffractometer KWS-2

מוצג פרוטוקול לאפיון ריאולוגי חזק ורלוונטי ליישום של תרחיפים מרוכזים מאוד. משחות כסף המשמשות ליישום הדפסת מסך בייצור תאים סולאריים משמשות כמערכות מודל.

אתגרים ראולוגיות אפיון השעיות מרוכזות מאוד - מקרה עבור משחות כסף הדפסת מסך

נדגים את ייצור ושימוש של מכשיר microfluidic המאפשר מספר החלקיקים מעקב מדידות microrheology לחקור את ההשפעות rheological של מעברים שלב חוזרות ונשנות בעניין רך.

שילוב מיקרופלואידיקה Microrheology כדי לקבוע מאפייני Rheological מחומר רך במהלך שלב חוזרות מעברים

המטרה העיקרית של המחקר היא לפתח פרוטוקול להכין דגימות עקבית עבור בדיקות מכניות מדויק של חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים, על ידי הסרת ציפוי disentangling גדילים סיבים בודדים מבלי להציג משמעותית השפלה כימיים או פיזיים.

Disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם

פרוטוקול זה ממחיש את הכנת החומר הפוטולוגי המוצגים בשלב מוצק, שלבים שונים של גבישי נוזלים, ושלב נוזלי איזוטרופי על ידי הגדלת הטמפרטורה. הוצגו כאן הם שיטות למדידת מבנה-מערכת היחסים אלסטיות של החומר.

לעומת זאת, מיתוג החלפת כיפוף מהיר של גביש נוזלי

פרוטוקול זה מציג את השימוש בסביבת דגימה של זרימה עצורה כדי לערבב במהירות תמיסות נוזליות מרובות באתרן במהלך מדידת פיזור נייטרונים בזווית קטנה וללמוד תהליכים קינטיים בסקאלות אורך ננומטריות ובסקאלות זמן שניות.

מדידת התפתחות הזמן של חומרים ננומטריים באמצעות זרימה עצורה ופיזור נייטרונים בזווית קטנה

ספקטרוסקופיית פיזור אחורי של נייטרונים מציעה גישה לא הרסנית ונטולת תוויות לדינמיקה של ps-ns של חלבונים ומי ההידרציה שלהם. תהליך העבודה מוצג עם שני מחקרים על חלבוני עמילואיד: על הדינמיקה שנפתרה בזמן של ליזוזים במהלך צבירה ועל דינמיקת מי ההידרציה של טאו על היווצרות סיבים.

ספקטרוסקופיית נייטרונים ברזולוציה גבוהה לחקר דינמיקה של פיקו-שנייה-ננו-שנייה של חלבונים ומי לחות

התכונות הוויסקואלסטיות של הריר ממלאות תפקיד קריטי בפינוי הריריות. עם זאת, טכניקות ריאולוגיות מסורתיות של ריר דורשות גישות מורכבות וגוזלות זמן. מחקר זה מספק פרוטוקול מפורט לשימוש ברומטר ספסל שיכול לבצע במהירות ובאמינות מדידות ויסקואלסטיות.

אפיון ויסקואלסטי מהיר של ריר דרכי הנשימה באמצעות רומטר בנצ'טופ

פרוטוקול זה מתאר את היישום של מיקרוסקופ כוח אטומי וספקטרוסקופיית אינפרא אדום ננומטרית ננומטרית כדי להעריך את הביצועים של ספקטרוסקופיית אינפרא אדום פוטותרמית ננומטרית באפיון דגימות רב-פולימריות תלת-ממדיות.

התקדמות בספקטרוסקופיית אינפרא אדום ננומטרית לחקר מערכות פולימריות רב-פאזיות

ספקטרוסקופיית רמאן של תאים נוזליים (FCRS) מאפשרת תצפיות אופרנדו על תופעות תגובה והובלה במהלך קורוזיה מימית של כוסות סיליקט ברמה מיקרוסקופית, בטמפרטורות גבוהות ובזמן אמת. מבלי להפריע לתהליכים מתמשכים, FCRS מספק מידע על מנגנוני תגובה, קינטיקה ותהליכי הובלה.

ספקטרוסקופיה של תא נוזל רמאן למחקרי אופרנדו של תופעות תגובה והובלה במהלך קורוזיה של זכוכית סיליקט

חקור מדידה סימולטנית של עכבה, ראולוגיה ופיזור ניוטרון בתלויות פחם מוליכות תחת זרימת גזירה. שיטה זו חושפת את הקשר בין מבנה מיקרוסקופי לתכונות מקרוסקופיות ומסייעת בפיתוח חומרים מוליכים מתקדמים.

RheoSANS דיאלקטרי - חקירת סימולטני של עכבה, Rheology וקטנים זווית ניוטרון פיזור של נוזלים מורכבים

גלה סרטונים נוספים