Name: Methodeontwikkeling voor contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopische studies van Cellulosisch papier (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 40 s
Description: Leer contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopie voor niet-destructieve vezalanalyse van cellulosepapier. Deze methode biedt objectieve, machine-herhaalbare resultaten zonder gespecialiseerde training.

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

United States Government Publishing Office en het National Institute of Standards and Technology.

1. opstelling van de materialen
<ol><li>Noteer alle productie-informatie die wordt geleverd met het pak papier (bijv. basisgewicht, de geadverteerde PCW-inhoud van de fabrikant en de aangekondigde helderheid van de fabrikant).</li>
	<li>Neem een gemiddelde van tien diktemetingen langs een vel van de Ream, met behulp van een remklauw.</li>
	<li>Identificeer de machine en kruis richtingen van het blad (d.w.z. de machine richting is de lange afmeting).</li>
	<li>Met behulp van een gradenboog identificeren en knippen van het papier langs de gewenste strook hoek tussen de machine en dwars richtingen.</li>
	<li>Met behulp van een roterende frees, segment teststrips 0,5 cm breed 8 cm lang in de doel oriëntatie voor het monster.</li>
	<li>Label monsters van de ene kant en opslaan tussen glas microscopie dia's. Bewaren tot testen onder stikstof atmosfeer. Opmerking: het is raadzaam om handschoenen te dragen en de behandeling met een pincet uit te voeren om te voorkomen dat de papier monsters worden gekreuerd en/of vervuerd.</li>
</ol>2. versnelde papier fade testen
Opmerking: papier monsters worden gerijpt onder UV-licht bij verhoogde temperatuur bij de omgevingsvochtigheid in het laboratorium. De veroudering wordt uitgevoerd met behulp van een versnelde verwerings kamer uitgerust met 340 nm UVA-lampen, bij een bestraling van 0,72 W/m2 bij 50 °c voor 169 h, door het volgende protocol te volgen.
<ol><li>Kalibreer de UV-sensoren door de routine van de radioometer kalibratie vooraf voorgeprogrammeerd in de op UV-gebaseerde versnelde verwerings kamer uit te voeren.</li>
	<li>Kalibreer de temperatuursensoren door het temperatuurprogramma P4 Kalibreer voor voorgeprogrammeerd in de verwerings kamer uit te voeren.</li>
	<li>Meet de pre-post-Aging kleur van de papier monsters met behulp van een draagbare spectrofotometer die actief is in het zichtbare golf bereik van 400 nm tot 800 nm.</li>
	<li>Selecteer de juiste standaard testcycli die vooraf voorgeprogrammeerd zijn in de verwerings kamer.</li>
	<li>Monteer hele vellen test papier op het platte paneel (optioneel, Monteer één vel van beide zijden van het platte paneel).</li>
	<li>Bevestig de platte panelen aan de samplehouders met Snap ringen, duw de ringen stevig tegen het paneel.</li>
	<li>Installeer de paneel houders met de stop-PIN omlaag.</li>
	<li>Bevestig aluminium blanks om in de paneel houders te monteren voor condensatie.</li>
	<li>Voor een uniforme blootstelling, herpositioneer de test monsters (ten minste vijf keer) tijdens de testcyclus.</li>
	<li>Meet de post-Aging kleur van de papier monsters met behulp van een draagbare spectrofotometer.</li>
	<li>Snijd de monster stroken uit de verouderde papier monsters om de resonerende holte te passen. Het typische specimen gebied is 0,5 cm (breedte) x 8 cm (lengte). Opmerking: voor deze tests gebruiken we commercieel geproduceerde gekleurde 90 g/m2 (GSM) (24 lb) kantoor papier van twee verschillende composities: Virgin en 30% gerecycleerde vezels (d.w.z. 0% en 30% post-consumer afval [PCW] gerecycleerde vezelinhoud, respectievelijk).</li>
</ol>3. installatie van apparatuur en het nemen van resonante holte metingen
Opmerking: de resonante holte test armatuur bestaat uit een luchtgevulde standaard WR-90 rechthoekige golfgeleider. De holte heeft een 10 mm x 1 mm slot bewerkt in het midden voor het inbrengen van het preparaat. De Waveguide wordt aan beide uiteinden beëindigd door de WR-90 naar coax adapters die de holte verbinden met een microgolf netwerk Analyzer via semi-stijve coaxiale kabels. De koppelings adapters zijn bijna gepolariseerd met betrekking tot de Waveguide-polarisatie hoek, die scherpe impedantie onderbrekingen creëert bij beide Waveguide-uiteinden en bijgevolg de spouw wanden. De polarisatie hoek is ongeveer 87 °, wat voldoende is om een optimale kracht belasting in de holte te bereiken, terwijl de kwaliteitsfactor wordt gemaximaliseerd. De kwaliteitsfactor, Q0, en de resonante frequentie, f0, van de lege holte bij de derde oneven resonante modus te103 waarbij we de metingen respectievelijk 3,200 en 7,435 GHz maken. De metingen worden uitgevoerd in omgevings laboratoriumomstandigheden door het onderstaande protocol te volgen.
<ol><li>Noteer de temperatuur en relatieve vochtigheid en neem de eerste lezing van de kwaliteitsfactor Q0, en de resonante frequentie f0 van de lege holte.</li>
	<li>Plaats het preparaat bevestigd in de monsterhouder boven de sleuf in het midden van de holte. Tijdens de metingen wordt het preparaat in de holte ingebracht door deze sleuf in stappen van toenemend volume Vx= hx· w · t, waarbij hx de preparaat lengte in de holte is geplaatst, en w en t de preparaat breedte en dikte respectievelijk.</li>
	<li>Gebruik de Vernier remklauw op de monsterhouder, steek het monster in de holte door Δhx = 50 μm stappen en neem de meetwaarden van de kwaliteitsfactor en resonante frequentie bij elke stap totdat het monster is verlaagd 10 mm (1 cm) in de holte.</li>
	<li>Trek het monster uit het inwendige in dezelfde stappen van 50 μm en neem de meetwaarden van de kwaliteitsfactor en resonante frequentie op totdat het monster volledig is teruggetrokken.</li>
	<li>Bewaar het monster tussen de glazen glijbanen en terug naar de stikstof atmosfeer.</li>
	<li>Het diëlektrische verlies, ε ", van de papieren monsters wordt verkregen uit de spoeling van de perturbatie (vergelijking 1). Optioneel, de diëlektrische constante, ε ' kan worden verkregen uit de gemeten Vx, en de resonante frequentie fx door het oplossen van de perturbatie vergelijkingen voor (ε ' – 1) zoals beschreven in elders18, 19,20.</li>
</ol>

<ol><li>Marinissen, E. J., Zorian, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarinissen%2C+EJ+%22Test+Conference%2C+2009.+ITC+2009.+International%22">Test Conference, 2009. ITC 2009. International</a>. , 1-11 (2009).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22TAPPI%2FANSI+Method+T+401+om-15%2C+Fiber+analysis+of+paper+and+paperboard%22">TAPPI/ANSI Method T 401 om-15, Fiber analysis of paper and paperboard</a>. , TAPPI Press. (2015).</li>
<li>Jablonsky, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+Fibre+Identification+through+Color+Vectors+of+Stained+Fibre%5BTitle%5D)+AND+%22BioResources%22%5BJournal%5D)">Cellulose Fibre Identification through Color Vectors of Stained Fibre.</a> BioResources. 10 (3), 5845-5862 (2015).</li>
<li>El Omari, H., Zyane, A., Belfkira, A., Taourirte, M., Brouillette, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+Properties+of+Paper+Made+from+Pulps+Loaded+with+Ferroelectric+Particles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Dielectric Properties of Paper Made from Pulps Loaded with Ferroelectric Particles.</a> Journal of Nanomaterials. 2016, 1-10 (2016).</li>
<li>Sahin, H. T., Arslan, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Study+on+Physical+and+Chemical+Properties+of+Cellulose+Paper+Immersed+in+Various+Solvent+Mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">A Study on Physical and Chemical Properties of Cellulose Paper Immersed in Various Solvent Mixtures.</a> International Journal of Molecular Sciences. 9, 78-88 (2008).</li>
<li>Einfeldt, J., Kwasniewski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Different+Types+of+Cellulose+by+Dielectric+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Characterization of Different Types of Cellulose by Dielectric Spectroscopy.</a> Cellulose. 9, 225-238 (2002).</li>
<li>Zteeman, P. A. M., van Turnhout, J. Dielectric Protperties of Inhomogenous Media. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZteeman%2C+PAM+%22Broadband+Dielectric+Spectroscopy%22">Broadband Dielectric Spectroscopy</a>. Kremer, F., Schonhals, A. , 495-522 (2003).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Broadband+Dielectric+Spectroscopy%22">Broadband Dielectric Spectroscopy</a>. Kremer, F., Schonhals, A. , Springer-Verlag. New York. (2003).</li>
<li>Fenske, K., Misra, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+Materials+at+Microwave+Frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Microwave+%26+Wireless%22%5BJournal%5D)">Dielectric Materials at Microwave Frequencies.</a> Applied Microwave & Wireless. , 92-100 (2000).</li>
<li>Jonscher, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+Relaxation+in+Solids%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+D%3A+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Dielectric Relaxation in Solids.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 32 (14), 57-70 (1999).</li>
<li>Simula, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Dielectric+Properties+of+Paper%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Imaging+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Measurement of Dielectric Properties of Paper.</a> Journal of Imaging Science and Technology. 43 (5), 472-477 (1999).</li>
<li>Sundara-Rajan, K., Byrd, L., Mamishev, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moisture+Content+Estimation+in+Paper+Pulp+Using+Fringing+Field+Impedance+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22TAPPI+Journal%22%5BJournal%5D)">Moisture Content Estimation in Paper Pulp Using Fringing Field Impedance Spectroscopy.</a> TAPPI Journal. 4 (2), 23-27 (2005).</li>
<li>Williams, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moisture+Leveling+in+Paper%2C+Wood%2C+Textiles+and+Other+Mixed+Dielectric+Sheets%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Microwave+Power%22%5BJournal%5D)">Moisture Leveling in Paper, Wood, Textiles and Other Mixed Dielectric Sheets.</a> The Journal of Microwave Power. 1 (3), 73-80 (1966).</li>
<li>Kombolias, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-Destructive+Analysis+of+Printing+Substrates+via+Resonant+Cavity+Broadband+Dielectric+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22254th+American+Chemical+Society+National+Meeting%22%5BJournal%5D)">Non-Destructive Analysis of Printing Substrates via Resonant Cavity Broadband Dielectric Spectroscopy.</a> 254th American Chemical Society National Meeting. , Washington, DC. (2017).</li>
<li>Kombolias, M., Obrzut, J., Montgomery, K., Postek, M., Poster, D., Obeng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+Spectroscopic+Studies+of+Biological+Material+Evolution+and+Application+to+Paper%5BTitle%5D)+AND+%22TAPPI+Journal%22%5BJournal%5D)">Dielectric Spectroscopic Studies of Biological Material Evolution and Application to Paper.</a> TAPPI Journal. 17 (9), 501-505 (2018).</li>
<li>Kombolias, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broadband+Dielectric+Spectroscopic+Studies+of+Biological+Material+Evolution+and+Application+to+Paper%5BTitle%5D)+AND+%22PaperCon+2018%22%5BJournal%5D)">Broadband Dielectric Spectroscopic Studies of Biological Material Evolution and Application to Paper.</a> PaperCon 2018. , Charlotte, NC. (2018).</li>
<li>Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Keysight+Technologies%22">Keysight Technologies</a>. 5989-2589, USA. In www.keysight.com, ed Keysight Technologies (2017).</li>
<li>Orloff, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+Characterization+by+Microwave+Cavity+Perturbation+Corrected+for+Nonuniform+Fields%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Microwave+Theory+and+Techniques%22%5BJournal%5D)">Dielectric Characterization by Microwave Cavity Perturbation Corrected for Nonuniform Fields.</a> IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 62 (9), 2149-2159 (2014).</li>
<li>Obrzut, J., Emiroglu, C., Kirilov, O., Yang, Y., Elmquist, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Conductance+of+Graphene+from+Non-Contact+Resonant+Cavity%5BTitle%5D)+AND+%22Measurement%22%5BJournal%5D)">Surface Conductance of Graphene from Non-Contact Resonant Cavity.</a> Measurement. 87, 146-151 (2016).</li>
<li>IEC. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomanufacturing-Key+control+characteristics+-+Part+6-4%3A+Graphene+-+Surface+conductance+measurement+using+resonant+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22International+Electrotechnical+Commission%3A+2016%22%5BJournal%5D)">Nanomanufacturing-Key control characteristics - Part 6-4: Graphene - Surface conductance measurement using resonant cavity.</a> International Electrotechnical Commission: 2016. , (2016).</li>
<li>Thomas, J., Idris, N. A., Collings, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pontamine+Fast+Scarlet+4B+Bifluorescence+and+Measurement+of+Cellulose+Microfibril+Angles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microscopy%22%5BJournal%5D)">Pontamine Fast Scarlet 4B Bifluorescence and Measurement of Cellulose Microfibril Angles.</a> Journal of Microscopy. 268 (1), 13-27 (2017).</li>
<li>Anderson, C. T., Carroll, A., Akhmetova, L., Somerville, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-Time+Imaging+of+Cellulose+Reorientation+during+Cell+Wall+Expansion+in+Arabdopsis+roots%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiology%22%5BJournal%5D)">Real-Time Imaging of Cellulose Reorientation during Cell Wall Expansion in Arabdopsis roots.</a> Plant Physiology. 152, 787-796 (2010).</li>
<li>Osaki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quick+Determination+of+Dielectric+Anisotropy+of+Paper+Sheets+by+Means+of+Microwaves%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Quick Determination of Dielectric Anisotropy of Paper Sheets by Means of Microwaves.</a> Journal of Applied Polymer Science. 37, 527-540 (1989).</li>
<li>Osaki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwaves+Quickly+Determine+the+Fiber+Orientation+of+Paper%5BTitle%5D)+AND+%22TAPPI+Journal%22%5BJournal%5D)">Microwaves Quickly Determine the Fiber Orientation of Paper.</a> TAPPI Journal. 70, 105-108 (1987).</li>
<li>Kombolias, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broadband+Dielectric+Spectroscopic+Studies+of+Cellulosic+Paper+Aging%5BTitle%5D)+AND+%22TAPPI+Journal%22%5BJournal%5D)">Broadband Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper Aging.</a> TAPPI Journal. 17 (9), (2018).</li>
<li>Einfeldt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+Dielectric+Relaxation+Spectroscopy+to+the+Characterization+of+Cellulosic+Fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Fibers+International%22%5BJournal%5D)">Application of Dielectric Relaxation Spectroscopy to the Characterization of Cellulosic Fibers.</a> Chemical Fibers International. 51, 281-283 (2001).</li>
<li>Driscoll, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Dielectric+Properties+of+Paper+and+Board+and+Moisture+Profile+Correction+at+Radio+Frequency%5BTitle%5D)+AND+%22Paper+Technology+and+Industry%22%5BJournal%5D)">The Dielectric Properties of Paper and Board and Moisture Profile Correction at Radio Frequency.</a> Paper Technology and Industry. 17 (2), 71-75 (1976).</li>
<li>Havlinova, B., Katuscak, S., Petrovicova, M., Makova, A., Brezova, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Study+of+Mechanical+Properties+of+Papers+Exposed+to+Various+Methods+of+Accelerated+Ageing.+Part+I.+The+Effect+of+Heat+and+Humidity+on+Original+Wood-Pulp+Papers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cultural+Heritage%22%5BJournal%5D)">A Study of Mechanical Properties of Papers Exposed to Various Methods of Accelerated Ageing. Part I. The Effect of Heat and Humidity on Original Wood-Pulp Papers.</a> Journal of Cultural Heritage. 10, 222-231 (2009).</li>
<li>Zieba-Palus, J., Weselucha-Birczynska, A., Trzcinska, B., Kowalski, R., Moskal, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Degraded+Papers+by+Infrared+and+Raman+Spectroscopy+for+Forensic+Purposes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Structure%22%5BJournal%5D)">Analysis of Degraded Papers by Infrared and Raman Spectroscopy for Forensic Purposes.</a> Journal of Molecular Structure. 1140, 154-162 (2017).</li>
<li>Capitani, D., Di Tullio, V., Proietti, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nuclear+Magnetic+Resonance+to+Characterize+and+Monitor+Cultural+Heritage%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Nuclear+Resonance+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Nuclear Magnetic Resonance to Characterize and Monitor Cultural Heritage.</a> Progress in Nuclear Resonance Spectroscopy. 64, (2012).</li>
<li>Bajpai, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBajpai%2C+P+%22Recycling+and+deinking+of+recovered+paper.+1st+edn%22">Recycling and deinking of recovered paper. 1st edn</a>. , Elsevier. (2014).</li>
<li>Fernandes Diniz, J. M. B., Gil, M. H., Castro, J. A. A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hornification-its+origin+and+interpretation+in+wood+pulps%5BTitle%5D)+AND+%22Wood+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Hornification-its origin and interpretation in wood pulps.</a> Wood Science and Technology. 37, 489-494 (2004).</li>
<li>Cao, B., Tschirner, U., Ramaswamy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+pulp+chemical+composition+on+recycling%5BTitle%5D)+AND+%22TAPPI+Journal%22%5BJournal%5D)">Impact of pulp chemical composition on recycling.</a> TAPPI Journal. 81 (12), 119-127 (1998).</li>
<li>Saukkonen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+the+carbohydrate+composition+of+bleached+kraft+pulp+on+the+dielectric+and+electrical+properties+of+paper%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Effect of the carbohydrate composition of bleached kraft pulp on the dielectric and electrical properties of paper.</a> Cellulose. 22 (2), 1003-1017 (2015).</li>
<li>Wu, B., Taylor, C. M., Knappe, D. R. U., Nanny, M. A., Barlaz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+Controlling+Alkylbenzene+Sorption+to+Municipal+Solid+Waste%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Factors Controlling Alkylbenzene Sorption to Municipal Solid Waste.</a> Environmental Science & Technology. 35 (22), 4569-4576 (2001).</li>
<li>Ho, R., Mai, K. W., Horowitz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+future+of+wires%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+IEEE%22%5BJournal%5D)">The future of wires.</a> Proceedings of the IEEE. 89 (4), 490-504 (2001).</li>
<li>Aoki, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Evaluation+of+back+end+of+line+structures+underneath+wirebond+pads+in+ultra+low-k+device%5BTitle%5D)+AND+%22Electronic+Components+and+Technology+Conference+%28ECTC%29%2C+IEEE+62nd%22%5BJournal%5D)">In Evaluation of back end of line structures underneath wirebond pads in ultra low-k device.</a> Electronic Components and Technology Conference (ECTC), IEEE 62nd. , 1097-1102 (2012).</li>
<li>Rantanen, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identificaiton+of+Secondary+Fiber+in+Paper%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Paper+Recycling%22%5BJournal%5D)">Identificaiton of Secondary Fiber in Paper.</a> Progress in Paper Recycling. , 77-79 (1994).</li>
<li>Topol, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+integrated+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22IBM+Journal+of+Research+and+Development%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional integrated circuits.</a> IBM Journal of Research and Development. 50 (4.5), 491-506 (2006).</li>
<li>Jones, K., Benson, S., Roux, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+forensic+analysis+of+office+paper+using+carbon+isotope+ratio+mass+spectrometry+-+Part+1%3A+Understanding+the+background+population+and+homogeneity+of+paper+for+the+comparison+and+discrimination+of+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">The forensic analysis of office paper using carbon isotope ratio mass spectrometry - Part 1: Understanding the background population and homogeneity of paper for the comparison and discrimination of samples.</a> Forensic Science International. 231, 354-363 (2013).</li>
<li>Jones, K., Benson, S., Roux, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+forensic+analysis+of+office+paper+using+oxygen+isotope+ratio+mass+spectrometry.+Part+1%3A+Understanding+the+background+population+and+homogeneity+of+paper+for+the+comparison+and+discrimination+of+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">The forensic analysis of office paper using oxygen isotope ratio mass spectrometry. Part 1: Understanding the background population and homogeneity of paper for the comparison and discrimination of samples.</a> Forensic Science International. 262, 97-107 (2016).</li>
<li>Recycled Paper Research at the Library of Congress. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Library+of+Congress%22">Library of Congress</a>. , Washington, DC. (2014).</li>
<li>TAPPI 550 om-13: Determination of Equilibrium Moisture in Pulp, Paper and Paperboard for Chemical Analysis. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22TAPPI%22">TAPPI</a>. , (2013).</li>
</ol>

Dit is een bijdrage van het Nationaal Instituut voor normen en technologie en is niet onderhevig aan auteursrechten. Bepaalde commerciële apparatuur, instrumenten of materialen worden in dit verslag geïdentificeerd om de experimentele procedure adequaat te specificeren. Een dergelijke identificatie is niet bedoeld om aanbeveling of goedkeuring door het Nationaal Instituut voor normen en technologie of het Publicatiebureau van de Amerikaanse regering te impliceren, en is evenmin bedoeld om te impliceren dat de geïdentificeerde materialen of apparatuur noodzakelijkerwijs de best beschikbare voor het doel. De auteurs hebben niets te onthullen.

We hebben elders laten zien dat de aanwezigheid van lignine-gehalte van vezels het diëlektrische gedrag van gefabriceerde papiersoorten significant wijzigt15. Speciation is niet alleen belangrijk in de QA/QC testen van moderne papers, maar van groot belang in de studie van historische papers die voornamelijk werden vervaardigd uit niet-hout plantaardige bronnen, zoals bamboe, hennep, vlas en papyrus. Zoals weergegeven in Figuur 7, kan onze techniek onderscheid maken t...

Papier is een omhulde, heterogene, vervaardigde product bestaat uit cellulosische vezels, dimensionerings middelen, anorganische vulstoffen, kleurstoffen, en water. De cellulosevezels kunnen afkomstig zijn van verschillende plantaardige bronnen; de grondstof wordt vervolgens afgebroken door een combinatie van fysische en/of chemische behandelingen om een werkbaar pulp te produceren dat voornamelijk uit cellulosevezels bestaat. De cellulose in het papier product kan ook worden teruggewonnen secundair, of gerecycled Fiber1. De TAPPI methode T 401, "fiber analyse van papier en karton", is momenteel de State of the art methode voor het identificeren van vezel soorten en hun verhoudingen aanwezig in een papier monster en wordt gebruikt door vele gemeenschappen2. Het is een handmatige, colorimetrische techniek die afhankelijk is van de gezichtsscherpte van een speciaal opgeleide menselijke analist om de samenstellende vezel typen van een papier monster te onderscheiden. Bovendien is de monstervoorbereiding voor de TAPPI 401-methode bewerkelijk en tijdrovend, waardoor fysieke vernietiging en chemische afbraak van het papier monster nodig zijn. Kleuring met speciaal voorgeschreven reagentia maakt vezel monsters onderhevig aan de effecten van oxidatie, waardoor het moeilijk is om monsters te archiveren voor conservering of specimen Banking. De resultaten van de TAPPI-methode T 401 zijn dus onderhevig aan menselijke interpretatie en zijn rechtstreeks afhankelijk van het visuele onderscheidingsvermogen van een individuele analist, die varieert op basis van het ervarings-en opleidingsniveau van die persoon, wat leidt tot inherente fouten bij het vergelijken van resultaten tussen en binnen sample sets. Er zijn ook meerdere bronnen van onnauwkeurigheid en onnauwkeurigheid aanwezig3. Bovendien is de Tappi-methode niet in staat om de hoeveelheid secundaire vezels of de relatieve leeftijd van papier monsters4,5te bepalen.
In tegenstelling, de resonante holte diëlektrische spectroscopie (RCDS) techniek die we beschrijven in dit artikel biedt analytische mogelijkheden die zeer geschikt voor papier onderzoeken zijn. Diëlektrische Spectroscopie meet de ontspannings dynamiek van dipolen en mobiele laad dragers binnen een matrix in reactie op snel veranderende elektromagnetische velden, zoals magnetrons. Dit omvat moleculaire rotatie heroriëntatie, waardoor RCD'S bijzonder geschikt zijn om de dynamiek van moleculen in krappe ruimten te onderzoeken, zoals het geadsordeerd water op de cellulosevezels die in een vel papier zijn geplaatst. Door water als sonde molecuul te gebruiken, kunnen RCD'S tegelijkertijd informatie over de chemische omgeving en fysieke conformatie van het cellulose-polymeer extraheren.
De chemische omgeving van de cellulosevezels beïnvloedt de mate van waterstof binding met watermoleculen, vandaar het bewegings gemak als reactie op de fluctuerende elektromagnetische velden. De cellulosische omgeving wordt deels bepaald door de concentraties van Hemicellulose en lignine in de papieranalyt. Hemicellulose is een hydrofiel vertakt polymeer van pentoses, terwijl lignine een hydrofoob, kruislings, fenolisch polymeer is. De hoeveelheid Hemicellulose en lignine in een papiervezel is een gevolg van het proces van het maken van papier. Geadsorreven water in papier partities tussen de hydrofiele gebieden, en de waterstof binding binnen het cellulose-polymeer, met name met de geadsorbedde watermoleculen, beïnvloedt het niveau van dwarsbinding binnen de cellulose structuur, het niveau van polarisatie baarheid en de architectuur van poriën in het cellulose-polymeer5. De totale diëlektrische reactie van een materiaal is een vector som van alle dipool momenten binnen het systeem en kan worden onderscheiden via diëlektrische spectroscopie door het gebruik van effectieve medium theorieën6,7. Evenzo is de capaciteit van een diëlektrische materiaal omgekeerd evenredig aan de dikte; Vandaar, resonante holte diëlektrische spectroscopie is ideaal om te bestuderen monster-to-sample dikte reproduceerbaarheid van ultradun films materialen zoals papier8,9,10. Hoewel er een aanzienlijke hoeveelheid werk is met betrekking tot het gebruik van diëlektrische spectroscopie technieken om hout en cellulose producten te bestuderen, is de reikwijdte van die studies beperkt tot papierfabrikbaarheids problemen11,12 ,13. We hebben gebruik gemaakt van het anisotrope karakter van papier om de toepassing van rcd's aan te tonen om papier te testen buiten de vochtigheid en mechanische eigenschappen14,15,16 en om aan te tonen dat het numerieke gegevens die kunnen worden gebruikt in technieken voor kwaliteitsborging, zoals studie vermogens studies en real-time statistische procescontrole (SPC). De methode heeft ook inherente forensische capaciteiten en kan worden gebruikt om ecologische duurzaamheidskwesties kwantitatief te confronteren, economische belangen te ondersteunen en gewijzigde en vervalste documenten op te sporen.
Resonante holte diëlektrische spectroscopie (RCDS) theorie en techniek RCDS is een van de verschillende diëlektrische spectroscopie technieken die beschikbaar zijn17; het werd specifiek gekozen omdat het niet-contact, niet-destructief, en experimenteel eenvoudig in vergelijking met andere methoden van diëlektrische spectroscopie. In tegenstelling tot andere analytische technieken die worden gebruikt om de eigenschappen van papier te bestuderen, elimineert RCDS de noodzaak van dubbele meet sets om rekening te kunnen maken met de twee zijden van een monster blad18. De resonante microgolf holte techniek heeft het voordeel dat hij gevoelig is voor zowel het oppervlak als de bulk geleiding. De oppervlakte geleiding van een monster materiaal wordt bijvoorbeeld bepaald door het volgen van een verandering in de kwaliteitsfactor (Q-factor) van de holte als een preparaat geleidelijk in de holte wordt ingebracht in kwantitatieve correlatie met het volume van het specimen18 ,19,20. Geleidendheid kan worden verkregen door simpelweg de oppervlakte geleiding te verdelen door de preparaatdikte. De oppervlakte geleiding van een dun, omhulde materiaal zoals papier functioneert als een proxy voor het diëlektrische Profiel van een te testen materiaal (Mut), omdat het recht evenredig is aan het diëlektrische verlies, ε ", van de MUT18,19, 20. diëlektrische verlies is een indicatie van hoeveel warmte wordt afgevoerd door een diëlektrische materiaal wanneer er een elektrisch veld wordt aangebracht over het; materialen met een grotere conductiviteit zullen een hogere diëlektrische verlies waarde hebben dan minder geleidende materialen.
Experimenteel, het diëlektrische verlies, ε ", geassocieerd met het preparaat oppervlak wordt geëxtraheerd uit de snelheid van de daling van de kwaliteit van de holte resonantie (Q) (dat wil zeggen, energieverlies), met een toenemend volume van specimen19. De Q wordt bepaald aan de resonante frequentie f van de 3 dB breedte, Δf, van de resonante piek bij de resonante frequentie f, Q = Δf /f. Deze relatie is kwantitatief gecorreleerd met de helling van de lijn gegeven door vergelijking 1 hieronder, <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59991/59991eq1.jpg"> waarbij het verschil van de reciproke van de q-factor van het preparaat uit de q-factor van de lege holte wordt <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59991/59991eq2.jpg"> aangegeven, is de verhouding van het volume van het ingevoegde preparaat op het volume van de lege holte en het snijpunt, b ", staat voor het niet-uniforme veld in het preparaat, zoals weergegeven in Figuur 119.
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59991/59991eq3.jpg">(Vergelijking 1)
In dit artikel illustreren we het brede nut van deze techniek door het bepalen van de verhoudingen van vezel soorten (Speciation), het bepalen van de relatieve leeftijd van natuurlijk en kunstmatig verouderde papers, en het kwantificeren van het gerecycleerde vezelgehalte van wit kantoor Copier papier analyten. Overwegende dat de RCDS-techniek geschikt kan zijn voor het bestuderen van andere onderwerpen, zoals verouderings vraagstukken in papier isolatie in elektrische apparaten, dergelijke studies vallen buiten de reikwijdte van het huidige werk, maar zouden interessant zijn om in de toekomst na te streven.

<table><tbody><tr><td>commercieel geproduceerd gekleurd kantoorpapier&nbsp;</td><td>Neenah Paper</td><td></td><td>Gekocht bij Staples</td></tr><tr><td>QUV geaccelereerde weerkamerkamer</td><td>Q-Lab Corporation, Westlake, OH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>X-Rite eXact&nbsp;</td><td>X-Rite, Inc., Grand Rapids, MI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agilent N5225A netwerkanalyzer&nbsp;</td><td>Agilent Technologies, Santa Rosa, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>WR90 rechthoekige golfgeleider&nbsp;</td><td>Agilent Technologies, Santa Rosa, CA</td><td></td><td>R 100 (a = 10,16 mm, b = 22,86 mm, lz =127,0mm)&nbsp;</td></tr><tr><td>JMP data-analysesoftware</td><td>SAS, Cary, NC</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

methodeontwikkeling voor contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopische studies van cellulosisch papier

Method Development for Contactless Resonant Cavity Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper

De huidige analytische technieken voor het karakteriseren van drukkerijen en grafisch-kunst substraten zijn grotendeels ex situ en destructief. Dit beperkt de hoeveelheid gegevens die kan worden verkregen uit een individueel monster en maakt het moeilijk om statistisch relevante gegevens te produceren voor unieke en zeldzame materialen. Resonante holte diëlektrische spectroscopie is een niet-destructieve, contactloze techniek die gelijktijdig beide zijden van een omhuld materiaal kan ondervragen en metingen kunnen verrichten die geschikt zijn voor statistische interpretaties. Dit biedt analisten de mogelijkheid om snel onderscheid te maken tussen Omhulde materialen op basis van compositie en opslag geschiedenis. In deze methodologie artikel laten we zien hoe contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopie kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen papier analyten van verschillende vezel soorten composities, om de relatieve leeftijd van het papier te bepalen, en om te meten en kwantificeren de hoeveelheid gerecycled vezelgehalte van post-consumer afval (PCW) in gefabriceerd kantoor papier.

Motivering voor de keuze van de 60 ° strip hoek De snij oriëntatie van het testmonster beïnvloedt de grootte van de diëlektrische respons, zoals weergegeven in de grafiek in Figuur 2. In eerste experimenten, teststrips werden gesneden uit de orthogonale hoeken van het blad, zoals standaard praktijk voor het meten van fysieke eigenschappen in papier wetenschap; strips die zijn afgesneden van niet-orthogonale hoeken langs de papier plaat hebben echter de grootste resolutie ...

Een protocol voor de niet-destructieve analyse van het vezelgehalte en de relatieve leeftijd van het papier.

Methodeontwikkeling voor contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopische studies van Cellulosisch papier

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of ...

Deze methode biedt een objectief, machinaal herhaalbaar alternatief voor het uitvoeren van traditionele vezelanalyse van papier, en overschrijdt de metrologische grenzen van traditionele vezelanalyse. In tegenstelling tot traditionele vezelanalyse, is het snel, contactloos, niet-destructief, en vereist geen gespecialiseerde opleiding, noch is het afhankelijk van de gezichtsscherpte van een individuele analist. Noteer alle productie-informatie die wordt verstrekt met de ream van papier, zoals basisgewicht, de geadverteerde post-consumer afvalinhoud van de fabrikant en de geadverteerde helderheid van de fabrikant.Draag handschoenen en voer de behandeling uit met een pincet om te voorkomen dat de papiermonsters kreuken en besmetten. Neem gemiddeld 10 diktemetingen langs een vel uit de ream, met behulp van een remklauw. Identificeer de machine en kruisrichtingen van het blad.Met behulp van een protractor, identificeren en snijden van het papier langs de gewenste strip hoek tussen de machine en kruisrichtingen. Met behulp van een roterende frees, slice test strips 0,5 centimeter breed door acht centimeter lang in de doeloriëntatie voor het monster. Labelmonsters van de ene kant en bewaar tussen glazen microscopiedia's.Bewaar onder stikstofatmosfeer tot het testen. Voer versnelde tests voor het vervagen van papier uit zoals beschreven in het tekstprotocol. Snijd monsterstrips uit de verouderde papiermonsters om in de resonerende holte te passen.Het typische specimengebied is 0.5 centimeters door acht centimeters. De resonerende holte testarmet bestaat uit een met lucht gevulde standaard WR-90 rechthoekige golfgeleider. Nota van de temperatuur en relatieve vochtigheid.Neem de eerste lezing van de kwaliteitsfactor, Q-naught, en de resonerende frequentie, f-niets, van de lege holte. Plaats nu het monster dat in de monsterhouder boven de sleuf in het midden van de holte is bevestigd. Tijdens de metingen wordt het monster in de holte in de holte in stappen van toenemend volume ingebracht, waarbij het volume gelijk is aan de hoogte van het ingebrachte monster, terwijl de steekproefbreedte de steekproefdikte bedraagt.Met behulp van de Vernier remklauw op de monstermount, steek het monster in de holte met stappen van 50 micron. Neem metingen van de kwaliteitsfactor en resonerende frequentie bij elke stap totdat het monster 10 millimeter in de holte is verlaagd. Trek het monster uit het interieur met dezelfde stappen van 50 micron.Neem metingen van de kwaliteitsfactor en resonerende frequentie totdat het monster volledig is ingetrokken. Bewaar het monster tussen glazen platen en breng ze terug naar de stikstofatmosfeer. Het diëlektrische verlies van de papieren monsters wordt verkregen uit de helling van de verstoring.De snijoriëntatie van het testmonster beïnvloedt de omvang van de diëlektrische respons. Een vergelijking van diëlektrische respons door strip hoek wordt getoond voor maagd, zoals-ontvangen, blauw, 24-pond kantoorpapier voor en na UV vervagen voor 169 uur. Strips gesneden uit niet-orthogonale hoeken langs het papier blad hebben de grootste resolutie tussen papiersoorten, met name op de 45-graden en 60-graden oriëntaties.Diëlektrische verlies profielen van katoen-bevattende obligatiepapieren verkregen door de Amerikaanse federale regering met behulp van 60-graden strips blijkt dat verschillende concentraties van katoenvezel kan worden onderscheiden. De resultaten van het testen van 100% katoen obligatie papier verkregen door de federale regering werden vergeleken op 46% relatieve vochtigheid en 49% relatieve vochtigheid. Na 169 uur uv-versnelde veroudering is de afbraak van het cellulosepolymeer waarneembaar omdat de gemiddelde diëlektrische verlieswaarden voor zowel de maagdelijke als gerecycleerde variëteiten waren afgenomen.Het is opmerkelijk dat de techniek onderscheid kan maken tussen de maagdelijke en gerecycleerde materialen, zelfs na de versnelde verouderingsperiode. Een contour plot-gebaseerde lineaire regressie fit toont de diëlektrische verlies van wit kantoor kopieerpapier op basis van de fabrikant geadverteerde helderheid en gerecycleerd oud papier inhoud van de analyten. Het belangrijkste om te onthouden bij een poging deze procedure is het handhaven van consistente laboratoriumtemperatuur en vochtigheid voorwaarden.Deze methode heeft grote belofte en direct nut niet alleen aan de pulp en papier industrie, maar ook om referentie productie, forensisch onderzoek, douane handhaving, en archeologie en natuurbehoud wetenschap veilig te stellen.

method-development-for-contactless-resonant-cavity-dielectric

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Het doel van dit onderzoek was om synthetische plantencelwand weefsel te vormen met behulp van laag-voor-laag assemblage van nanocellulose fibrillen en geïsoleerde lignine samengesteld uit verdunde waterige suspensies. Oppervlakte meettechnieken kwartskristal microbalans en atomic force microscopie werden gebruikt om de vorming van de polymeer-polymeer nanocomposiet controleren.

Richting biomimetische Hout: Fabricated Vrijstaande Films van nanocellulose, Lignine, en een synthetische polycation

Een micro-inrichting met hoge doorvoer potentieel gebruikt om driedimensionale (3D) diëlektroforese (DEP) tonen met nieuwe materialen. Grafeen nanoplatelet papier en dubbelzijdig tape werden afwisselend gestapeld; een 700 urn micro-put werd geboord dwars op de lagen. DEP gedrag polystyreen korrels werd aangetoond in de micro-put.

Ontwikkeling van een 3D Grafeen elektrode dielectrophoretic Device

In dit manuscript worden periodaatoxidatie- en glutaraldehyde-crosslinking-methoden voor covalente immobilisatie van antilichamen op papierschijven gepresenteerd. De bindingsactiviteit van geïmmobiliseerde antilichamen werd geëvalueerd. Op basis van deze resultaten werd een glutaraldehyde-crosslinking-methode gebruikt om een nieuwe papiergebaseerde immunoassay voor immunoglobuline G (IgG) detectie te ontwikkelen.

Covalente binding van antilichamen aan Cellulose Paper Discs en hun toepassingen in het blote oog Colorimetrisch Immuniteitsonderzoeken

Hier laten we een nieuwe werkwijze voor groene en duurzame productie van zeer thermisch stabiel en gecarboxyleerde cellulose nanokristallen (CNC) en nanofibrillen (CNF) middels recyclebare vaste dicarbonzuren.

Groen en Low-cost productie van thermisch stabiel en gecarboxyleerde cellulose Nanokristallen en nanofibrillen Met behulp van zeer goed recyclebaar dicarbonzuren

Een Time Resolved Microwave Conductivity-techniek voor het onderzoeken van directe en val-gemedieerde recombinatiedynamiek en het bepalen van dragermobiliteiten van dunnefilm halfgeleiders wordt hier gepresenteerd.

Recombinatie Dynamiek in dunne-film Photovoltaic Materials via Tijdopgeloste Magnetron geleidbaarheid

Dit protocol beoogt een algemene methode te presenteren om lignine, cellulose en hemicellulose in plantencelwanden te visualiseren met behulp van Raman imaging en multivariate analyse.

Combinatie van Raman Imaging en Multivariate Analysis om Lignine, Cellulose en Hemicellulose in de Plant Cell Wall te visualiseren

Een protocol voor stapsgewijze Raman en IR spectroelectrochemical analyse wordt gepresenteerd.

Raman en IR Spectroelectrochemical methoden als hulpmiddelen voor het analyseren van geconjugeerd organische stoffen

Een protocol voor het fabriceren van een apparaat voor het drogen gelijktijdig meerdere optische cellen wordt gepresenteerd.

Fabricage van een optische cel droger voor de analyse van de spectroscopische cellen

Een synthesemethode voor cellulose nano vezel biotemplated Palladium composiet aerogels wordt gepresenteerd. De resulterende samengestelde Aerogel-materialen bieden mogelijkheden voor katalyse-, sensing-en waterstof gasopslagtoepassingen.

Synthesemethode voor cellulose nano vezel Biotemplated Palladium composiet Aerogels

Dit protocol beschrijft een fabricagemethode voor een flexibel substraat voor oppervlakteversterkte Raman-verstrooiing. Deze methode is gebruikt bij de succesvolle detectie van lage concentraties R6G en Thiram.

Fabricage van op polydimethylsiloxaan (PDMS) gebaseerd flexibel oppervlakteversterkt Raman-verstrooiingssubstraat (SERS) voor ultragevoelige detectie

Dit protocol beschrijft een eenvoudig proces waarbij gebruik wordt gemaakt van handige plastic micromallen voor eenvoudige micro-embossingbewerkingen om microkanalen te fabriceren op nanogefibrilleerd cellulosepapier, waarbij een minimale breedte van 200 μm wordt bereikt.

Microembossing: een handig proces voor het vervaardigen van microkanalen op microfluïdica op basis van nanocellulosepapier

Leer contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopie voor niet-destructieve vezalanalyse van cellulosepapier. Deze methode biedt objectieve, machine-herhaalbare resultaten zonder gespecialiseerde training.

Methodeontwikkeling voor contactloze resonante holte diëlektrische spectroscopische studies van Cellulosisch papier

Meer video's verkennen