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Bioengineering

Un milímetro a la flexión prueba sistema de la escala para medir las propiedades mecánicas de espículas de esponja marina

Published: October 11, 2017 doi: 10.3791/56571
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1School of Engineering, Brown University

Summary

Presentamos un protocolo para la realización de pruebas de flexión de tres puntos en las fibras de escala submilimétrica utilizando un dispositivo mecánico a la medida. El aparato puede medir las fuerzas que van desde 20 µN hasta 10 N y por lo tanto puede acomodar una variedad de tamaños de fibra.

Abstract

Muchos cargan teniendo estructuras biológicas (LBBSs) — como estimará pluma y espículas, son pequeños (< 1 mm) pero no microscópica. Medir el comportamiento a la flexión de estos LBBSs es importante para comprender los orígenes de sus notables funciones mecánicas.

Se describe un protocolo para realizar pruebas de flexión de tres puntos mediante un dispositivo mecánico de prueba a la medida que puede medir fuerzas hasta de 10-5 101 N y desplazamientos que van desde 10-7 10-2 m. La principal ventaja de este dispositivo mecánico de prueba es que las capacidades de fuerza y el desplazamiento se pueden ajustar fácilmente para diferentes LBBSs. Principio de funcionamiento del dispositivo es similar a la de un microscopio de fuerza atómica. Es decir, la fuerza se aplica a la LBBS por un punto de carga que se adjunta al final de un cantilever. El desplazamiento del punto de carga es medido por un sensor de desplazamiento óptico de fibra y convertido en una fuerza con la rigidez de la medida del voladizo. Gama de fuerza del dispositivo se puede ajustar mediante el uso de voladizos de diferentes rigideces.

Se demuestran las capacidades del dispositivo mediante la realización de pruebas de flexión de tres puntos en los elementos esqueléticos de la esponja marina Euplectella aspergillum. Los elementos esqueléticos — conocidos como espículas, son fibras de sílice que son aproximadamente de 50 μm de diámetro. Se describen los procedimientos para calibrar el dispositivo de pruebas mecánico, montaje de las espículas en un accesorio de flexión de tres puntos con un palmo de ≈1.3 mm, y realizar una flexión prueba. Se mide la fuerza aplicada a la Espícula y su desviación en la ubicación de la fuerza aplicada.

Introduction

Mediante el estudio de las arquitecturas de estructuras biológicas (LBBSs), como la cáscara y el hueso de soporte de carga, los ingenieros han desarrollado nuevos materiales compuestos que son fuertes y duros 1. Se ha demostrado que las propiedades mecánicas notables de LBBSs y sus contrapartes bio-inspirados están relacionados con sus intrincadas arquitecturas internas 2. Sin embargo, las relaciones entre arquitecturas LBBS y propiedades mecánicas no se entienden completamente. Medición de respuesta mecánica de un LBBS es el primer paso hacia la comprensión de cómo la arquitectura mejora sus propiedades mecánicas.

Sin embargo, es importante que el tipo de examen utilizado para medir la respuesta mecánica de un LBBS es coherente con su función mecánica. Por ejemplo, desde plumas deben soportar cargas aerodinámicas, la función primaria de un raquis de pluma es darle rigidez a la flexión 3. Por lo tanto, una prueba de flexión es preferible a una prueba de tensión uniaxial para medir su respuesta mecánica. De hecho, muchos LBBSs, como pluma estimará 3, hierba tallos 4y espículas 5,6,7,8— sobre todo deforme por flexión. Esto es porque estos LBBSs son delgados,es decir, su longitud es mucho mayor que su anchura o profundidad. Sin embargo, realizar pruebas de flexión en estos LBBSs es un reto porque las fuerzas y desplazamientos que pueden soportar antes de fallar la gama de 10-2 a 102 N y 10-4 10-3 m, respectivamente 3 , 4 , 5 , 7 , 8. en consecuencia, el dispositivo utilizado para realizar estas pruebas mecánicas debe tener resoluciones de fuerza y el desplazamiento de ≈10-5 N y ≈10-7 m (es decir, el 0.1% de fuerza máxima mensurable y desplazamiento del sensor), respectivamente.

Disponible comercialmente a gran escala, los sistemas mecánicos de prueba típicamente no pueden medir fuerzas y desplazamientos con esta resolución. Mientras que fuerza atómica microscopio base 9,10 o micrométrica basadas en sistemas 11 aparatos de control tienen la resolución adecuada, la fuerza máxima (desplazamiento respectivo) que pueden medir es menor que la fuerza máxima (desplazamiento respectivo) que puede soportar el LBBS. Por lo tanto realizar las pruebas de flexión en estos LBBSs, ingenieros y científicos debe confiar en a la medida mecánica pruebas dispositivos 5,7,12,13. La principal ventaja de estos dispositivos a la medida es que puede acomodar las gamas grandes de las fuerzas y desplazamientos. Sin embargo, la construcción y operación de estos dispositivos no está bien documentado en la literatura.

Un protocolo es descrito para realizar pruebas de flexión de tres puntos mediante un dispositivo mecánico de prueba a la medida que puede medir fuerzas hasta de 10-5 101 N y desplazamientos que van desde 10-7 10-2 m. Dibujos técnicos, incluyendo todas las dimensiones, de los componentes del dispositivo de pruebas mecánico se encuentran en el Material complementario. La principal ventaja de este dispositivo mecánico de prueba es que los rangos de fuerza y desplazamiento se pueden ajustar fácilmente para adaptarse a diferentes LBBSs. Principio de funcionamiento del dispositivo es similar a la de un microscopio de fuerza atómica 9. En este dispositivo, se coloca un espécimen a través de una zanja en una placa de acero inoxidable (ver figura 1A-C). El palmo de la zanja se mide desde la ópticas micrografías que 1278 ± 3 μm (media ± desviación estándar, n = 10). Los bordes de la zanja apoyan al espécimen durante la prueba de flexión (véase figura 1y D). Esta etapa muestra es conectada a una etapa de la traducción de tres ejes y coloca debajo de una cuña de aluminio de modo que la cuña se encuentra a medio camino a través del palmo de la zanja (véase figura 1C). Moviendo el escenario en el Equation 1 la dirección (véase figura 1Ay C), la muestra se empuja en la cuña causando el espécimen para doblar.

Nos referimos a la cuña como la punta del punto de carga (LPT) y el componente del dispositivo que contiene la cuña como el punto de carga (LP). El LP se une al extremo de un voladizo cuyo desplazamiento se mide por un sensor de desplazamiento óptico de fibra (FODS). La FODS emite luz infrarroja, que se refleja en un espejo situado en la parte superior del LP (ver figura 1B) y recibido por una fibra óptica en la FODS. Una pieza cuadrada de ≈5 milímetro de una oblea de silicio pulido se utiliza como el espejo de LP y se encuentra en el LP con resina. La FODS medidas de desplazamientos mediante la comparación de las intensidades de la luz emitida y reflejada. La rigidez del voladizo y desplazamiento se utilizan para calcular la fuerza, Equation 2 , experimentado por la cuña debido a su interacción con la muestra. El desplazamiento de voladizo se utiliza también para calcular el desplazamiento de la sección transversal del espécimen debajo de la cuña, Equation 3 . Sensores basados en voladizo se han utilizado en un número de micro y macro escala mecánica pruebas estudios 10,11,12,13,14. El diseño específico aquí presentado es una adaptación de un dispositivo mecánico utilizado para realizar experimentos de contacto adhesivo 14. Un diseño similar también se ha utilizado en un tribómetro de micro disponibles en el mercado 15,16.

Figure 1
Figura 1: Resumen del dispositivo prueba mecánico a la medida de. (A) A representación de diseño asistido por ordenador del dispositivo. Los componentes de la etapa se resaltan en verde. La fuerza de detección de subconjunto (cantilever, punto de carga (LP)) está resaltada en rojo. (B) una magnifica vista de (A). El espejo LP aparece en azul en la superficie superior del LP bajo la FODS y está etiquetado como LPM. (C) el sistema de coordenadas utilizado para describir el movimiento de la etapa de la traducción. Por nivelación de thetapa e paso 1.9 del Protocolo, la Equation 1 la dirección es hecho para coincidir con el vector normal a la superficie del espejo del LP. (D) A esquema de la configuración de flexión de tres puntos que muestra la deformación de la Espícula y los desplazamientos medidos Equation 49 , y Equation 50 . Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Están demostradas las capacidades del dispositivo mediante la realización de pruebas de flexión de tres puntos en los elementos esqueléticos de la esponja marina Euplectella aspergillum6,7. Esqueleto de la esponja es un conjunto de filamentos, llamados espículas (ver figura 2A). Las espículas son ≈50 μm de espesor y se componen principalmente de sílice 6. Espículas basado en Biosilica se encuentran en esponjas pertenecientes a la clase Hexactinellida, Demospongiae y Homoscleromorpha. Esponjas, como E. aspergillum, que pertenecen a la clase Hexactinellida también son conocidos como "esponjas de cristal". Mientras que las espículas de esponjas de cristal se componen principalmente de sílice, se ha demostrado que la sílice a menudo contiene una matriz orgánica compuesta de cualquier colágeno 17,18 o quitina 19,20 , 21. esta matriz orgánica juega un papel importante en sílice biomineralización 18,20. Además, en algunas espículas la matriz orgánica también sirve como una plantilla para la biomineralización de calcio 22. Además de ser distribuidos en la sílice, la matriz orgánica también puede formar capas distintas que la partición de sílice de la Espícula en laminillas concéntricas, cilíndrico 6,23. Se ha demostrado que esta arquitectura laminar concéntrica puede afectar deformación comportamiento 6,7,8,24,25,26 las espículas . Por lo tanto, propiedades mecánicas de las espículas están determinados por una combinación de la química (es decir., la estructura química del compuesto de sílice en proteínas) y su arquitectura 27. La estructura química y la arquitectura de espículas de esponja de vidrio están todavía bajo investigación 24,28,29.

La mayoría de las espículas en E. aspergillum se cementa juntos para formar una jaula esquelética rígida. Sin embargo, en la base del esqueleto hay un penacho de muy largas espículas de (≈10 cm) conocido como las espículas de anclaje (ver figura 2A). Describimos el protocolo para la realización de pruebas de flexión de tres puntos de pequeñas secciones de las espículas de anclaje.

En el paso 1 del Protocolo, se describe el procedimiento para el montaje y alineación de los componentes del dispositivo prueba mecánico a la medida. Pasos 2 y 4 del protocolo proporcionan las instrucciones para generar datos de calibración utilizados para calcular las fuerzas y desplazamientos en la prueba de flexión. Los pasos para preparar una sección de una Espícula y montarlo en la lámpara de prueba se describen en el paso 3. El procedimiento para la realización de la prueba de flexión en la sección de la Espícula se describe en el paso 5. Por último, en la sección de Resultados de la representante de la calibración de los datos obtenidos en los pasos 2 y 4 se utiliza junto con los datos de prueba de flexión obtenidos en el paso 5 para calcular Equation 2 y Equation 3 .

Figure 2
Figura 2: Procedimiento de seccionamiento e inspección espículas E. aspergillum. (A) el esqueleto de E. aspergillum. El penacho de espículas de anclaje independiente se muestra en la base del esqueleto. La barra de escala es de ~ 25 mm. (B) una Espícula de anclaje de un solo se sostiene en un portaobjetos de microscopio con un cepillo de sable #00000 rojo y seccionada con una cuchilla de afeitar. La barra de escala es ~ 12 mm. (C) una sección de una Espícula aspergillum E. colocada a través de la fosa en el escenario de la muestra. Los bordes de la zanja y canto de trinchera se resaltan en verde azulado y naranja, respectivamente. La Espícula es empujado contra la cresta de la zanja para que su eje sea perpendicular a los bordes de la zanja. (D) una micrografía de una Espícula que pasa el procedimiento de inspección descrito en el paso 3.4 del Protocolo, que se describe cómo determinar si una sección de Espícula está dañada y debe ser desechada. (E) A micrografía de una Espícula que contiene muchas fisuras y que faltan grandes secciones de capas de sílice que no el procedimiento de inspección descrito en el paso 3.4 del protocolo. Barras de escala = 250 μm (C), (D) de 100 μm y 100 μm (E). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Protocol

1. montaje y alineación

  1. elegir un voladizo cuya rigidez es apropiado para el experimento previsto. Coloque el LP en voladizo mediante #4-40 tornillos de cabeza hueca (SHCSs) (ver figura 3 A). Tenga cuidado de no plásticamente deformar los brazos de cantilever mientras colocar el LP.

Figure 3
figura 3: procedimiento para el montaje de la micropalanca fuerza sensor y medir su rigidez. Punto (A) la carga (LP) se une al voladizo (C), con el extremo de la punta de la carga (LPT) apuntado hacia arriba. (B) el voladizo y subconjunto de LP se une a la placa de voladizo, como CP. El bolsillo ahuecado de la placa voladiza se muestra debajo de los brazos de cantilever. (C) la placa voladiza se une a la parte inferior del marco de forma que quede hacia el lado de la placa se muestra en (B) la Equation 6 dirección. Pesos de calibración utilizados en el paso 2 del Protocolo se muestran colgando del agujero en el LPT y el micrómetro FODS se denota como brazas (D) el gancho de alambre. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

  1. aplique unas cuantas gotas de 2-propanol de un hisopo de algodón libre de pelusa y limpie la superficie del espejo del LP. Revise el espejo para arañazos y reemplazar el espejo si está dañado.
  2. Fije sin apretar el voladizo a la placa de voladizo con SHCSs #6-32 en el lado de la placa que contiene la bolsa ahuecada con el LPT apuntando lejos de la placa (vea la figura 3 B). Inserte el 1/8 " pernos de alineación a través del voladizo y la placa, apriete los tornillos y retire los pernos de alineación.
  3. Retracción del FODS tanto como sea posible girando la FODS micrómetro en sentido antihorario (ver figura 3 C). Fije sin apretar la placa voladiza al marco usando SHCSs #6-32 con el LPT apuntando en la Equation 4 dirección (ver figura 1 A). Inserte el 1/8 " pernos de alineación a través de la placa de bastidor y voladizo, apriete los tornillos y retire los pernos de alineación (vea la figura 3 C).
  4. Vuelta en el poder de la fuente y el voltaje a 12.00 V en modo de voltaje constante usando la perilla de ajuste. Luego encienda la tensión de salida y confirmar que el consumo de corriente aparece en la fuente de alimentación ' s LCD pantalla es aproximadamente 60-70 mA. Espere por lo menos una hora para que la corriente alcanzar de estado estacionario para reducir la incertidumbre de medición de voltaje.
  5. Abra y ejecute el programa Basic_Data (ver archivos de código complementario). Gire a la derecha para mover las FODS hacia el LP del espejo hasta que la tensión de salida que se muestra en el gráfico de la interfaz de usuario alcanza un valor máximo el micrómetro FODS (véase C figura 3 y figura 4 A).
    1. Ajuste la ganancia de FODS girando el conjunto de tornillos en el lado de las viviendas del FODS para que la tensión de salida es 5.0 V. girar el micrómetro FODS en sentido antihorario para retraer la FODS.
  6. Encender el iluminador de microscopio y ajustar la posición del microscopio y enfocar con las dos etapas de traducción en manual para que el LPT se centra en el campo de visión. Detener el programa Basic_Data haciendo clic en el ' dejar de ' botón.
  7. Abra el software de interfaz de usuario del controlador del motor. Utilice el cursor del potenciómetro en la Equation 5 -regulador del motor de eje para mover el escenario para el recorrido máximo permisible en la < img alt = "Ecuación 6" src = "archivos/ftp_ upload/56571/56571eq6.jpg"/ > dirección y conjunto la posición inicial haciendo clic en el ' casa ' botón en la interfaz de usuario.
    1. Uso el potenciómetro deslizante en la Equation 7-regulador del motor de eje para mover el escenario para el recorrido máximo permisible en la Equation 8 dirección y conjunto la posición inicial. Cerrar el software de interfaz de usuario.
  8. Asiento la etapa en la placa base de la etapa (ver figura 4 A) para que las puntas de las cabezas del micrómetro en la nivelación de la placa el resto en las chuletas de la placa base de etapa. Coloque un nivel de burbuja sobre la tabla de aislamiento y ajuste la presión en cada uno de la tabla ' las piernas s girando la válvula del brazo tornillos de mariposa para que la superficie esté nivelada.
    1. Hacia el nivel de burbuja de la parte superior de la etapa de nivelación de la placa y ajuste los micrómetros para que también esté al mismo nivel. Tenga en cuenta las posiciones del micrómetro y eliminar la etapa de la placa base de la etapa. Nota: El protocolo puede ser una pausa aquí.

Figure 4
figura 4: el dispositivo mecánico de prueba como montado en pasos de 1.9 y 3.7 del Protocolo de. (A) la etapa de la muestra (SS), se une a la etapa de la traducción (TS) y se nivela con los micrómetros en la etapa de nivelación de placa (SLP), que están sentados en la placa base de la platina (SBP). La placa base de la platina se fija a la placa óptica de la tabla de aislamiento. El voladizo (C); placa voladiza (CP); y sensor de desplazamiento óptico de fibra (FODS) componen la fuerza de sistema de detección. Punto (B) la carga (LP) se une al voladizo y el extremo de la punta de carga (LPT) se coloca sobre la Espícula en el escenario de la muestra. Durante una prueba de flexión, el desplazamiento de la LP se mide con la FODS. La distancia inicial entre el FODS y el espejo LP es controlada por el micrómetro FODS (FM) se muestra en (A). (C) A micrografía de la Espícula poner a través de la fosa en la etapa de la muestra, situada por debajo de la LPT. Barra de escala = 250 μm (C). haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. voladizo rigidez medida

  1. ejecutar el programa Basic_Data y girar el micrómetro FODS en sentido horario hasta que la tensión de salida es aproximadamente a 4 V. parada el programa haciendo clic en el ' dejar de ' botón.
  2. Medir la masa de las pesas de alambre gancho y calibración utilizando una balanza analítica.
  3. Abrir el programa Cantilever_Calibration (ver archivos de código complementario) e introduzca el nombre de archivo para la fuerza de calibración archivo de salida en el cuadro de texto en la interfaz de usuario.
  4. Ejecutar el programa Cantilever_Calibration y haga clic en ' OK ' cuando se le pida para entrar en la masa del primer peso de calibración. Espere a que el voltaje de salida que se muestran en el gráfico de la interfaz de usuario para detener oscilante y haga clic en el verde ' voltaje estabilizado ' botón para tomar una medida de voltaje de.
  5. Pinzas uso para colgar el alambre del gancho el agujero de la LPT para que el gancho quede lejos del objetivo del microscopio (véase la figura 3 D). Utilice las pinzas para humedecer la vibración de la micropalanca causada por la adición del gancho de.
    1. La masa del gancho en gramos en el cuadro de diálogo y haz clic ' OK '. Como en el paso anterior, espere a que la tensión de salida detener la oscilación antes de hacer clic en el ' voltaje estabilizado ' botón.
  6. Uso pinzas para colgar el primer peso del cable del gancho y repita el proceso de tomar una medición de voltaje como se describe en el paso anterior. Repita este paso hasta que todos los pesos de calibración han sido colgados o la tensión de salida es inferior a 1,8 V. En este punto, haga clic en ' cancelar ' en el cuadro de diálogo para salir del programa Cantilever_Calibration.
  7. Girar el micrómetro FODS en sentido antihorario para retraer la FODS. Retire cuidadosamente el gancho y el peso de la LPT.
    Nota: El archivo de salida de calibración de fuerza es una lista ficha delimitado de la fuerza aplicada por las masas de calibración, la media de lecturas de voltaje de salida FODS 100 y la desviación estándar de las lecturas. La sección de Resultados representante describe cómo se procesa este archivo de datos para medir la rigidez voladizo.

3. Preparación de la muestra

  1. desgaste de nitrilo guantes cuando maneje el aspergillum E. esponja esqueletos y almacenar los esqueletos en recipientes cerrados cuando no están siendo manejados.
    PRECAUCIÓN: Puesto que las espículas se componen principalmente de sílice, Espícula rotos fragmentos son filosas y se incrustan en la piel, llevando a la irritación.
  2. Utilizar un par de pinzas para agarrar una Espícula de anclaje por su extremo distal y tire para sacarlo del esqueleto (ver figura 2 A). Coloque la Espícula sobre un portaobjetos limpio.
  3. Mantenga la Espícula contra la corredera cerca de la mitad a lo largo de su longitud con un pincel de sable #00000 rojo. Cortar un ≈ sección de 4 mm de la Espícula presionando una hoja de afeitar contra la Espícula a ambos lados del cepillo perpendicular a la diapositiva de la superficie (ver figura 2 B). Deseche las secciones grandes de Espícula distal y proximal y mantener la ≈ sección de 4 mm.
  4. Inspeccione la sección de la Espícula de 4 mm utilizando un microscopio de luz polarizado en un aumento de 10 x (vea la figura 2 C-E). Descartar la sección de la Espícula y volver al paso 3.2 si le falta grandes regiones de capas de sílice (ver figura 2 E). Manejar la Espícula inspeccionar secciones exclusivamente con el pincel de sable #00000 rojo para evitar la introducción de cualquier nuevo daño a sus capas de sílice.
  5. Limpia cualquier fragmento de Espícula u otras partículas de la superficie de la etapa de la muestra con un cepillo o aire comprimido. Luego aplicar unas gotas de 2-propanol de un hisopo de algodón libre de pelusa y limpie la etapa de la muestra. Evite el contacto con las áreas de la etapa de pintura antirreflectante. Nota: La pintura se usa para reducir el número de reflexiones especulares en las imágenes tomadas durante el test de doblez
  6. Transferencia de la sección de Espícula a la etapa de la muestra. Coloque la sección Espícula en la zanja con el intervalo deseado para la prueba de flexión y empuje suavemente la Equation 10 dirección contra la cresta de la trinchera. Asegurar que la Espícula es perpendicular a los bordes de la zanja (véase figura 2 C).
  7. Asiento la etapa en la placa base de la platina para que las puntas de los largueros del micrómetro descansan en las chuletas de la placa base de etapa. Si es necesario, ajustar los micrómetros en la etapa de nivelación de placa a los valores señala en paso 1.9 del protocolo.

4. Tensión-desplazamiento interpolación archivo

  1. abre el programa Bending_Test (ver archivos de código complementario). Establecer la ' paso tamaño ' a 2 μm, ' desplazamiento máximo ' a 0,5 mm, ' parada de baja tensión ' a 1.5 V, y ' parada de alto voltaje ' a 4,6 V usando los cuadros de texto se muestra en la interfaz de usuario. Cajas de nombre
    1. Seleccione los directorios deseados de imagen y datos y el archivo de salida utilizando el texto en la interfaz de usuario. Establecer la ' guardar imágenes ' cambiar en la interfaz de usuario a la posición hacia abajo y haga clic en el botón rectangular verde debajo de las palabras ' diferencia de tensión ' para que se ilumina.
  2. Ejecutar el programa Bending_Test y esperar a que las interfaces de controlador y la cámara motor inicializar.
  3. Encender el iluminador y ajustar el brillo para que el LPT es visible. Gire el micrómetro FODS hacia la derecha hasta que la tensión de salida que se muestran en el gráfico de la interfaz de usuario es ~1.7 V.
    1. Uso el potenciómetro deslizante en la Equation 5-regulador del motor de eje para mover el escenario el Equation 1 dirección hasta ~ 1 cm debajo de la LPT y el conjunto de la Equation 5-posición eje haciendo clic en el " casa " botón.
  4. Utilizar el cursor del potenciómetro en la Equation 7- y Equation 11-controladores de motor de eje a la posición de la LPT sobre el centro de la tira de acero fino en la etapa de la muestra en el Equation 12 dirección de la zanja. Utilice el cursor del potenciómetro en la Equation 5-regulador del motor de eje para mover el escenario el Equation 1 dirección hasta la etapa es en el microscopio ' s campo de vista.
  5. Utilizar el cursor del potenciómetro en la Equation 5-regulador del motor de eje para mover el escenario el Equation 1 sentido mientras observando el gráfico de la tensión de salida en la interfaz de usuario. Determinar la posición aproximada en la que el LPT entra en contacto con la fase ' s superficie buscando un cambio en el voltaje con otro movimiento de la etapa. Retraiga la etapa aproximadamente 10 μm.
  6. Haga clic en el botón " prueba comenzar ". Cuando se le solicite, Introduzca valores de 0.003 V y 0,001 mm para ' sensibilidad al tacto ' y ' táctil de tamaño de paso ', respectivamente. Esperar para que la prueba completa.
    Nota: Después de este punto, no lo saque la etapa de la placa base de la platina hasta que la prueba de flexión se completa con el fin de garantizar las medidas de desplazamiento precisos. El archivo de salida de tensión-desplazamiento interpolación es una lista ficha delimitado por de la media de lecturas de voltaje de salida FODS 100 y la desviación estándar de las lecturas junto con el Equation 5- posición de eje en cada incremento de desplazamiento de fase. La sección de Resultados representante describe cómo se utiliza este archivo de datos para convertir voltajes de salida FODS medidos a desplazamientos LP.

5. Prueba de flexión

  1. abrir y ejecutar el Basic_Data programa y gire el micrómetro FODS hacia la izquierda hasta que la tensión de salida que se muestra en el gráfico de la interfaz de usuario es aproximadamente 3 V. uso del cursor del potenciómetro en la < img Alt = "Ecuación 7" src="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56571/56571eq7.jpg" / > -regulador del motor de eje para colocar el LPT entre los bordes de la zanja por encima de la Espícula (vea la figura 4 C).
    1. Uso el potenciómetro deslizante en la Equation 5-regulador del motor de eje para mover el escenario el Equation 1 dirección hasta la LPT está por debajo de la superficie superior de la cresta de la zanja (véase figura 5 A). Por último, utilice el cursor del potenciómetro en la Equation 11-regulador del motor de eje para traer a la superficie frontal de la dorsal de la fosa en el foco para que la anchura completa del LP es entre los bordes de la canto de la trinchera. Detener el programa Basic_Data haciendo clic en el ' dejar de ' botón.
  2. Abra y ejecute el programa Center_LoadPoint (véase el archivo de código complementario). Uso el Equation 7-regulador del motor de eje para mover el escenario hasta la LPT está casi en contacto con el borde de la fosa derecha. Haga clic en el " encontrar borde " botón.
  3. Cuando se le pida, utilice el Equation 7-regulador del motor de eje para mover el escenario hasta la LPT está casi en contacto con el borde de la fosa izquierda. Haga clic en el " encontrar borde " botón. Esperar a que el programa a la posición a medio camino del LPT en el palmo de la trinchera (ver figura 5 B).
    Nota: Después de este punto es importante no ajustar el Equation 7-regulador del motor de eje ya que esto resultará en un desalineamiento de la LPT.
  4. Abre el programa Bending_Test. Establecer el tamaño de paso a 2 μm, desplazamiento máximo 0,5 mm, parada bajo voltaje de 1.5 V y parada de alto voltaje a 4.5 V en los cuadros de texto de la interfaz de usuario. Cajas de nombre
    1. Seleccione los directorios deseados de imagen y datos y el archivo de salida utilizando el texto en la interfaz de usuario. Establecer la ' guardar imágenes ' en la interfaz de usuario del interruptor a la posición superior y haga clic en el botón rectangular verde debajo de palabras ' diferencia de tensión ' por lo que no está iluminado.
  5. Ejecutar el programa Bending_Test y esperar a que las interfaces de controlador y la cámara motor inicializar.
  6. Mover el escenario el Equation 1 Dirección usando el cursor del potenciómetro del motor controlador hasta que la Espícula en el microscopio ' s campo de visión. Utilice el cursor del potenciómetro en la Equation 11 -regulador del motor de eje para mover el escenario hasta que la Espícula en el LPT.
    1. Ajustar las perillas de enfoque del microscopio para que la Espícula está enfocado en el usuario interfaz (consulte la figura 4 C). Gire el micrómetro FODS hacia la izquierda hasta que la tensión de salida es aproximadamente 1,8 V.
  7. Utilice el cursor del potenciómetro del regulador del motor eje z para mover la etapa la Equation 1 Dirección observando el gráfico de la tensión de salida en la interfaz de usuario. Determinar la posición aproximada en la que el LPT contactos la Espícula buscando un cambio en el voltaje con otro movimiento de la etapa. Retraiga la etapa aproximadamente 50 μm.
  8. Haga clic en " comenzar a probar " y espere hasta que se completa la prueba de flexión y el escenario vuelve a la Equation 5-posición eje.
    Nota: El escenario se moverá en incrementos de μm 2 (como se prescribe en el paso 5.4 del Protocolo) la Equation 1 dirección, doblando la Espícula (ver Figura 5 C) hasta que una de varias condiciones de parada se cumple. Las condiciones de detención son: a) el desplazamiento de fase máxima de 0,5 mm se alcanza; b) las roturas de la Espícula y el programa detecta una gota grande en la tensión de salida FODS; o c) se alcanza el límite de alta tensión de 4,5 V. Para detener la condición (a), se solicitará al usuario si desea terminar la prueba o reemplazar el valor anterior. Cuando ' reemplazar ' es seleccionado, el usuario tendrá la oportunidad de incrementar el límite de desplazamiento de fase o invertir el sentido del paso de desplazamiento de fase para seguir recogiendo datos como la Espícula está descargada. La dirección de incremento de desplazamiento de fase también puede cambiarse haciendo clic los " inversa carga " botón en cualquier momento durante la prueba. El archivo de salida prueba flexión tiene la misma estructura que el archivo de salida de interpolación tensión-desplazamiento generado en el paso 4.6 del protocolo. Es decir, es una lista ficha delimitado por de la media de lecturas de voltaje de salida FODS 100 y la desviación estándar de las lecturas junto con la Equation 5-posición de eje en cada etapa incremento de desplazamiento. La sección de Resultados a representante describe cómo se utiliza este archivo de datos junto con el archivo de la interpolación de tensión-desplazamiento para calcular los desplazamientos de voladizo y etapa durante la prueba de flexión. Posteriormente, la rigidez del voladizo se utiliza para calcular la fuerza aplicada por la LPT en la Espícula.
  9. Vez finalizada la prueba, gire el micrómetro FODS en sentido antihorario hasta la FODS es 5 mm, como mínimo, el espejo de la LPT. A continuación, retire con cuidado la etapa de la placa base de la platina.

Figure 5
figura 5: procedimiento para alinear la LPT con la fosa ' s mid span y realizar un test de flexión (A) el LPT se coloca debajo de la superficie superior de la cresta del foso al final del paso 5.1 del Protocolo, pero no esté todavía a medio palmo. (B) la posición de la LPT después el centrado de la procedimiento descrito en los pasos 5.2 y 5.3 del Protocolo se completan. (C) A micrografía de una Espícula tomada durante la prueba de flexión. El desplazamiento de la sección transversal de la Espícula debajo de la LPT, Equation 14, está marcada de forma esquemática. Barras de escala = 250 μm (A-C). haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Representative Results

Las salidas más básicas de cualquier prueba mecánica son la magnitud de la fuerza aplicada a la muestra y el desplazamiento en el lugar donde se aplica la fuerza. En el caso de una prueba de flexión de tres puntos, el objetivo es obtener la magnitud de la fuerza aplicada por la LPT, Equation 13 y el desplazamiento de la sección transversal del espécimen bajo la LPT en el Equation 4 dirección, Equation 14 . Sin embargo, para el dispositivo de prueba mecánico descrito aquí, varios pasos de tratamiento posterior deben realizarse para transformar los datos de salida obtenidos de medidas 2, 4 y 5 del protocolo en este deseado Equation 13 - Equation 14 datos. Los archivos de datos obtenidos de la prueba de flexión de tres puntos son: 1) el archivo de la interpolación de tensión-desplazamiento; 2) el archivo de calibración de fuerza; y 3) el archivo de prueba de doblez. Un resumen de las cantidades derivadas y medidos se muestra en la tabla 1.

Símbolo Definición
Nh Número de valores de voltajes en el archivo de salida de tensión-desplazamiento interpolación
Vh Valores de tensión medidos en el paso 4 del Protocolo de
ΣVh Desviación estándar de Vh
zsh Mide la posición en el paso 4 del Protocolo de
Nc Número de medidas de fuerza en el archivo de salida de calibración de fuerza
Fc Fuerza aplicada por pesos de calibración en el paso 2 del Protocolo
Vc Valores de tensión medidos en el paso 2 del Protocolo
ΣVc Desviación estándar de Vc
zlc Posición del LP en el paso 2 del protocolo calculado utilizando Vh y Vc
wlc Desplazamiento de la LP en el paso 2 del protocolo calculado a partir de zlc
Nt Número de medidas de fuerza y el desplazamiento en el archivo de salida prueba de flexión
zst Posición de la etapa en el paso 5 del Protocolo
wst Desplazamiento de la etapa en el paso 5 del Protocolo
Vt Valores de tensión medidos en el paso 5 del Protocolo
ΣVt Desviación estándar de Vt
zlt Posición del LP en el paso 5 del protocolo calculado utilizando Vh y Vt
wlt Desplazamiento de la LP en el paso 5 del protocolo calculado a partir de zlt
F Fuerza aplicada por el LP en el paso 5 del protocolo calculado a partir de zlt
w0 Desplazamiento de la sección transversal de la Espícula en el LP en el paso 5 del Protocolo

Tabla 1: Resumen de los símbolos que se usan para cantidades medido en los pasos 2, 4 y 5 del protocolo y calculado en la sección de resultados de representante.

El propósito del archivo de interpolación de tensión-desplazamiento es relacionarse con voltajes de salida FODS medidos desplazamientos LPT. Esto se hace mediante acoplamiento rígido el LPT a la etapa de la traducción por lo que el escenario se mueve la Equation 1 dirección, el cambio en la Equation 5 -posición de eje es igual a la dislocación de la LPT (paso 4 del Protocolo). El archivo de la interpolación de tensión-desplazamiento contiene un conjunto de puntos Equation 15 , donde Equation 16 es el medio de FODS voltaje asumido 100 mediciones a una tasa de muestreo de 1000 Hz, Equation 17 es la desviación estándar asociada de la tensión de 100 mediciones, Equation 18 es el Equation 5 -posición de eje y Equation 19 es el número de etapa pasos de desplazamiento (ver figura 6 (B)).

El archivo de calibración de fuerza permite la rigidez del voladizo a medir para que desplazamientos de LP pueden utilizarse para calcular la magnitud de la fuerza aplicada por el LP. El archivo de calibración de fuerza contiene un conjunto de puntos Equation 20 , donde Equation 21 es el medio de FODS voltaje asumido 100 mediciones a una tasa de muestreo de 1000 Hz, Equation 22 es la desviación estándar asociada de las 100 medidas de voltaje, Equation 23 es la fuerza ejercida por el peso de la LPT, y Equation 24 es el número de pesos de calibración utilizado. Aviso que hay dos puntos que hay pesos de calibración porque el primer punto se mide de cero aplica fuerza y el segundo punto de la fuerza ejercida por el gancho de alambre solo.

Por último, el archivo de prueba de flexión se utiliza para calcular Equation 14 y Equation 13 . Contiene un conjunto de puntos Equation 25 , donde Equation 26 es el medio de FODS voltaje asumido 100 mediciones a una tasa de muestreo de 1000 Hz, Equation 27 es la desviación estándar asociada de las mediciones de 100 voltaje, Equation 28 es el Equation 5 -posición de eje y Equation 29 es el number de pasos de desplazamiento de fase durante el test de doblez.

Primero, el Equation 5 componentes de posición de la LPT durante la calibración de la fuerza, Equation 30 , se encuentra utilizando el sistema Equation 31 asignar Equation 21 valores Equation 32 valores por interpolación lineal. El Equation 5 componente de la dislocación de la LPT está dada por Equation 33 , Equation 34 . Puesto que los desplazamientos de LPT son pequeños en comparación con la longitud del voladizo, la relación entre Equation 23 y Equation 35 parece ser lineal. Por lo tanto, la rigidez de los voladizos se puede computar por trazando una línea a la Equation 36 datos y computación de la cuesta, Equation 37 . Un conjunto representativo de puntos de Equation 36 y su correspondiente línea equipada se muestran en figura 6A. La rigidez del voladizo utilizada en los experimentos de flexión fue de 90,6 ± 0.3 N/m.

Figure 6
Figura 6: resultados representativos de los test de flexión de tres puntos (A) fuerza y desplazamiento datos (gris) obtenidos en el paso 2 del protocolo junto con el ajuste lineal (azul) usado para estimar la rigidez del voladizo. (B) ejemplo de los datos contenidos en el archivo de salida de interpolación de tensión-desplazamiento. Para una medida FODS salida de voltaje, Equation 51 , la posición de la etapa, Equation 52 , puede obtenerse por interpolación lineal. Se utiliza para medir el desplazamiento de voladizo, Equation 50 , durante la flexión la prueba. (C) las respuestas de representante fuerza-desplazamiento de 3 diferentes E. aspergillum espículas de éxito pruebas de flexión de tres puntos de anclaje. (D) una respuesta de fuerza-desplazamiento de una fracasada prueba de flexión de tres puntos. La no linealidad de la curva sugiere que la Espícula no fue sentado en el escenario de la muestra y se deslizó o reorientado después de contacto inicial con el LPT. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Siguiente, el Equation 5 componentes de posición de la LPT durante la prueba de flexión, Equation 38 , se encuentra utilizando el sistema Equation 31 asignar Equation 26 valores Equation 39 valores por interpolación lineal. El Equation 5 componente de la dislocación de la LPT durante el ensayo de flexión se da por Equation 40 , Equation 41 . El Equation 5 componente del desplazamiento de fase durante el ensayo de flexión se da por Equation 42 .

Puesto que la LPT y la Espícula en contacto durante la totalidad de la prueba de flexión, el desplazamiento de la Espícula, Equation 43 está dada por

Equation 44(1)

y la fuerza aplicada por la LPT, Equation 45 , es

Equation 46(2)

Es importante destacar que desde el conjunto de Equation 31 se utiliza para obtener dos Equation 32 y Equation 39 valores a través de interpolación, los valores de la Equation 47 y Equation 26 debe estar dentro de la gama de Equation 16 . Esto se logra mediante el establecimiento de valores apropiados para el voltaje de salida y valores de corte de alto voltaje en los pasos 2, 4 y 5 del protocolo.

Figura 6 C muestra las curvas de fuerza-desplazamiento para tres espículas representante. Para estructuras elásticas delgadas, lineales cargadas en tres puntos de flexión, Equation 13 se espera que aumente linealmente con Equation 14 para valores pequeños de Equation 14 30. No linealidad de la Equation 13 - Equation 14 curva para pequeñas Equation 14 (p. ej., ver figura 6D) por lo general sugiere que la Espícula no puede estar sentado correctamente en el escenario de la muestra. En este caso, debe suspenderse la prueba y la Espícula reposicionarse en el escenario de la muestra (paso 3.6 del Protocolo).

Con el fin de asegurar la suficiente precisión de la Equation 13 y Equation 14 medidas, el cambio de voltaje total en el transcurso de la prueba de flexión, Equation 48 , debe ser de al menos 1 V. Si el cambio de voltaje total es menos de 1 V, un voladizo más obediente debe sereconcentrado.

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Discussion

Varios pasos del protocolo son particularmente importantes para asegurar que las fuerzas y los desplazamientos se miden con precisión. Mientras que algunos de estos pasos fundamentales son universales a todas las pruebas flexión de tres puntos, otros son exclusivos para este dispositivo mecánico de prueba.

En el paso 1.2 del protocolo el espejo LP se limpia y se inspecciona para arañazos y en paso 1.6 del Protocolo se establece la ganancia FODS. Es importante para la ganancia y la reflectancia del espejo LP constante para pasos 2, 4y 5 del protocolo. Por esta razón, los dos pasos (pasos 2 y 4 del Protocolo) deben realizarse inmediatamente antes de la prueba de flexión (paso 5 del Protocolo).

En pasos 1.9 y 3.7 del Protocolo de la etapa está nivelada con respecto a la superficie de la tabla de aislamiento. Estos pasos aseguran que Equation 2 es el componente de fuerza perpendicular al eje longitudinal de la Espícula. El marco del dispositivo de prueba mecánico se fabrica para que el voladizo, el espejo LP y la superficie de la FODS son todas paralelas a la superficie de la tabla de aislamiento. Esto significa que el sensor de fuerza mide el componente de la fuerza y el desplazamiento normal a la superficie de la tabla de aislamiento. Si la parte superior de la etapa está bien alineada por un ángulo de Equation 53 con respecto a la superficie de la tabla de aislamiento, entonces el desplazamiento medido de la LPT será Equation 55 , donde Equation 54 es el real desplazamiento en la dirección perpendicular a la eje longitudinal de la Espícula (ver figura 7). Desde Equation 56 , el resultado es una predicción de fuerzas aplicadas y el bajo predicción de desplazamientos de Espícula por las ecuaciones (1) y (2).

Figure 7
Figura 7: efecto de la etapa de nivelación en las mediciones de desplazamiento. (A) el escenario está inclinado en un ángulo, Equation 53 , con respecto a la superficie de la tabla de aislamiento y la superficie inferior del voladizo. (B) el desplazamiento de la LP en la dirección vertical, Equation 50 (ver figura 1 (D)), se mide por la FODS. Es el componente del desplazamiento en la dirección perpendicular al eje de la Espícula LP Equation 54 . Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

En pasos 5.1-5.3 del protocolo que el LPT es colocar medio camino a través del palmo de la zanja. Desalineamiento de la LPT con respecto a la duración media dará lugar a la muestra que aparece más rígido de lo que realmente es de 31,32. Es decir, desplazamiento de la Espícula será más pequeño que lo que mediría si se aplicara la misma fuerza en el tramo medio. Este tipo de desalineación puede evitarse por no eliminar la etapa de la placa base de la platina o ajustar el x-posición eje después del procedimiento centrado es completa (pasos 5.1-5.3 del Protocolo).

Una limitación de este método es que para reducir la incertidumbre de la medida relativa de las mediciones de fuerza y el desplazamiento, la rigidez del voladizo debe seleccionarse para que los voltajes de salida FODS abarcan toda la gama de 1.8 a 4.5 V durante la flexión prueba. Sin embargo, este rango de voltaje corresponde a un desplazamiento del voladizo de aproximadamente ≈250 μm, que es aproximadamente igual a la dislocación de la Espícula justo antes de falla (ver figura 6 (C)). Esto significa que el voladizo y la Espícula rigideces similares. Mientras que esto no es problemático para la medición de la respuesta elástica y características de la fuerza de las espículas, se opone a la medida exacta de las propiedades de dureza de las espículas. Esto es porque para garantizar una medición precisa de las propiedades de dureza, debe propagar una grieta en la Espícula en forma controlada 33. Normalmente, esto sólo es posible si el dispositivo de prueba es mucho más rígido que el modelo 33. Para aumentar la rigidez del dispositivo de prueba, un sensor de desplazamiento más sensible podría ser utilizado en lugar de la FODS.

Mientras que el protocolo de prueba de doblez se demuestra en E. aspergillum espículas, el dispositivo mecánico de prueba puede utilizarse para realizar pruebas de flexión de tres puntos en otros LBBSs y materiales sintéticos también. Este dispositivo mecánico de prueba es más apropiado para muestras cuya gama de diámetros transversal de 0.01 a 1 mm y para trinchera abarca desde 1 hasta 10 mm. Para diámetros más grandes, la etapa de la muestra debe ser rediseñada para que la muestra no puede rodar por el escenario. Esto no es un problema para las fibras más pequeñas, como las espículas, debido a la rugosidad de la superficie de la etapa es suficiente para evitar que a la muestra del balanceo. Los radios de los bordes de la zanja y LPT deben también hacerse más grandes para evitar la introducción de daño local en los puntos donde la muestra es compatible 31,32. Además, la etapa de nivelación de placa debe sujetarse a la placa base de la platina (ver figura 4A) usando tornillos de cabeza hueca de 20 ¼" después de paso 3.7 del protocolo para evitar la etapa de inclinación si fuerzas exceden ≈1 N.

Para la fuerza precisa y medición de desplazamiento, rigidez del voladizo debe ser siempre mucho menor que la rigidez del marco (≈107 N/m). Este requisito limita la fuerza máxima que puede aplicarse por este dispositivo a ≈25 N. En consecuencia, es importante estimar la fuerza máxima que puede soportar una muestra antes de realizar una prueba de flexión para determinar si este dispositivo puede ser utilizado para realizar la prueba.

Este trabajo proporciona el protocolo, dibujos técnicos (ver 1 archivo suplementario) y el software (ver archivos de código complementario) para reproducir y utilizar nuestro dispositivo de pruebas mecánica. Esperemos que esto proporcionará una plataforma para medir con precisión el comportamiento flexural de muchas LBBSs diferentes. Estas medidas son un requisito previo para el desarrollo de una comprensión más profunda la relación entre la arquitectura de un LBBS y sus propiedades mecánicas.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Este trabajo fue financiado por National Science Foundation [mecánica de materiales y estructuras de programa, número 1562656]; y la sociedad americana de ingenieros mecánicos [Premio al investigador joven Haythornthwaite].

Materials

Name Company Catalog Number Comments
TMC 36" x 48" isolation table with 4" CleanTop breadboard TMC 63-563 Isolation Table
Diffeential Screw Adjuster Thorlabs DAS110 For stage leveling plate
1" Travel Micrometer Head with 0.001" Graduations Thorlabs 150-801ME For stage leveling plate
Right-Angle Bracket for PT Series Translation Stages, 1/4"-20 Mounting Holes Thorlabs PT102 For microscope mount
1" Dovetail Translation Stage, 1/4"-20 Taps Thorlabs DT25 For microscope mount
1" Translation Stage with 1/4"-170 Adjustment Screw, 1/4"-20 Taps Thorlabs PT1B For microscope mount
12" Length, Dovetail Optical Rail Edmund Optics 54-401 For microscope mount
2.5" Width, Dovetail Carrier Edmund Optics 54-404 For microscope mount
0.5" Width, Dovetail Carrier Edmund Optics 54-403 For microscope mount
InfiniTube Mounting C-Clamp with ¼-20 Edmund Optics 57-788 Microscope component
Standard (with no In-Line Attachment), InfiniTube Edmund Optics 56-125 Microscope component
Standard In-Line Attachment (Optimized at 2X-10X), InfiniTube Edmund Optics 56-126 Microscope component
Mitutoyo/Achrovid Objective Adapter (M26 to M27) Edmund Optics 53-787 Microscope component
5X Infinity Achrovid Microscope Objective Edmund Optics 55-790 Microscope component
0.316" ID, Fiber Optic Adapter SX-6 Edmund Optics 38-944 Microscope component
¼" x 36", Flexible Fiber Optic Light Guide Edmund Optics 42-347 Microscope component
115V, MI-150 Fiber Optic Illuminator w/IR Filter and Holder Edmund Optics 55-718 Microscope component
Allied Vision Manta G-223 2/3" Color CMOS Camera Edmund Optics 88-452 Microscope component
Power Supply for Manta/ Guppy Pro/ Stingray/ Pike Edmund Optics 68-586 Microscope component
1/4" Travel Single Axis Translation Stage Thorlabs MS1S FODS micrometer
Analog Reflectance Dependent Fiber Optic Displacement Sensor Philtec D20 FODS
30V, 3A DC Power Supply Agilent U8001A Power supply for DAQ and FODS
14-Bit, 48 kS/s Low-Cost Multifunction DAQ National Instruments USB-6009 DAQ for FODS
Three Axis Motorized Translation Stage Thorlabs Thorlabs T25 XYZ-E/M Translation stage
T-Cube DC Servo Motor Controller Thorlabs TDC001 Motor controller for stage
T-Cube Power Supply Thorlabs TPS001 Power supply for motor controller
National Instruments LabVIEW (2013 SP1) National Instruments Used for running software
National Instruments LabVIEW Vision Acquisition Software (2016) National Instruments Used for running software
Nikon Eclipse Ci-POL Main Body MVI MDA96000 Polarized light microscope
Nikon Pi Intermediate Tube with Analyzer Slider MVI MDB45305 Polarized light microscope
Nikon Dia-Polarizer MVI MDN11920 Polarized light microscope
Power Cord - 7'6" MVI 79035 Polarized light microscope
Nikon P-Amh Mechanical Stage MVI MDC45000 Polarized light microscope
Nikon Lwd Achromat Condenser MVI MBL16100 Polarized light microscope
Nikon LV-NBD5BD-CH Manual Quint Nosepiece ESD MVI MBP60125 Polarized light microscope
Nikon C-TF Trinocular Tube F MVI MBB93100 Polarized light microscope
Nikon CFI 10X Eyepiece FN 22mm NC MVI MAK10110 Polarized light microscope
Nikon TU Plan Flour BD 10x Objective MVI MUE42100 Polarized light microscope
Venus Flower Basket Sponge Denis Brand N/A Sponge skeleton
3.5X Headband Flip-Up Magnifier McMaster Carr 1490T5 Used for spicule sectioning
Ø1" Silicon Wafer, Type P / <100> Ted Pella 16011 Used for load point mirror
Low Lint Tapered Tip Cotton Swab McMaster Carr 71035T31 Used for cleaning LP mirror
Rubber grip precision knife McMaster Carr 35575A68 Used for sectioning spicules
Microscope Slides, frosted end, 75 x 25 x 1mm Ted Pella 260409 Used for sectioning spicules
Sable Brushes, #00000, 0.08mm W x 4.0mm L Ted Pella 11806 Used for handling spicules
PELCO Pro High Precision Tweezers, extra fine tips, superior finish Ted Pella 5367-5NM Used for handling spicules
Dual Axis Linear Scale Micrometer Edmund Optics 58-608 Used for calibrating the microscopes
FLEX-A-TOP FT-38 CAS ESD Plastic Containers FT-38-CAS Used for storing spicules
Plastic Vial Bullseye Level McMaster Carr 2147A11 Used for leveling the stage
Analytical Balance Mettler Toledo MS105DU Used to mass calibration weights

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