Biz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak alt milimetre ölçek lifler üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirmek için bir protokol mevcut. Cihazın Kuvvetleri en fazla 10 N 20 µN kadar ölçebilir ve bu nedenle çeşitli lif boyutları hizmet verebilir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Deniz sünger Spicules mekanik özelliklerini ölçmek için bir milimetre ölçek bükülme test sistemi
Bu makalede
Özet
Özet
Çok biyolojik yapıları (LBBSs) taşıyan yükleme — tüy rachises ve spicules gibi — küçük (< 1 mm) ama değil mikroskobik. Bu LBBSs bükülme davranışını ölçme kökenleri dikkate değer mekanik işlevlerini anlamak için önemlidir.
Üç nokta bükme test ölçebilirsiniz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak performans 10-5 101 N talebiyle 10-7 10-2 m arasında değişen çeşitli zorlar için bir protokol açıklar. Mekanik test cihazlarıyla birincil avantajı kuvvet ve yer değiştirme kapasiteleri farklı LBBSs için kolaylıkla ayarlanabilir olmasıdır. Cihazın çalışma prensibi bir Atomik kuvvet mikroskobu, benzer. Yani, güç LBBS için bir konsol sonu iliştirilmiş bir yükleme noktası tarafından uygulanır. Yükleme noktası deplasman bir fiber optik deplasman algılayıcı ile ölçülmüş ve ölçülen prensibine göre sertlik kullanarak bir güç dönüştürülür. Cihazın güç aralığı farklı stiffnesses cantilevers kullanılarak ayarlanabilir.
Yetenekleri deniz sünger Euplectella aspergillumiskelet öğeleri üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirerek gösterildiği. İskelet öğeleri — spicules bilinen — yaklaşık 50 µm çapı olan silis iplikleri. Biz spicules bir üç nokta bükme fikstür bir ≈1.3 mm aralığı ile montaj mekanik test aygıtın ayarlanması için yordamlar açıklar ve bir bükme performans test edin. İğne ve onun saptırma uygulanan kuvvet bulunduğu konumda uygulanan kuvvet ölçülür.
Giriş
Biyolojik yapıları (LBBSs), shell ve kemik gibi taşıyıcı mimarileri inceleyerek, mühendisler güçlü ve sert 1yeni kompozit malzemeler geliştirdik. Bu olağanüstü mekanik özellikleri, LBBSs ve biyo-ilham karşılıkları onların karmaşık iç mimarileri 2' ye ilişkilidir gösterilmiştir. Ancak, LBBS mimarileri ve mekanik özellikleri arasındaki ilişkileri tam olarak anlaşılmış değildir. Bir LBBS'ın mekanik yanıt ölçme nasıl mimarisi mekanik özelliklerini geliştirir anlamak doğru ilk adımdır.
Ancak, bir LBBS'ın mekanik yanıt ölçmek için kullanılan test türü ile mekanik işlevini tutarlı olması önemlidir. T....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. montaj ve hizalama
- Seç, sertlik hedeflenen denemenin uygun bir konsol. LP #4-40 yuva baş cap (bkz. şekil 3 A) vidaları (SHCSs) kullanarak konsol iliştirin. Take care değil plastically LP eklenirken prensibine göre silah deforme.
şekil 3: konsol hazırlamak için yordam zorlamak sensör ve ölçme onun sertlik. (A) yükleme noktası (LP) yukarı işaret yükleme noktası ucu ile (LPT) prensibine gör....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Herhangi bir mekanik test en temel çıkış örnek ve deplasman kuvvet uygulandığı yerde uygulanan kuvvet büyüklüğü vardır. Üç nokta bükme test durumunda LPT tarafından uygulanan kuvvet büyüklüğü elde etmek için hedeftir 
ve örnek'ın kesit LPT içinde altında çıkarılması 
yön, 
. .......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
İletişim kuralı birkaç adım kuvvetler ve talebiyle doğru ölçülür sağlamak için özellikle önemlidir. Bazı kritik adımlar tüm üç sayılık bükme testleri için evrensel olmakla birlikte, bu mekanik test aygıt için benzersiz diğerleri.
Adım 1.2 LP ayna temizlenir ve çizikler için kontrol Protokolü ve Adım 1,6 Protokolü'nün FODS kazanç ayarlanır. Kazanç ve LP ayna yansıma adımları 2, 4ve 5 iletişim kuralı için sabit .......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar ifşa gerek yok.
Teşekkürler
Bu eser Ulusal Bilim Vakfı [mekanik malzemeler ve yapılar Program numarası 1562656 vermek,]; tarafından desteklenen ve makine mühendisleri [Haythornthwaite Genç Araştırmacı Ödülü] American Society.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| TMC 36" x 48" izolasyon masası, 4" CleanTop breadboard ile | TMC | 63-563 | İzolasyon Tablası |
| Diferansiyel Vida Ayarlayıcı | Thorlabs | DAS110 | Sahne tesviye plakası için |
| 1" 0.001" Mezuniyetli Seyahat Mikrometre Kafası | Thorlabs | 150-801ME | Sahne tesviye plakası için |
| PT Serisi Çeviri Aşamaları için Dik Açılı Braket, 1/4"- 20 Montaj Deliği | Thorlabs | PT102 | Mikroskop montajı için |
| 1" Kırlangıç Kuyruğu Çeviri Aşaması, 1/4"-20 Musluk | Thorlabs | DT25 | Mikroskop montajı için |
| 1" Çeviri Aşaması 1/4"-170 Ayar Vidalı, 1/4"-20 Musluk | Thorlabs | PT1B | Mikroskop montajı için |
| 12" Uzunluk, Kırlangıç Kuyruğu Optik Ray | Edmund Optics | 54-401 | için mikroskop montajı |
| 2.5 "Genişlik, Kırlangıç Kuyruğu Taşıyıcı | Edmund Optics | 54-404 | Mikroskop montajı için |
| 0.5 "Genişlik, Kırlangıç Kuyruğu Taşıyıcı | Edmund Optics | 54-403 | Mikroskop montajı için |
| InfiniTube Montajı ¼-20 ile C-Clamp | Edmund Optics | 57-788 | Mikroskop bileşeni |
| Standart (Sıralı Ek olmadan), InfiniTube | Edmund Optics | 56-125 | Mikroskop bileşeni |
| Standart Hat İçi Bağlantı (2X-10X'te Optimize Edilmiş), InfiniTube | Edmund Optics | 56-126 | Mikroskop bileşeni |
| Mitutoyo/Achrovid Objektif Adaptörü (M26 - M27) | Edmund Optics | 53-787 | Mikroskop bileşeni |
| 5X Infinity Achrovid Mikroskop Objektif | Edmund Optics | 55-790 | Mikroskop bileşeni |
| 0.316" ID, Fiber Optik Adaptör SX-6 | Edmund Optics | 38-944 | Mikroskop bileşeni |
| ve frac14; " x 36", Esnek Fiber Optik Işık Kılavuzu | Edmund Optics | 42-347 | Mikroskop bileşeni |
| 115V, MI-150 Fiber Optik Aydınlatıcı, IR Filtreli ve Tutuculu | Edmund Optics | 55-718 | Mikroskop bileşeni |
| Allied Vision Manta G-223 2/3" Renkli CMOS Kamera | Edmund Optics | 88-452 | Manta |
| / Guppy Pro / Stingray / Pike | Kaynağı | 68-586 | Mikroskop bileşeni |
| 1/4" Seyahat Tek Eksenli Çeviri Aşaması | Thorlabs | MS1S | FODS mikrometre |
| Analog Yansımaya Bağlı Fiber Optik Deplasman Sensörü | Philtec | D20 | FODS |
| 30V, 3A DC Güç Kaynağı | Agilent | U8001A | DAQ ve FODS için güç kaynağı |
| 14-Bit, 48 kS/s Düşük Maliyetli Çok İşlevli DAQ | Ulusal Aletler | USB-6009 | FODS için DAQ |
| Üç Eksenli Motorlu Çeviri Aşaması | Thorlabs | Thorlabs T25 XYZ-E/M | Çeviri aşaması |
| T-Cube DC Servo Motor Kontrol Cihazı | Thorlabs | TDC001 | Sahne |
| T-Cube Güç Kaynağı | Thorlabs | TPS001 | Motor kontrolörü için güç kaynağı |
| Ulusal Enstrümanlar LabVIEW (2013 SP1) | Yazılımı | çalıştırmak için kullanılan | |
| Ulusal Aletler LabVIEW Vizyon Edinme Yazılımı (2016) | çalıştırmak için kullanılan | Ulusal Aletler | |
| Nikon Eclipse Ci-POL Ana Gövde | MVI | MDA96000 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon Pi Analizör Kaydırıcılı Ara Tüp | MVI | MDB45305 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon Dia-Polarizer | MVI | MDN11920 | Polarize ışık mikroskobu |
| Güç Kablosu - 7'6" | MVI | 79035 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon P-Amh Mekanik Aşama | MVI | MDC45000 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon Lwd Achromat Kondenser | MVI | MBL16100 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon LV-NBD5BD-CH Manuel Quint Burunluk ESD | MVI | MBP60125 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon C-TF Trinoküler Tüp F | MVI | MBB93100 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon CFI 10X Mercek FN 22mm | NC MVI | MAK10110 | Polarize ışık mikroskobu |
| Nikon TU Plan Flour BD 10x Objektif | MVI | MUE42100 | Polarize ışık mikroskobu |
| Venüs Çiçek Sepeti Sünger | Denis Marka | N / A | Sünger iskelet |
| 3.5X Kafa Bandı Flip-Up Büyüteç | McMaster Carr | 1490T5 | Spikül bölümleme ve |
| Oslash için kullanılır; 1" Silikon Gofret, Tip P /< 100> | Ted Pella | 16011 | Yük noktası aynası için kullanılır |
| Düşük Tiftikli Konik Uçlu Pamuklu Çubuk | McMaster Carr | 71035T31 | LP aynayı temizlemek için kullanılır |
| Kauçuk kavrama hassas bıçak | McMaster Carr | 35575A68 | Spicikülleri bölmek için kullanılır |
| Mikroskop Slaytları, buzlu uç, 75 x 25 x 1mm | Ted Pella | 260409 | Spicikülleri |
| kesitlere ayırmak için kullanılırSamur Fırçalar, #00000, 0,08 mm G x 4,0 mm L | Ted Pella | 11806 | Spikülleri işlemek için kullanılır |
| PELCO Pro Yüksek Hassasiyetli Cımbız, ekstra ince uçlar, üstün kaplama | Ted Pella | 5367-5NM | Spikülleri işlemek için kullanılır |
| Çift Eksenli Doğrusal Ölçekli Mikrometre | Edmund Optics | 58-608 | Mikroskopları kalibre etmek için kullanılır |
| FLEX-A-TOP FT-38 CAS | ESD Plastik Kaplar | FT-38-CAS | Spikülleri depolamak için kullanılır |
| Plastik Flakon Bullseye Seviyesi | McMaster Carr | 2147A11 | Sahneyi tesviye etmek için kullanılır |
| Analitik Terazi | Mettler Toledo | MS105DU | Ağırlıkları kütle kalibrasyonu için kullanılır |
Kaynaklar
- Wegst, U. G., Bai, H., Saiz, E., Tomsia, A. P., Ritchie, R. O. Bioinspired structural materials. Nat. Mater. 14 (1), 23-36 (2015).
- Meyers, M. A., McKittrick, J., Chen, P. Y. Structural biological materials: critical mechanics-materials connections. Science. 339 (6121), 773-779 (2013).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
