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

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

<ol>
	<li>Macosko, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheology:+Principles,+Measurements+and+Applications.">Rheology: Principles, Measurements and Applications.</a> Powder Technology. 86 (3), (1996).</li><li>Barsoukov, E., Macdonald, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications. , (2010).</li><li>Pelster, R., Simon, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanodispersions+of+conducting+particles:+Preparation,+microstructure+and+dielectric+properties.">Nanodispersions of conducting particles: Preparation, microstructure and dielectric properties.</a> Colloid Polym. Sci. 277 (1), 2-14 (1999).</li><li>Hollingsworth, A. D., Saville, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectric+spectroscopy+and+electrophoretic+mobility+measurements+interpreted+with+the+standard+electrokinetic+model.">Dielectric spectroscopy and electrophoretic mobility measurements interpreted with the standard electrokinetic model.</a> J. Colloid Interface Sci. 272 (1), 235-245 (2004).</li><li>Mewis, J., Spaull, A. J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheology+of+concentrated+dispersions.">Rheology of concentrated dispersions.</a> Adv. Colloid Interface Sci. 6 (3), 173-200 (1976).</li><li>Mijovi&#263;, J., Lee, H., Kenny, J., Mays, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+in+Polymer-Silicate+Nanocomposites+As+Studied+by+Dielectric+Relaxation+Spectroscopy+and+Dynamic+Mechanical+Spectroscopy.">Dynamics in Polymer-Silicate Nanocomposites As Studied by Dielectric Relaxation Spectroscopy and Dynamic Mechanical Spectroscopy.</a> Macromolecules. 39 (6), 2172-2182 (2006).</li><li>Newbloom, G. M., Weigandt, K. M., Pozzo, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical,+Mechanical,+and+Structural+Characterization+of+Self-Assembly+in+Poly(3-hexylthiophene)+Organogel+Networks.">Electrical, Mechanical, and Structural Characterization of Self-Assembly in Poly(3-hexylthiophene) Organogel Networks.</a> Macromolecules. 45 (8), 3452-3462 (2012).</li><li>Fowler, J. N., Kirkwood, J., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheology+and+microstructure+of+shear+thickening+fluid+suspoemulsions.">Rheology and microstructure of shear thickening fluid suspoemulsions.</a> Appl. Rheol. 24 (4), 23049 (2014).</li><li>Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheo-optics.">Rheo-optics.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 3 (4), 391-400 (1998).</li><li>Callaghan, P. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheo-NMR:+nuclear+magnetic+resonance+and+the+rheology+of+complex+fluids.">Rheo-NMR: nuclear magnetic resonance and the rheology of complex fluids.</a> Reports Prog. Phys. 62 (4), 599-670 (1999).</li><li>Gurnon, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Material+Microstructure+Under+Flow+Using+1-2+Plane+Flow-Small+Angle+Neutron+Scattering.">Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering.</a> J. Vis. Exp. (84), e51068 (2014).</li><li>Calabrese, M. A., Rogers, S. A., Murphy, R. P., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rheology+and+microstructure+of+branched+micelles+under+shear.">The rheology and microstructure of branched micelles under shear.</a> J. Rheol. 59 (5), 1299-1328 (2015).</li><li>Helgeson, M. E., Vasquez, P. A., Kaler, E. W., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheology+and+spatially+resolved+structure+of+cetyltrimethylammonium+bromide+wormlike+micelles+through+the+shear+banding+transition.">Rheology and spatially resolved structure of cetyltrimethylammonium bromide wormlike micelles through the shear banding transition.</a> J. Rheol. 53 (3), 727 (2009).</li><li>Calabrese, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optimized+protocol+for+the+analysis+of+time-resolved+elastic+scattering+experiments.">An optimized protocol for the analysis of time-resolved elastic scattering experiments.</a> Soft Matter. 12 (8), 2301-2308 (2016).</li><li>Eberle, A. P. R., Porcar, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow-SANS+and+Rheo-SANS+applied+to+soft+matter.">Flow-SANS and Rheo-SANS applied to soft matter.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 17 (1), 33-43 (2012).</li><li>Campos, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+carbon+materials+for+use+as+a+flowable+electrode+in+electrochemical+flow+capacitors.">Investigation of carbon materials for use as a flowable electrode in electrochemical flow capacitors.</a> Electrochim. Acta. 98, 123-130 (2013).</li><li>Duduta, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semi-solid+lithium+rechargeable+flow+battery.">Semi-solid lithium rechargeable flow battery.</a> Adv. Energy Mater. 1 (4), 511-516 (2011).</li><li>Mewis, J., de Groot, L. M., Helsen, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectric+Behaviour+of+Flowing+Thixotropic+Suspensions.">Dielectric Behaviour of Flowing Thixotropic Suspensions.</a> Colloids Surf. 22, (1987).</li><li>Richards, J. J., Wagner, N. J., Butler, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Strain-Controlled+RheoSANS+Instrument+for+the+Measurement+of+the+Microstructural,+Electrical+and+Mechanical+Properties+of+Soft+Materials.">A Strain-Controlled RheoSANS Instrument for the Measurement of the Microstructural, Electrical and Mechanical Properties of Soft Materials.</a> Rev. Sci. Instr. , (2016).</li><li>Youssry, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-aqueous+carbon+black+suspensions+for+lithium-based+redox+flow+batteries:+rheology+and+simultaneous+rheo-electrical+behavior.">Non-aqueous carbon black suspensions for lithium-based redox flow batteries: rheology and simultaneous rheo-electrical behavior.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. PCCP. 15 (34), 14476-14486 (2013).</li><li>Cho, B. -. K., Jain, A., Gruner, S. M., Wiesner, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesophase+structure-mechanical+and+ionic+transport+correlations+in+extended+amphiphilic+dendrons.">Mesophase structure-mechanical and ionic transport correlations in extended amphiphilic dendrons.</a> Sci. 305 (5690), 1598-1601 (2004).</li><li>Kiel, J. W., MacKay, M. E., Kirby, B. J., Maranville, B. B., Majkrzak, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase-sensitive+neutron+reflectometry+measurements+applied+in+the+study+of+photovoltaic+films.">Phase-sensitive neutron reflectometry measurements applied in the study of photovoltaic films.</a> J. Chem. Phys. 133 (7), 1-7 (2010).</li><li>L&#243;pez-Barr&#242;n, C. R., Chen, R., Wagner, N. J., Beltramo, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Assembly+of+Pluronic+F127+Diacrylate+in+Ethylammonium+Nitrate:+Structure,+Rheology,+and+Ionic+Conductivity+before+and+after+Photo-Cross-Linking.">Self-Assembly of Pluronic F127 Diacrylate in Ethylammonium Nitrate: Structure, Rheology, and Ionic Conductivity before and after Photo-Cross-Linking.</a> Macromolecules. 49 (14), 5179-5189 (2016).</li></ol>

החוקרים אין לחשוף.

מודד בניסוי RheoSANS דיאלקטרי זמנית התגובות הריאולוגיות, חשמל microstructural של חומר כפי שהוא עובר עיוות מוגדרת מראש. הדוגמא המוצגת כאן היא השעיה שחורה מוליך חשמל פחמן המהווה תוסף מוליך השמש בתאי זרימת אלקטרוכימיים. מכשיר RheoSANS דיאלקטרי מאפשר החקירה של המטוס רדיאלי של גזירה בת...

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

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="719">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">ARES G2 Rheometer</td>
			<td style="width:151px;">TA Instruments</td>
			<td align="right" style="width:119px;">401000.501</td>
			<td style="width:167px;">Rheometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">ARES G2-DETA ACCY Kit</td>
			<td style="width:151px;">TA Instruments</td>
			<td align="right" style="width:119px;">402551.901</td>
			<td>BNC Connectors</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Geometry ARES 25mm DETA</td>
			<td style="width:151px;">TA Instruments</td>
			<td align="right" style="width:119px;">402553.901</td>
			<td>Dielectric Geometry</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:283px;">ARES G2 Forced Convection Oven</td>
			<td style="width:151px;">TA Instruments</td>
			<td align="right" style="width:119px;">401892.901</td>
			<td>FCO</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Agilent E4980A LCR Meter</td>
			<td style="width:151px;">TA Instruments</td>
			<td align="right" style="width:119px;">613.04946</td>
			<td>LCR Meter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">USB-6001</td>
			<td style="width:151px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">NI USB-6001</td>
			<td>Data Acquisiton Card</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Vulcan XC72R</td>
			<td style="width:151px;">Cabot</td>
			<td style="width:119px;">Vulcan XC72R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Propylene Carbonate</td>
			<td style="width:151px;">Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">310328</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">LabVIEW&#160; System Design Software</td>
			<td style="width:151px;">National Instruments</td>
			<td>776671-35</td>
			<td>Control Software&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dielectric rheosans &#8212; simultaneous interrogation of impedance, rheology and small angle neutron scattering of complex fluids

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

נציג תוצאות מניסוי RheoSANS דיאלקטרי מוצגות איור 5 ו 6. נתונים אלו נלקחים על השעיה של פחמן שחור מוליך קרבונט פרופילן. אגרגטים אלה flocculate עקב אינטראקציות אטרקטיביות מקדמי מוצקים נמוכים יחסית להרכיב לים, כי הם מנהלים חשמליים. התגובות הריא...

Watch this Scientific Journal Video about Dielectric RheoSANS Ã¢â‚¬â€ Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids at JoVE.com

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

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

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

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

dielectric-rheosans-simultaneous-interrogation-impedance-rheology

Research

JoVE Journal

Engineering

10.3K Views.  National Institute of Standards and Technology.  כאן, אנו מציגים הליך לשקילת עכבה סימולטני, rheology ואת פיזור נייטרונים מחומרים משנה רך תחת זרם גזירה. 

Video: Dielectric RheoSANS — Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Angle-resolved Photoemission Spectroscopy At Ultra-low Temperatures

The physical properties of a material are defined by its electronic structure. Electrons in solids are characterized by energy (&omega;) and momentum (k) and the probability to find them in a particular state with given &omega; and k is described by the spectral function A(k, &omega;). This function can be directly measured in an experiment based on the well-known photoelectric effect, for the explanation of which Albert Einstein received the Nobel Prize back in 1921. In the photoelectric effect the light shone on a surface ejects electrons from the material. According to Einstein, energy conservation allows one to determine the energy of an electron inside the sample, provided the energy of the light photon and kinetic energy of the outgoing photoelectron are known. Momentum conservation makes it also possible to estimate k relating it to the momentum of the photoelectron by measuring the angle at which the photoelectron left the surface. The modern version of this technique is called Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES) and exploits both conservation laws in order to determine the electronic structure, i.e. energy and momentum of electrons inside the solid. In order to resolve the details crucial for understanding the topical problems of condensed matter physics, three quantities need to be minimized: uncertainty* in photon energy, uncertainty in kinetic energy of photoelectrons and temperature of the sample.
In our approach we combine three recent achievements in the field of synchrotron radiation, surface science and cryogenics. We use synchrotron radiation with tunable photon energy contributing an uncertainty of the order of 1 meV, an electron energy analyzer which detects the kinetic energies with a precision of the order of 1 meV and a He3 cryostat which allows us to keep the temperature of the sample below 1 K. We discuss the exemplary results obtained on single crystals of Sr2RuO4 and some other materials. The electronic structure of this material can be determined with an unprecedented clarity.

The overall goal of this method is to determine the low-energy electronic structure of solids at ultra-low temperatures using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy with synchrotron radiation.

Angle-resolved ספקטרוסקופיה Photoemission בטמפרטורות נמוכות במיוחד

The physical properties of a material are defined by its  electronic structure. Electrons in solids are characterized by energy (&omega;)  and momentum ...

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is presented. The SANS shear cell consists of a concentric cylinder Couette geometry that is sealed and rotating about a horizontal axis so that the vorticity direction of the flow field is aligned with the neutron beam enabling scattering from the 1-2 plane of shear (velocity-velocity gradient, respectively). This approach is an advance over previous shear cell sample environments as there is a strong coupling between the bulk rheology and microstructural features in the 1-2 plane of shear. Flow-instabilities, such as shear banding, can also be studied by spatially resolved measurements. This is accomplished in this sample environment by using a narrow aperture for the neutron beam and scanning along the velocity gradient direction. Time resolved experiments, such as flow start-ups and large amplitude oscillatory shear flow are also possible by synchronization of the shear motion and time-resolved detection of scattered neutrons. Representative results using the methods outlined here demonstrate the useful nature of spatial resolution for measuring the microstructure of a wormlike micelle solution that exhibits shear banding, a phenomenon that can only be investigated by resolving the structure along the velocity gradient direction. Finally, potential improvements to the current design are discussed along with suggestions for supplementary experiments as motivation for future experiments on a broad range of complex fluids in a variety of shear motions.

A shear cell is developed for small-angle neutron scattering measurements in the velocity-velocity gradient plane of shear and is used to characterize complex fluids. Spatially resolved measurements in the velocity gradient direction are possible for studying shear-banding materials. Applications include investigations of colloidal dispersions, polymer solutions, and self-assembled structures.

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

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped crystallites. Neutrons are passed through two well defined regions of magnetic field; one before and one after the sample. The two magnetic field regions have opposite polarity and are tuned such that neutrons travelling through both regions, without being perturbed, will undergo the same number of precessions in opposing directions. In this case the neutron precession in the second arm is said to &#34;echo&#34; the first, and the original polarization of the beam is preserved. If the neutron interacts with a sample and scatters elastically the path through the second arm is not the same as the first and the original polarization is not recovered. Depolarization of the neutron beam is a highly sensitive probe at very small angles (&#60;50&#160;&#956;rad) but still allows a high intensity, divergent beam to be used. The decrease in polarization of the beam reflected from the sample as compared to that from the reference sample can be directly related to structure within the sample.
In comparison to scattering observed in neutron reflection measurements the SERGIS signals are often weak and are unlikely to be observed if the in-plane structures within the sample under investigation are dilute, disordered, small in size and polydisperse or the neutron scattering contrast is low. Therefore, good results will most likely be obtained using the SERGIS technique if the sample being measured consist of thin films on a flat substrate and contain scattering features that contains a high density of moderately sized features (30 nm to 5 &#181;m) which scatter neutrons strongly or the features are arranged on a lattice. An advantage of the SERGIS technique is that it can probe structures in the plane of the sample.

Progress has been made in utilizing spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) as a neutron scattering technique to probe the length-scales in irregular samples. Crystallites of [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester have been probed using the SERGIS technique and the results confirmed by optical and atomic force microscopy.

באמצעות נויטרונים ספין הד נפתרה שכיחות מרעה פיזור לחקור חומרים אורגניים תאים סולאריים

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

תהליך ייצור של מפעילי אלסטומר דיאלקטרי מבוסס סיליקון

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly scattered dielectric microparticles adhered to a glass substrate are momentarily detached using ultrasonic vibrations generated by a piezoelectric transducer (PZT). Then, the optical beam focused on a selected particle lifts it up to the optical trap while the vibrationally excited microparticles fall back to the substrate. A particle may be trapped at the nominal focus of the trapping beam or at a position above the focus (referred to here as the levitation position) where gravity provides the restoring force. After the measurement, the trapped particle can be placed at a desired position on the substrate in a controlled manner. 
In this protocol, an experimental procedure for selective optical trap loading in air is outlined. First, the experimental setup is briefly introduced. Second, the design and fabrication of a PZT holder and a sample enclosure are illustrated in detail. The optical trap loading of a selected microparticle is then demonstrated with step-by-step instructions including sample preparation, launching into the trap, and use of electrostatic force to excite particle motion in the trap and measure charge. Finally, we present recorded particle trajectories of Brownian and ballistic motions of a trapped microparticle in air. These trajectories can be used to measure stiffness or to verify optical alignment through time domain and frequency domain analysis. Selective trap loading enables optical tweezers to track a particle and its changes over repeated trap loadings in a reversible manner, thereby enabling studies of particle-surface interaction.

A protocol for launching and stably trapping selected dielectric microparticles in air is presented.

טוען מלכודת אופטית של דיאלקטרי microparticles באוויר

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

סריקה אור מפזר Profiler (SLPS) מתודולוגיה מבוססת כדי להעריך כמותית קדימה ואחורה אור פיזור מ עדשות עדשות

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

Demonstration of Equal-Intensity Beam Generation by Dielectric Metasurfaces

The fabrication and characterization protocol for a metasurface beam splitter, enabling equal-intensity beam generation, is demonstrated. Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) is deposited on the fused silica substrate, using plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Typical amorphous silicon deposited by evaporation causes severe optical loss, impinging the operation at visible frequencies. Hydrogen atoms inside the amorphous silicon thin film can reduce the structural defects, improving optical loss. Nanostructures of a few hundreds of nanometers are required for the operation of metasurfaces in the visible frequencies. Conventional photolithography or direct laser writing is not feasible when fabricating such small structures, due to the diffraction limit. Hence, electron beam lithography (EBL) is utilized to define a chromium (Cr) mask on the thin film. During this process, the exposed resist is developed at a cold temperature to slow down the chemical reaction and make the pattern edges sharper. Finally, a-Si:H is etched along the mask, using inductively coupled plasma&#8211;reactive ion etching (ICP-RIE). The demonstrated method is not feasible for large-scale fabrication due to the low throughput of EBL, but it can be improved upon by combining it with nanoimprint lithography. The fabricated device is characterized by a customized optical setup consisting of a laser, polarizer, lens, power meter, and charge-coupled device (CCD). By changing the laser wavelength and polarization, the diffraction properties are measured. The measured diffracted beam powers are always equal, regardless of the incident polarization, as well as wavelength.

A protocol for the fabrication and optical characterization of dielectric metasurfaces is presented. This method can be applied to the fabrication of not only beam splitters, but also of general dielectric metasurfaces, such as lenses, holograms, and optical cloaks.

הפגנה של יצירת קרן שוות-עוצמה על-ידי מטאספנים דיאלקטרי

The fabrication and characterization protocol for a metasurface beam splitter, enabling equal-intensity beam generation, is demonstrated. Hydrogenated ...

Scattering And Absorption of Light in Planetary Regoliths

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed microscopic particles. The theoretical and numerical methods constitute a framework of Radiative Transfer with Reciprocal Transactions (R2T2). The R2T2 framework entails Monte Carlo order-of-scattering tracing of interactions in the frequency space, assuming that the fundamental scatterers and absorbers are wavelength-scale volume elements composed of large numbers of randomly distributed particles. The discrete random media are fully packed with the volume elements. For spherical and nonspherical particles, the interactions within the volume elements are computed exactly using the Superposition T-Matrix Method (STMM) and the Volume Integral Equation Method (VIEM), respectively. For both particle types, the interactions between different volume elements are computed exactly using the STMM. As the tracing takes place within the discrete random media, incoherent electromagnetic fields are utilized, that is, the coherent field of the volume elements is removed from the interactions. The experimental methods are based on acoustic levitation of the samples for non-contact, non-destructive scattering measurements. The levitation entails full ultrasonic control of the sample position and orientation, that is, six degrees of freedom. The light source is a laser-driven white-light source with a monochromator and polarizer. The detector is a mini-photomultiplier tube on a rotating wheel, equipped with polarizers. The R2T2 is validated using measurements for a mm-scale spherical sample of densely-packed spherical silica particles. After validation, the methods are applied to interpret astronomical observations for asteroid (4) Vesta and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (Figure 1) recently visited by the NASA Dawn mission and the ESA Rosetta mission, respectively.

Numerical and experimental methods are presented for multiple scattering of light in discrete random media of densely-packed particles. The methods are utilized to interpret the observations of asteroid (4) Vesta and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko.

פיזור וקליטת האור בריגולסים פלנטרית

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed ...

Spectral and Angle-Resolved Magneto-Optical Characterization of Photonic Nanostructures

Photonic crystals are periodic nanostructures that can support a variety of confined electromagnetic modes. Such confined modes are usually accompanied by local enhancement of electric field intensity that strengthens light-matter interactions, enabling applications such as surface-enhanced Raman scattering (SERS) and surface plasmon enhanced sensing. In the presence of magneto-optically active materials, the local field enhancement gives rise to anomalous magneto-optical activity. Typically, the confined modes of a given photonic crystal depend strongly on the wavelength and incidence angle of the incident electromagnetic radiation. Thus, spectral and angular-resolved measurements are needed to fully identify them as well as to establish their relationship with the magneto-optical activity of the crystal. In this article, we describe how to use a Fourier-plane (back focal plane) microscope to characterize magneto-optically active samples. As a model system, here we use a plasmonic grating built out of magneto-optically active Au/Co/Au multilayer. In the experiments, we apply a magnetic field on the grating in situ and measure its reciprocal space response, obtaining the magneto-optical response of the grating over a range of wavelengths and incident angles. This information enables us to build a complete map of the plasmonic band structure of the grating and the angle and wavelength dependent magneto-optical activity. These two images allow us to pinpoint the effect that the plasmon resonances have on the magneto-optical response of the grating. The relatively small magnitude of magneto-optical effects requires a careful treatment of the acquired optical signals. To this end, an image processing protocol for obtaining magneto-optical response from the acquired raw data is laid out.

Photonic band structure enables understanding how confined electromagnetic modes propagate within a photonic crystal. In photonic crystals that incorporate magnetic elements, such confined and resonant optical modes are accompanied by enhanced and modified magneto-optical activity. We describe a measurement procedure to extract the magneto-optical band structure by Fourier space microscopy.

מגנטו-אופטיים ומשולשים-אפיון של מבנים ננוטוני

Photonic crystals are periodic nanostructures that can support a variety of confined electromagnetic modes. Such confined modes are usually accompanied by ...

Demonstration of Spin-Multiplexed and Direction-Multiplexed All-Dielectric Visible Metaholograms

The optical holography technique realized by metasurfaces has emerged as a novel approach to projective volumetric display and information encryption display in the form of ultrathin and almost flat optical devices. Compared to the conventional holographic technique with spatial light modulators, the metahologram has numerous advantages such as miniaturization of optical setup, higher image resolution and larger field of visibility for holographic images. Here, a protocol is reported for the fabrication and optical characterization of optical metaholograms that are sensitive to the spin and direction of incident light. The metasurfaces are composed of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), which has large refractive index and small extinction coefficient in the entire visible range resulting in high transmittance and diffraction efficiency. The device produces different holographic images when the spin or direction of incident light are switched. Therefore, they can encode multiple types of visual information simultaneously. The fabrication protocol consists of film deposition, electron beam writing and subsequent etching. The fabricated device can be characterized using a customized optical setup that consists of a laser, a linear polarizer, a quarter waveplate, a lens and a charge-coupled device (CCD).

We present a protocol for fabrication of spin- and direction-multiplexed visible metaholograms, then conduct an optical experiment to verify their function. These metaholograms can easily visualize encoded information, so they can be used for projective volumetric display and information encryption.

הדגמה של ספין-מוליקס וכיוון-multiplexed כל-Dielectric גלוי Metaholograms

The optical holography technique realized by metasurfaces has emerged as a novel approach to projective volumetric display and information encryption ...