ד&quot;ר ג&#39;יין Morrow וד&quot;ר סנדרה דה סילבה, שניהם מבית NIST, תרמו בגירסה קודמת של השיטה. הנהלת המדע והטכנולוגיה של המחלקה לביטחון המולדת של ארה&quot;ב בחסות ההפקה של חלק מהחומר הזה תחת Interagency הסכם HSHQPM-15-T-00,050 עם המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST).

Apparatus 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר או להמציא מכשיר עם מטוס ניד (ראה סכמטי באיור 1). הערה: הנה, להשתמש בודקת TL-slip / קליפה אבל המכשיר הזה יש תכונות, כגון מדידת כוחות חיכוך, שאינן נחוצים כדי בשיטה זו עשויה להגדיל את העלות על פני מכשיר פשוט יותר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הממדים המטוס בחר באורך מינימלי של 15 ס&quot;מ על ידי רוחב מינימלי של 3 ס&quot;מ. אורכו שולט מרחק הנסיעה המרבי עבור נתיב דגימה אחת (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר מטוס שזז במהירויות מוגדרות מעת 50-400 מ&quot;מ / s עם דירות בקצב הנבחר של ± 10%. הטווח מבוסס על נתוני אוכלוסייה מתנדבת ביצוע ניסויים מנגבים. 10 </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק בעל לנגב (איור 2). ציורי CAD זמינים מידע משלים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כלול מנגנון הידוק כדי להחזיק את לנגב ו לחשוף circular אזור אוסף 30 מ&quot;מ קוטר. האזור האוסף מבוסס על eTDS הטיפוסי שבו באזור desorber במכשיר מגדיר את האזור האוסף המוותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כלול גיבוי נשלף רך מאחורי אזור האוסף לספק חלוקה שווה של כוח. זהו נשלף במקרה של זיהום שלא ניתן להסירו אחרת על ידי ניקוי. הגיבוי יכול להתבצע של קצף גומי ספוג, כמתואר ASTM D1894 14, או אחר חומר רך, כגון הרגיש, לחתוך לגודל. הערה: המאפיינים של ספוג הגומי המתואר D1894 ASTM כוללות רכות נדרשות נמדדו ביכולת לדחוס את הקצף 25% בעת השימוש בלחץ של 85 ± 15 kPa (12.5 ± 2.5 psi). אנו להעריך את היעילות של כל חומר גיבוי להפיץ כוח שווה על ידי מיפוי לחץ באמצעות סרט חיל-רגיש 8, 10. הלחץ על האזור כל האוסף (30 מ&quot;מ diameמעגל ter) ניתן לחשב על בסיס הכח המוחלט רק עבור התפלגות אחידה של כוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כולל משקולות attachable לספק כוחות כוללים (משקל משולב של בעל ומשקל) על לנגב החל כ 1 ל -15 N (כ 100 עד 1500-כוח הגרם). הגדר את הכוח המינימלי על ידי משקל של בעל לנגב. טווח הכח מבוסס על נתוני אוכלוסייה מתנדבת ביצוע ניסויים מנגבים כשחיל הממוצע שהופעל היה 7 נ 10 הכח המקסימאלי יהיה מוגבל על ידי היכולת להבטיח תנועה חלקה על פני השטח במהלך נסיעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כלול מכשיר עין-וו או דומה לחיבור חוט הרחקה. החוט מגביל בעל לנגב לנוע במהלך התנועה של המטוס. החוט צריך להיות במקביל לפני השטח או להיות בזווית חיובית קלה במהלך התנועה של המטוס. </li></ol></li></ol> בחירת חומר 2. ואינסטרומנטלית תצורה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר teמשטחי רח סמך הדמיון לסביבת ההקרנה. בחירות עשויות לכלול עור סינטטי, מתכת, פלסטיק, קרטון, בד, משטחים השתמשו וכו &#39;כי הן שטוחות להתאים במישור של מכשיר הבדיקה. מאוד משטחים גמישים ייתכן שיהיה צורך בגיבוי משטח נוקשה כדי למנוע תנועה במהלך לנגב-הדגימה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים משטחים לגודל במידת הצורך ונקי עם הממס (אתנול או מתנול הם בדרך כלל מתאים) ו / או על ידי מעיפים חלקיקים עם אוויר דחוס. משטחים נקיים מיד לפני התנהלות לנגב-הדגימה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מגבונים עשויים חומר כלשהו נחשב לשימוש לנגב-דגימה. הם להיות בממדים מינימום כדי לכסות את האזור אוסף עגול בקוטר 30 מ&quot;מ על בעל לנגב ו להיות מהודק במקום. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Cut מגבונים לגודל במידת הצורך להשתלב לנגב מחזיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחן משנה של מגבונים לפני השימוש הנהלים הבאים כמתואר בסעיף 4 כדי לקבוע יעילות מיצוי contaminat ריקרמות יון ביחס RDX או מזהמים אחרים שעלולים להפריע לניתוח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן סטנדרטי חלקיקי RDX ידי מערכים דיו להדפסה על polytetrafluoroethylene מצעים (PTFE). ייצור והשימוש בהם מתואר בפירוט בפרסום בבדיקה. ng 200 של RDX הוא סכום מינימאלי, נתון מגבלות זיהוי אנליטי טיפוסיות של טכניקת כימות של כ 5 ng / mL, ואת הסכום המקסימאלי, המבוססת על סכומים מדווחים של RDX טביעות אצבעות, צריך להיות כמה מיקרוגרם. דוגמאות ניתן שנערך תחת קירור עד 30 ימים לאחר ההדפסה. הערה: החלקיקים שמקורם התקנים אלה הטווח בגודל 1 מיקרומטר 40 מיקרומטר קוטר, מדמה היטב חלקיקי טביעות אצבעות שבוצעו לאחר טיפול נפץ פלסטי 12. חלוקת השטח של המדגם הועבר תלוי בגודל המערך המודפס, אך בדרך כלל תהיה בתוך 5 מ&quot;מ לפי אזור 5 מ&quot;מ; גם בתוך 30מ&quot;מ קוטר שטח דגימה מעגלי. פרוטוקול זה משתמש בסטנדרטי חלקיקי RDX המיוצרים על ידי הדפסת דיו המכילה התפלגות גודל חלקיקים ידועה חלוק באזור ידוע מתי מועבר על גבי משטח הבדיקה. דגימות יבשה-העברה אחרת 13 יכולות לשמש אם אותם הפרמטרים ידועים. דוגמאות היוצר על ידי בתצהיר פתרון ישיר על גבי משטחי המבחן אינן מומלצות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר ואת מכשיר בדיקה עבור לנגב דגימה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את המטוס למצב ההתחלתי (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהתייחסו איור 3, למקם משטח בדיקה, בלי הקפדה זה, במישור ההתקן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תבנית מנייר, כמוצג סכמטי באיור 1, ולמקם אותו להסמיק עד הקצוות של משטח הבדיקה, כפי שמוצג באיור 3. התבנית מציינת את המיקום המבוקש לנגב החל ואת המיקום ואת אורך שביל הדגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציית את t התבניתo המשטח באמצעות קלטת. הזז את המשטח, עם התבנית, הלוך ושוב על המטוס עד לנגב יושב על המיקום ההתחלתי כאשר חוט ההרחקה מתוח. הזז את המשטח, עם התבנית, מצד אל צד על המטוס, עד חוט הרחקת ממורכז במורד שביל הנסיעות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את מיקומו על המטוס שבו המצע יהיה דבק, כפי שנקבע לעיל. ציית שטח, עם התבנית, אל המטוס באמצעות קלטת מקל פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בבקרת תוכנה עבור המכשיר כדי מרחק נסיעה קלט ומהירות הנסיעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום תנועה של המטוס כדי לבדוק כי לנגב עוקב אחר נתיב הדגימה עבור מרחק הנסיעה כולה, ועל מנת להבטיח נסיעה חלקה. הערה: כמה שילובים של לנגב ואת משטח בדיקה עלול לגרום לרמה גבוהה של חיכוך בזמן התנועה. דילוג וההרמה של לנגב במהלך התנועה אינה רצוי. הניגוב עלול לסטות מנתיב הדגימה עבור מרחקי נסיעה ארוכים או שילובים מסוימיםניגוב משטח בדיקה. הגורם הקריטי ביותר הוא להבטיח כי לנגב עובר למיקום פיקדון מדגם. כשכיוון את החוט הרחקה עשוי לעזור להקל על הבעיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את המרחק בין המיקום של הפיקדון המדגם עד סוף הנסיעה. הערה: אם המדגם ממוקם ליד תחילת השביל הדגימה, כמו באיור 1, מרחק הנסיעה יהיה במקסימום שלה לכל אורך הבדיקה לפני השטח. קטנים מרחקי נסיעה ניתן לבחור על ידי הגבלת האורך הכולל של נסיעות, או על ידי הזזת המיקום של המדגם. </li></ol></li></ol> 3. נגב-דגימה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משטח הבדיקה נקי ולאפשר לו להתייבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המשטח על איזון טעינת הדף ומקום תבנית בנייר על העליונה (ראה 2.4.2), מחזיק אותו במקום בכל פינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח לדוגמא חלקיקים ביד ולהשתמש מציץ תאורה לבדוק כי המערך יושלם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אצבע מאחורי ההפקדהולשים ההפקדה בצד מצע PTFE מטה על משטח הבדיקה, עם ההפקדה בתוך שטח המדגם הניכר. תרגם מצע PTFE לאורך משטח הבדיקה בתוך נתיב הדגימה באמצעות מינימום של 10 N (להתבונן המשקל על האיזון שווה או עולה על 1000-כוח גרם) לייבוש-להעביר את החלקיקים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור משטחי מבחן עם מרקם מחורץ, לתרגם מצע PTFE לאורך מאונך המשטח אל הפסים, אפילו אם זה מאונך למסלול הדגימה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש תאורה מציצה לבדוק את מצע PTFE לאחר העברה יבשה כדי להבטיח את הסרת המערך. אם הרכיבים במערך להישאר, לבחור אם להמשיך או לבטל את הניסוי ולהתחיל שוב. הבחירה תהיה תלויה מגבלות זיהוי של מיצוי וניתוח, ואת המסה המינימלית הנדרשת על פני השטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמורת מצע PTFE להפקה ונחישות של יעילות העברה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את משטח הבדיקה במישור של previously מיקום מוגדר להדביק אותו אל המטוס באמצעות קלטת או שווה ערך מקל כפול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הנבחרת לנגב לתוך מחזיק ולצרף את המשקולות המתאימות לכח שנבחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את הטמפרטורה והלחות ליד הניסוי בתוך ± 2 ° C ו ± 5% לחות יחסית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את חוט ההרחקה לבעל לנגב ולמקם בעל לנגב בצד למטה על משטח הבדיקה. מיד ליזום תנועה של המטוס. הרם את המחזיק לנגב של משטח הבדיקה לאחר התנועה מפסיקה ולהסיר את לנגב מבעל. </li></ol> הפקה וניתוח 4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלץ ולנתח כל RDX הנותרים על מצע העברת PTFE. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרימה 1 מ&quot;ל של מתנול המכיל תקן פנימי מעל לפני השטח לתוך בקבוקון זכוכית מ&quot;ל 2. השתמש RDX באיזוטופ מתויג כסטנדרט פנימי. אנלוגי מתאים עם מבנה כימי דומה ומאפיינים פיזיים יכול לשמש אם עמדה מתויג באיזוטופARD שאינו בר השגה. עבור RDX, תקן פנימי מקובל נוסף יהיה cyclotetramethylenetetranitramine (HMX). השיטה של ​​הכנת המצע העברת PTFE מרמז גלישת PTFE סביב הנייר כדי להקטין את איבוד ממס על הנייר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת פתרונות באמצעות פרוטוקול אנליטי שפותח בעבר. פרוטוקול המשמש במחקר זה מבוסס על ספקטרומטריית מסה electrospray יינון (ESI-MS). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלץ ולנתח RDX שנאסף על לנגב. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את החומר לנגב לאזור אוסף עגול בקוטר 30 מ&quot;מ ומניחים את החלק לחתוך בתוך בקבוקון זכוכית 2 מ&quot;ל. להוסיף 1 מיליליטר של מתנול המכיל את התקן הפנימי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כיסוי או בקבוקון וורטקס 10,000 סל&quot;ד למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת פתרונות במהירות האפשרית כדי למנוע מחדש ספיחה של אנליטי ו / או תקן פנימי על חומר לנגב. השלם מנתח תוך שעה של חילוץ במידת האפשר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חילוץלנתח משנה של סטנדרטי חלקיקי RDX בשימוש על PTFE להשיג מסה החל בסיס באותו אופן כמו 4.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב יעילות העברה (TE) מן המצע PTFE כדי לקבוע את המסה של RDX שהופקדה על פני השטח. <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/55484/55484eq1.jpg" /> איפה ראשוני RDX הוא המסה שהופקד הממוצע של דגימות בסיס חילוץ (שלב 4.3) ו- RDX נשאר. היא המסה של RDX הנותרת על מצע PTFE לאחר העברה יבשה (4.1 שלב). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב יעיל איסוף (CE) של לנגב ביחס למסה שהופקדה על פני השטח. <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/55484/55484eq2.jpg" /> איפה RDX הנגב הוא המסה של RDX שחולץ מן לנגב (שלב 4.2). </li></ol> 5. בקרת איכות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע מינימום של 3 חזרות. משתנות הן CE יכול להיות גבוה יחסית 10 או יותר משכפל עשוי להיות נחוץ כדי לקבועהחשיבות של גורמי דגימה שונים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משטחי מבחן נקיים ושימוש חוזר עבור משכפל אם בדיקות ריקות מציינות את היעילות של תהליך הניקוי. ממיסים עשויים להשפיע על מרקם פני השטח, וכל הליך המחייב את השימוש בהם חייב לחול על כל משכפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מגבונים טריים לשכפל כל אחד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד חסר תהליך על ידי ביצוע אותו הנוהל אבל עם מצעי PTFE ריק. </li></ol> 6. דיווח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב ולדווח על סטייה ממוצעת ורמת TE ו CE עבור (n) משכפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דווח 1) סוג לנגב, 2) משטח הבדיקה, 3) כוח, 4) מהירות, 5) לנסוע למרחקים, 6) טמפרטורה, ו 7) לחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דווח על הסוג ופרטים של מדגם. אם דגימות הוכנו שלא על ידי דיו להדפסה, גודל חלקיקים מוערך דו&quot;ח שחזור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דווח על כל גורמים אחרים, נשלטו או שנצפה. </li></ol>

<ol>
	<li>Ewing, R. G., Atkinson, D. A., Eiceman, G. A., Ewing, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+critical+review+of+ion+mobility+spectrometry+for+the+detection+of+explosives+and+explosive+related+compounds.">A critical review of ion mobility spectrometry for the detection of explosives and explosive related compounds.</a> Talanta. 54, 515-529 (2001).</li><li>A Performance-Based Approach to the Use of Swipe Samples in a Response to a Radiological or Nuclear Incident, EPA/600/R-11/122. 2011. Available from: <a target="_blank" href="https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-07/documents/600-r-11-122_use_of_swipe_samples.pdf">https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-07/documents/600-r-11-122_use_of_swipe_samples.pdf</a> (2016)</li><li>Ashley, K., Braybrooke, G., Jahn, S. D., Brisson, M. J., White, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+Surface+Dust+Sampling+Methods+for+Metals,+with+Emphasis+on+Beryllium.">Standardized Surface Dust Sampling Methods for Metals, with Emphasis on Beryllium.</a> J. Occup. Environ. Hyg. 6, D97-D100 (2009).</li><li>Lioy, P. J., Freeman, N. C. G., Millette, 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=Dust:+a+metric+for+use+in+residential+and+building+exposure+assessment+and+source+characterization.">Dust: a metric for use in residential and building exposure assessment and source characterization.</a> Environ. Health Perspect. 110 (10), 969-983 (2002).</li><li>ASTM International. American Society for Testing and Materials. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> E1728-10 Standard Practice for Collection of Settled Dust Samples Using Wipe Sampling Methods for Subsequent Lead Determination. , E1728-E1710 (2010).</li><li>Cettier, J., 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=Efficiency+of+wipe+sampling+on+hard+surfaces+for+pesticides+and+PCB+residues+in+dust.">Efficiency of wipe sampling on hard surfaces for pesticides and PCB residues in dust.</a> Sci. Total Environ. 505, 11-21 (2015).</li><li>Jain, S., Heiser, A., Venter, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spray+desorption+collection:+an+alternative+to+swabbing+for+pharmaceutical+cleaning+validation.">Spray desorption collection: an alternative to swabbing for pharmaceutical cleaning validation.</a> Analyst. 136, 1298-1301 (2011).</li><li>Verkouteren, J. R., 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=A+method+to+determine+collection+efficiency+of+particles+by+swipe+sampling.">A method to determine collection efficiency of particles by swipe sampling.</a> Meas. Sci. Technol. 19 (11), 115101 (2008).</li><li>Da Silva, ., Urbas, S. M., Filliben, A. A., J, J., Morrow, 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=Recovery+balance:+a+method+for+estimating+losses+in+a+Bacillus+anthracis+spore+sampling+protocol.">Recovery balance: a method for estimating losses in a Bacillus anthracis spore sampling protocol.</a> J. Appl. Microbiol. 114, 807-818 (2013).</li><li>Verkouteren, J. R., Ritchie, N. W. M., Gillen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+force-sensing+array+films+to+improve+surface+wipe+sampling.">Use of force-sensing array films to improve surface wipe sampling.</a> Env. Sci. Process. Impact. 15, 373-380 (2013).</li><li>Verkouteren, 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=Particle+characteristics+of+trace+high+explosives:+RDX+and+PETN.">Particle characteristics of trace high explosives: RDX and PETN.</a> J Forensic Sci. 52, 335-340 (2007).</li><li>Verkouteren, J. R., Coleman, J. L., Cho, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+mapping+of+explosives+particles+in+composition+C-4+fingerprints.">Automated mapping of explosives particles in composition C-4 fingerprints.</a> J. Forensic Sci. 55, 334-340 (2010).</li><li>Brady, J. J., Argirakis, B. L., Gordon, A. D., Lareau, R. T., Smith, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+to+control+the+polymorphic+phase+for+RDX-Based+Trace+Standards.">A method to control the polymorphic phase for RDX-Based Trace Standards.</a> Proc. Of SPIE. 9824, 982418 (2016).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D1894-14+Standard+Test+Method+for+Static+and+Kinetic+Coefficients+of+Friction+of+Plastic+Film+and+Sheeting.">D1894-14 Standard Test Method for Static and Kinetic Coefficients of Friction of Plastic Film and Sheeting.</a> American Society for Testing and Materials. , (2010).</li><li>Chamberlain, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry+transfer+method+for+the+preparation+of+explosives+test+samples.">Dry transfer method for the preparation of explosives test samples.</a> US patent. , (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose. Certain commercial equipment, instruments, or materials are identified in this document. Such identification does not imply recommendation or endorsement by the National Institute of Standards and Technology, nor does it imply that the products identified are necessarily the best available for the purpose.

אוסף לדוגמא נתפס כיום כשלב ההגבלה לשיפור יכולות זיהוי בסביבות הקרנה. נגב-דגימה היא זקוקה מדידה תקינה על מנת להעריך את היכולות נוכחיות לתמוך בפיתוח של חומרים ופרוטוקולי דגימה חדשים. הגישה המתוארת כאן נועדה לספק תשתית מדידה זו, והבקרות ביותר של הגורמים ידועים להיות רלוונטיות לנגב-דגימה. מחקרים קודמים הראו כי גודל חלקיקים, להחיל בכוח במהלך איסוף, מבחן שטח, דגימה לנגב, ומרחק נסיעה הנם המרכיב החשוב לשלוט. גישת אינסטרומנטלי מאפשרת שליטה על הכח המונע, מהירות הניגוב, ומרחק נסיעה, ואת הערכים שנבחרו עבור הפרמטרים הללו צריכים לנפול בטווח הצפוי במצבים אמיתיים. הכח מוחל באמצעות משקל גיבוי מעל אזור הגבייה, יש להיזהר כדי להשיג חלוקה שווה של כוח על מנת Calculate הלחץ. משטחי מבחן נבחרים על ידי המשתמש וצריכים להתייחס לסביבות הקרנה אמיתיות לשכפל את מגוון אתגרי דגימה הצפוי. מגבוני דגימה נבחרו על מנת להעריך בשיטות נהוגות ו / או למדוד את היעילות של חומרים חדשים תוכננו. על מנת להשוות תוצאות בין מעבדות, אותם משטחי המבחן והמגבונים חייבים לשמש, אשר יכולים להיעשות על ידי ציון פרמטרים קריטיים או על ידי שיתוף חומרים שנרכשו ממקור יחיד. מגבוני ETD זמינים מסחרי, אבל הם ללא הרף תחת הפקה והרבה שונים עשויים להיות בעלי תכונות שונות. אלו הן בעיות שניתן לטפל בעתיד על ידי מאמצים מעבדתיות מתואמים. הדגימות המשמשות להערכת יעילות איסוף צריכות להתאים את המאפיינים הפיסיים צפויים במצבים אמיתיים. במקרה של חומרי נפץ, פיתחנו גישה לפתרונות הדפסה הזרקת דיו של RDX לייצרפיקדונות מיקרומטר בגודל המעבירים ביעילות מגוון של מצעים ולהפיק פיקדונות חלקיקים בגודל החל מ 1 עד 40 מיקרומטר. לחלופין, מיקרוספרות פוליסטירן בגודל קבוע יכול לשמש. Pipetting פתרונות RDX גבי מצעים טפלון כלל תוצאות הפקדה אחת שעשויה להיות גדולים למדי, ואת גדלי החלקיקים לאחר העברת השטח אינם ידועים. גישה זו יכולה לשמש עבור מחקרי דגימה אם החלקיקים בגדלים מאופיינים העולם להיות לשחזור. שיטה זו תוארה להערכת יעילות דגימה עבור חומרי נפץ, אך יכולה גם להיות מיושמת על איכות סביבה, גרעיני, או יישומי מדע זיהוי פליליים. הדגימות, שוב, צריכות להיות מפותחות כדי להתאים את היישומים האמיתיים, ובמקרה של שאריות חלקיקים, אותו הסוג של העברה יבשה מ הטפלון יהיה מתאים. עבור זיהום משטח נובעים ממקורות אחרים מאשר העברת חלקיקים, כגון עיבוי מ אדי, סוגים שונים של דגימותעשוי להיות מתאים יותר. מגבלה נוכחית של הטכניקה היא חוסר היכולת לשנות כיוונים ב דגימה. התצורה הנוכחית מאפשרת לתנועה בכיוון אחד בלבד, ולכן לא יכול לשלוט על שינויים כיוונית כי בדרך כלל מתרחשים הדגימה בתחום של אובייקטים. אנחנו כרגע טפל הצורך הזה על ידי שילוב x - תנועת y ומאפשר דפוסי דגימה ספציפיים למלא שטח.

סיקור עקבות של חומרי נפץ בשדות תעופה ומקומות אחרים הוא צעד מכריע את ההגנה על הציבור מפני איום טרור. נהלים נוכחיים מתמקדים מאוד לנגב-דגימה של זיהום משטח מפריטי מטופלים על ידי אנשים, האנשים עצמם, ופריטים המיועדים מטען מחזיק. מגבונים אוספים מנותחים מייד בתחום באמצעות גלאי עקבות נפץ מסחריים (eTDS) המבוססים בדרך כלל על desorption תרמית של חומר מוצק שנאסף, עם זיהוי ידי ספקטרומטריית ניידות יון 1 או, ולאחרונה, ספקטרומטריית מסה. הסכום הכולל של זמן זמין לאיסוף דגימה וניתוח מוגבל על ידי הצורך למזער את ההשפעה על תפוקה של נוסעים ושל מטען. חייבים להיות מותאמים פרוטוקולי דגימה לאסוף המדגם ביותר בזמן הקצר ביותר, מחייב מדידות סטנדרטיות שניתן לשקול גורמים חשובים כדי לנגב אוסף. נגב-דגימההוא נוהג כללי המשמש זיהום משטח דגימה בזירות בריאות, איכות סביבה, ורגולטורית 2, 3, 4, 5, 6, 7. שיטות טיפוסיות כוללות החזקת לנגב ביד והדגימה בתוך אזור קבוע באמצעות דפוס כיסוי רחב. כדי להגדיל את השליטה מנגבת גורמים, כולל כוח ומהירות, פתחנו גישה אינסטרומנטלית לדמות לנגב דגימה 8, אשר שמשה גם כדי להעריך את היעילות ב ביולוגי סיוד דגימת 9. התקן מסחרי המיועד למדידות דבקה הותאם לצורך; היא כוללת משטח מישורים שזז במהירות ומרחק קבועה תחת נייח לנגב. הכח במהלך הדגימה נשלט על ידי משקל מונח על גבי בעל לנגב. משטחים של עניין (בדים, PLAstics, מתכות, וכו &#39;) ממוקמות על פני שטח מישוריים מדגמים חלקיק ממוקם באזור קבוע על משטח זה. מיקרוספרות מוקדם לעבודה בשימוש פוליסטירן לטקס שלנו כמו חלקיקים הבדיקה, וגודל החלקיקים הוצגה להשפיע על איסוף החלקיקים, עם גדול (42 מיקרומטר) תחומי שנאסף בצורה יעילה יותר מאשר קטנים כדורים (9 מיקרומטר). גם מצאנו כמה שיפור יעילות איסוף עם גידול כוח ליישם במהלך הדגימה, וכן נצפו הבדלים בגביית ממשטחים שונים עבור מגבונים שונים. בעבודה עוקבת, מצאנו כי חלקיקי פוליסטירן יכולים להיות ושקעו ידי ממשיך לנגב את פני השטח לאחר איסוף, הפחתת 10 אוסף היעילות לכאורה. זהו שיקול חשוב לגילוי חומר נפץ עקבות, כמו פריטים שנדגמו בתרחישי הקרנה, כגון מזוודות, יכולים להיות גדול יחסית לאזור איסוף לנגב, מחייב dista נסיעות המקיףnces כדי לכסות אפילו אחוז קטן של האזור של הפריט. לכן, מרחק הנסיעה על פני השטח לאחר האיסוף של המדגם הוא גורם חשוב, ופרוטוקולי שדה מגדירים בדרך כלל מרחק מרבי מוותר המכוסה לפני כל ניתוח. הצורות של מיקרוספרות אינן דומות חלקיקי חומר נפץ אמיתיים 11, 12 ו הכימי שלהם ומאפיינים פיסיים עלולים לגרום להם simulant לקוי עבור חומרי נפץ לנגב ניסויים אוספים. כדי לענות על מגבלה זו, פתחנו חומר מבחן המכיל את 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine הנפץ (RDX) עם גודל חלקיקים ידוע. חומר הבדיקה נעשה על ידי כרכי nanoliter דיו להדפסה של פתרון RDX במערכים על מצעי טפלון, עם הפקדות מוצקות מיקרומטר בגודל שהוקמו על ידי אידוי בכל נקודה במערך. הפיקדונות מועברים משטחי המבחן על ידי שפשוף על פני השטח, וחלק כתוצאהבגדלים icle מוגדרים על ידי גודל הפיקדון החל. בקטרי החלקיק הרצויים, כפי שנקבעו על ידי ניתוח של טביעות אצבעות המכילות חומר נפץ עקבות, הם 10 עד 20 מיקרומטר. פיקדונות יכול גם להיווצר על ידי pipetting כרכים מיקרוליטר של פתרון על גבי מצעים טפלון 13, אבל הם יתייבשו לתוך הפקדה אחת גדולה, בדרך כלל הרבה יותר גדול כי בטווח הרצוי של חלקיקים בגדלים (עבור ההמונים RDX רלוונטי לעבודה זו). תקן חלקיקי RDX הדיו משמש בעבודה זו יחד עם נהלי מיצוי וניתוח כמוני כדי להדגים את השיטה לקביעת לנגב יעיל איסוף. מדידות אלה נועדו לקדם את הפיתוח של הדגימה החדשה מגבונים עם יעילות איסוף טוב יותר, ולתמוך מומלצות ב הדגימה שדה, כולל מיקוד משטחים להניב יותר מדגם, הכוח המתאים לשימוש במהלך איסוף, ואת שטח לכסות לפני ניתוח.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="624">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Slip/Peel Tester</td>
			<td style="width:123px;">Imass</td>
			<td style="width:119px;">TL-2300</td>
			<td style="width:167px;">replaces TL-2200 used in protocol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3D printer</td>
			<td style="width:123px;">Stratasys</td>
			<td style="width:119px;">Connex500</td>
			<td>VeroWhite resin as printing material</td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:216px;">steel rod with thread</td>
			<td style="width:123px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">7786T14</td>
			<td>cut to size for desired weight, multiple online vendors available</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">felt or rubber</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>backing material in wipe holder, multiple online vendors available</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PTFE substrate</td>
			<td style="width:123px;">SPI Supplies</td>
			<td style="width:119px;">01426-AB</td>
			<td>1&#34; wide Bytac Bench and Shelf protector, Al-backed, cut to size</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">RDX solution</td>
			<td style="width:123px;">Cerilliant Analytical Reference Standards</td>
			<td style="width:119px;">ERR-001S</td>
			<td>1000 mg/mL in acetonitrile</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Inkjet printer</td>
			<td style="width:123px;">MicroFab Technologies, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">jetlab4 xl-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Isotopically tagged RDX</td>
			<td style="width:123px;">Cambridge Isotope Laboratories</td>
			<td style="width:119px;">CLM-3846-S</td>
			<td>For internal analytical standard</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">2 mL glass vial</td>
			<td style="width:123px;">Restek</td>
			<td style="width:119px;">21140 /24670</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Methanol</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">14262</td>
			<td>Chromasolv grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ETD wipe 1</td>
			<td style="width:123px;">DSA Detection</td>
			<td style="width:119px;">DSW8055P</td>
			<td>Ionscan 500 DT wipe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ETD wipe 2</td>
			<td style="width:123px;">DSA Detection</td>
			<td style="width:119px;">ST1318P</td>
			<td>Itemiser DX wipe</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ballistic nylon fabric</td>
			<td style="width:123px;">Seattle Fabrics</td>
			<td style="width:119px;">1050 Denier Ballistics</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Synthetic leather fabric</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>contact authors for sample</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

standardized method for measuring collection efficiency from wipe-sampling of trace explosives

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common procedure for collecting traces of explosives, and standardized measurements of collection efficiency are needed to evaluate and optimize sampling protocols. The approach described here is designed to provide this measurement infrastructure, and controls most of the factors known to be relevant to wipe-sampling. Three critical factors (the applied force, travel distance, and travel speed) are controlled using an automated device. Test surfaces are chosen based on similarity to the screening environment, and the wipes can be made from any material considered for use in wipe-sampling. Particle samples of the explosive 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine (RDX) are applied in a fixed location on the surface using a dry-transfer technique. The particle samples, recently developed to simulate residues made after handling explosives, are produced by inkjet printing of RDX solutions onto polytetrafluoroethylene (PTFE) substrates. Collection efficiency is measured by extracting collected explosive from the wipe, and then related to critical sampling factors and the selection of wipe material and test surface. These measurements are meant to guide the development of sampling protocols at screening venues, where speed and throughput are primary considerations.

היכולת של פרוטוקול זה כדי למדוד במדויק יעיל איסוף ממגוון רחב של משטחי מבחן אפשרי תלויה את המאפיינים הפיסיים של המדגם והכליאה שלה לאזור מסוים על פני השטח. אם המדגם הוא מחוץ לאזור המוגדר, זה לא יכול להיות נתקל באופן מלא במהלך לנגב-הדגימה, ואת יעילות איסוף יופחת באופן מלאכותי. בנוסף, אם החלקיקים שונים משמעותי חלקיקים ריאליים הצפויה ב שאריות חומר נפץ עקבות, המדידות יעילות גבייה לא יכולות להיות נציג. מסיבות אלה, אנו ממליצים על השימוש של סוג מסוים של מדגם אשר הודגם ליצור מאפייני גודל חלקיקים מתאימים להעביר לבדיקת משטחים בתוך אזור מוגבל בקנה אחד עם הפרוטוקול. בתצהיר פתרון ישיר ליצירת חלקיקים תלוי מרקם רכב פני השטח ולא יכול לגרום repreדגימות sentative. תוצאות מובאות בטבלת 1 עבור ETD מסחרי לנגב 1 (פולימר מטא-aramid) נתון כוח 7.5 N ונציג משטח בדיקה של מטען (בד ארוג ניילון בליסטי), עבור שני מרחקי נסיעה שונים. מהירות הנסיעה של כל הניסויים הוא 50 מ&quot;מ / s, ואת הטמפרטורה והלחות היחסית במהלך איסוף היו 20 ± 2 ° C ו- 40 ± 4% לחות יחסית, בהתאמה. התוצאות מראות כי תוצאות אורך נתיב כבר יעיל איסוף מופחת, אשר צפוי עקב redeposition של חלקיקים 10. מרחק הנסיעות 36 הסנטימטר הושג באמצעות שלושה מעברים נפרדים על פני השטח, הרמה לנגב בסוף כל נתיב ותרגום השטח לחשוף נתיב דגימה טרי. שיטה זו של הארכת מרחק הנסיעה דורשת כי לנגב הוא הרים והניחו מטה מספר פעמים, והוא עשוי להניב תוצאות שונות לעומת רציף<html> נתיב לדוגמה. בתרחישי הקרנה, סביר להניח כי לנגב הוא הרים והוחלף פעמים רבות על הפריט, כך שגישה זו הארכת מרחק הנסיעה היא מתאימה. TES של פיקדונות RDX מן המצע PTFE הם גבוהים, כצפוי עבור השטח הזה. מכיוון TES קרוב 100%, ויש אבטחת איכות שמספקת בדיקה ויזואלית של המצע (שלב 3.2.3), המדידה של TE יכולה להתבטל מבלי משמעותי המשפיע על תוצאות CE עבור משטח הבדיקה הזו. משטחי בדיקה אחרים עשויים להיות נמוכה או יותר TES משתנית. ההתלבטות היתה ב CE הם בתוך טווח הזמן הצפוי טכניקה זו על סמך הניסיון שלנו עד כה. ETD המסחרי השני לנגב (פיברגלס ארוג מצופה PTFE) יש חוסר ודאות כלל נמוך יותר מאשר הפולימר מטא-aramid לנגב, אף שיש לה גם CES נמוך בכלל (איור 4). העבודה הקודמת שלנו עם מיקרוספרות פוליסטירן<html> f &quot;&gt; 8 עולה בקנה אחד עם יעילות הגבייה הנמוכה שנצפתה עבור ETD לנגב 2 לעומת לנגב 1. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig1.jpg" /> איור 1. סכמטי לנגב מנגנון דגימה (שמאלה באמצע) עם תבנית עבור מיקום מדגם על משטח הבדיקה (מימין). טביעת הרגל של האזור אוסף לנגב, עיגול בקוטר 30 מ&quot;מ, מוצג על ההתחלה והסיום של המסלול הדגימה. הניגוב מושם על משטח הבדיקה, נוסע ישירות דרך מיקום המדגם (בדרך כלל 5 מ&quot;מ על ידי 5 מ&quot;מ או קטן יותר), ומסתיים על פני השטח. מרחק הנסיעה הוא מ- C, המיקום של המדגם, עד הסוף. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55484/55484fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> pload / 55,484 / 55484fig2.jpg&quot;/&gt; איור 2. דוגמא לנגב מחזיק. החלקים המרכיבים עבור בעל המנהג מוצגים בפינה השמאלית העליונה, והם כוללים שני מרכיבי פלסטיק מיוצרים על ידי הדפסת 3D. שני מרכיבים אלה משמשים כדי לצבוט את לנגב במקום מוחזקים יחד על ידי שני ברגים האגודל. משקל הנירוסטה attachable הוא מוט מוצק עם עגיל מושחל בקצה אחד מצורף לבעל. הברק בעיניים הוא עבור קובץ מצורף של קו ההרחקה. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig3.jpg" /> איור 3. תצורת המכשיר. תבנית נייר צהוב עשוי להתאים 10 ס&quot;מ על ידי 10 ס&quot;מ משטח הבדיקה פלדה מרובע, ובו מגזרת נתיב הדגימה. המשטח עם תבנית מושם על המטוס נייד מותאם עד קו ההרחקה מתוח המרוכז לאורך שביל הדגימה. התבנית משמשת כדי להגדיר הדואר המכשיר בעת העברת מדגם הבדיקה, אבל היא לא במקום במהלך לנגב הדגימה. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55484/55484fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig4.jpg" /> איור 4. תוצאות עבור השטח מבחן עור סינתטי ובמרחק נסיעה 36 ס&quot;מ, מושגת באמצעות 3 מעברים של 12 ס&quot;מ כל אחת, עבור שני מגבונים שונים. וודאויות CE ניתנות 1 סטיית תקן. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> מרחק נסיעות (סנטימטר) </td><td> חיל (N) </td><td> TE (%) </td><td> RSD (%) </td><td> לספירה (%) </td><td> RSD (%) </td><td> n </td></tr&gt; <tr><td> 36 * </td><td> 7.5 </td><td> 97.4 ± 2.1 </td><td> 2.2 </td><td> 11.7 ± 4.0 </td><td> 34.0 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 7.5 </td><td> 98.5 ± 1.3 </td><td> 1.3 </td><td> 22.6 ± 3.4 </td><td> 15.2 </td><td> 4 </td></tr><tr><td colspan="7"> * 3 מעברים של 12 ס&quot;מ כל אחת. </td></tr></tbody></table> טבלה 1. תוצאות עבור ETD המסחרי לנגב 1 משטח מבחן בד ניילון ארוג לשני מרחקי נסיעות שונים. וודאויות TE ו CE ניתנות 1 סטיית תקן.

Watch this Scientific Journal Video about Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives at JoVE.com

Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

Optimized sampling protocols and the development of new wipe materials can be facilitated by standardized measurements of collection efficiency from wipe-sampling. Our approach for sampling trace explosives uses an automated device to control speed, force, and distance during wipe-sampling followed by extraction of collected explosives.

שיטה סטנדרטית למדידת יעילות גבייה נגב-דגימה של חומרי נפץ Trace

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common ...

standardized-method-for-measuring-collection-efficiency-from-wipe

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

9.4K Views.  National Institute of Standards and Technology. Optimized sampling protocols and the development of new wipe materials can be facilitated by standardized measurements of collection efficiency from wipe-sampling. Our approach for sampling trace explosives uses an automated device to control speed, force, and distance during wipe-sampling followed by extraction of collected explosives.

Video: Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

Measuring Spatially- and Directionally-varying Light Scattering from Biological Material

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the milli-scale structure of barbs and barbules largely determines the directional pattern of reflected light; and through the macro-scale spatial structure of overlapping, curved feathers, these directional effects create the visual texture. Milli-scale and macro-scale effects determine where on the organism's body, and from what viewpoints and under what illumination, the iridescent colors are seen. Thus, the highly directional flash of brilliant color from the iridescent throat of a hummingbird is inadequately explained by its nano-scale structure alone and questions remain. From a given observation point, which milli-scale elements of the feather are oriented to reflect strongly? Do some species produce broader "windows" for observation of iridescence than others? These and similar questions may be asked about any organisms that have evolved a particular surface appearance for signaling, camouflage, or other reasons.
In order to study the directional patterns of light scattering from feathers, and their relationship to the bird's milli-scale morphology, we developed a protocol for measuring light scattered from biological materials using many high-resolution photographs taken with varying illumination and viewing directions. Since we measure scattered light as a function of direction, we can observe the characteristic features in the directional distribution of light scattered from that particular feather, and because barbs and barbules are resolved in our images, we can clearly attribute the directional features to these different milli-scale structures. Keeping the specimen intact preserves the gross-scale scattering behavior seen in nature. The method described here presents a generalized protocol for analyzing spatially- and directionally-varying light scattering from complex biological materials at multiple structural scales.

We present a non-destructive method for sampling spatial variation in the direction of light scattered from structurally complex materials. By keeping the material intact, we preserve gross-scale scattering behavior, while concurrently capturing fine-scale directional contributions with high-resolution imaging. Results are visualized in software at biologically-relevant positions and scales.

מדידת מרחבית ופיזור אור directionally-משתנה מחומר ביולוגי

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the ...

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 ...

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and polar dielectric liquids. These bridges are unique from capillary bridges in that they exhibit extensibility beyond a few millimeters, have complex bi-directional mass transfer patterns, and emit non-Planck infrared radiation. A number of common solvents can form such bridges as well as low conductivity solutions and colloidal suspensions. The macroscopic behavior is governed by electrohydrodynamics and provides a means of studying fluid flow phenomena without the presence of rigid walls. Prior to the onset of a liquid bridge several important phenomena can be observed including advancing meniscus height (electrowetting), bulk fluid circulation (the Sumoto effect), and the ejection of charged droplets (electrospray). The interaction between surface, polarization, and displacement forces can be directly examined by varying applied voltage and bridge length. The electric field, assisted by gravity, stabilizes the liquid bridge against Rayleigh-Plateau instabilities. Construction of basic apparatus for both vertical and horizontal orientation along with operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Horizontal and vertical electrohydrodynamic liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields and polar dielectric liquids. The construction of basic apparatus and operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

הכנת גשרי Electrohydrodynamic מנוזלי דיאלקטרי פולאר

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent thermal evaporation, and it absorbs visible light strongly. However, for a long time the record power conversion efficiency of SnS solar cells remained below 2%. Recently we demonstrated new certified record efficiencies of 4.36% using SnS deposited by atomic layer deposition, and 3.88% using thermal evaporation. Here the fabrication procedure for these record solar cells is described, and the statistical distribution of the fabrication process is reported. The standard deviation of efficiency measured on a single substrate is typically over 0.5%. All steps including substrate selection and cleaning, Mo sputtering for the rear contact (cathode), SnS deposition, annealing, surface passivation, Zn(O,S) buffer layer selection and deposition, transparent conductor (anode) deposition, and metallization are described. On each substrate we fabricate 11 individual devices, each with active area 0.25 cm2. Further, a system for high throughput measurements of current-voltage curves under simulated solar light, and external quantum efficiency measurement with variable light bias is described. With this system we are able to measure full data sets on all 11 devices in an automated manner and in minimal time. These results illustrate the value of studying large sample sets, rather than focusing narrowly on the highest performing devices. Large data sets help us to distinguish and remedy individual loss mechanisms affecting our devices.

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

מה שהופך את התאים סולריים שיא יעילות SNS על ידי אידוי תרמי ואטומית שכבת הפקדת

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Research and Development of High-performance Explosives

Developmental testing of high explosives for military applications involves small-scale formulation, safety testing, and finally detonation performance tests to verify theoretical calculations. For newly developed formulations, the process begins with small-scale mixes, thermal testing, and impact and friction sensitivity. Only then do subsequent larger scale formulations proceed to detonation testing, which will be covered in this paper. Recent advances in characterization techniques have led to unparalleled precision in the characterization of early-time evolution of detonations. The new technique of Photonic Doppler Velocimetry (PDV) for the measurement of detonation pressure will be shared and compared with traditional fiber-optic detonation velocity and plate-dent calculation of detonation pressure. In particular, the role of aluminum in explosive formulations will be discussed. Recent developments led to the development of explosive formulations that result in reaction of aluminum very early in the detonation product expansion. This enhanced reaction leads to changes in the detonation velocity and pressure due to reaction of the aluminum with oxygen in the expanding gas products.

Developmental testing of high explosives for military applications involves small-scale formulation, safety testing, and finally detonation performance tests to verify theoretical calculations. This paper will share typical development tests associated with the measurement of detonation velocity and detonation pressure.

מחקר ופיתוח של חומרי נפץ ביצועים גבוהים

Developmental testing of high explosives for military applications involves small-scale formulation, safety testing, and finally detonation performance ...

Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing technology is used to fabricate particles with slender arms connected at a common center. Shapes explored are crosses (two perpendicular rods), jacks (three perpendicular rods), triads (three rods in triangular planar symmetry), and tetrads (four arms in tetrahedral symmetry). Methods for producing on the order of 10,000 fluorescently dyed particles are described. Time-resolved measurements of their orientation and solid-body rotation rate are obtained from four synchronized videos of their motion in a turbulent flow between oscillating grids with R&#955; = 91. In this relatively low-Reynolds number flow, the advected particles are small enough that they approximate ellipsoidal tracer particles. We present results of time-resolved 3D trajectories of position and orientation of the particles as well as measurements of their rotation rates.

We use 3D printing to fabricate anisotropic particles in the shapes of jacks, crosses, tetrads, and triads, whose alignments and rotations in turbulent fluid flow can be measured from multiple simultaneous video images.

שיטות למדידת התמצאות סיבוב שעיר 3D מודפסות חלקיקי Turbulence

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

Measuring Spray Droplet Size from Agricultural Nozzles Using Laser Diffraction

When making an application of any crop protection material such as an herbicide or pesticide, the applicator uses a variety of skills and information to make an application so that the material reaches the target site (i.e., plant). Information critical in this process is the droplet size that a particular spray nozzle, spray pressure, and spray solution combination generates, as droplet size greatly influences product efficacy and how the spray moves through the environment. Researchers and product manufacturers commonly use laser diffraction equipment to measure the spray droplet size in laboratory wind tunnels. The work presented here describes methods used in making spray droplet size measurements with laser diffraction equipment for both ground and aerial application scenarios that can be used to ensure inter- and intra-laboratory precision while minimizing sampling bias associated with laser diffraction systems. Maintaining critical measurement distances and concurrent airflow throughout the testing process is key to this precision. Real time data quality analysis is also critical to preventing excess variation in the data or extraneous inclusion of erroneous data. Some limitations of this method include atypical spray nozzles, spray solutions or application conditions that result in spray streams that do not fully atomize within the measurement distances discussed. Successful adaption of this method can provide a highly efficient method for evaluation of the performance of agrochemical spray application nozzles under a variety of operational settings. Also discussed are potential experimental design considerations that can be included to enhance functionality of the data collected.

We present protocols to be used in the measurement of spray droplet size from agricultural nozzles used in both aerial and ground based agrochemical applications. These methods presented were developed to provide consistent and repeatable droplet size data both inter- and intra-laboratory, when using laser diffraction systems.

גודל אגל ריסוס מדידה מן הנחירים חקלאיים באמצעות דיפרקציה ליזר

When making an application of any crop protection material such as an herbicide or pesticide, the applicator uses a variety of skills and information to ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

שיטה חדשה עבור<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון אלקטרומכני של דגימות ננומטריות

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is composed of two materials, a plastic and an elastomer, whose dispersion characteristics (refractive index variation with wavelength) are different. We first designed the lens geometry and then used ray-tracing simulation, based on the Monte Carlo method, to analyze its performance from the point of view of both optical efficiency and the maximum attainable concentration. Afterwards, ADG Fresnel lens prototypes were manufactured using a simple and reliable method. It consists of a prior injection of plastic parts and a consecutive lamination, together with the elastomer and a glass substrate to fabricate the parquet of ADG Fresnel lenses. The accuracy of the manufactured lens profile is examined using an optical microscope while its optical performance is evaluated using a solar simulator for concentrator photovoltaic systems. The simulator is composed of a xenon flash lamp whose emitted light is reflected by a parabolic mirror. The collimated light has a spectral distribution and an angular aperture similar to the real Sun. We were able to assess the optical performance of the ADG Fresnel lenses by taking photographs of the irradiance spot cast by the lens using a charge-coupled device (CCD) camera and measuring the photocurrent generated by several types of multi junction (MJ) solar cells, which have been previously characterized at a solar simulator for concentrator solar cells. These measurements have demonstrated the achromatic behavior of ADG Fresnel lenses and, as a consequence, the suitability of the modelling and manufacturing methods.

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens makes use of two materials with differing dispersion to reduce chromatic aberration and increase attainable concentration. In this paper, a protocol for the complete characterization of the ADG Fresnel lens is presented.

הערכת ניסיוני מקורה של יעילות, Irradiance שתאכלו כפיל אכרומטי על זכוכית (ADG) עדשת פרנל ריכוז Photovoltaics

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory setups is presented. The experiments are easily repeatable compared to operational scale experiments (pool diameter &#8805;2 m), while still featuring quite realistic in situ burning conditions of crude oil on water. Experimental conditions include a flowing water sub-layer that cools the oil slick and an external heat flux (up to 50 kW/m2) that simulates the higher heat feedback to the fuel surface in operational scale crude oil pool fires. These conditions enable a controlled laboratory study of the burning efficiency of crude oil pool fires that are equivalent to operational scale experiments. The method also provides quantitative data on the requirements for igniting crude oils in terms of the critical heat flux, ignition delay time as a function of the incident heat flux, the surface temperature upon ignition, and the thermal inertia. This type of data can be used to determine the required strength and duration of an ignition source to ignite a certain type of fresh or weathered crude oil. The main limitation of the method is that the cooling effect of the flowing water sub-layer on the burning crude oil as a function of the external heat flux has not been fully quantified. Experimental results clearly showed that the flowing water sub-layer does improve how representative this setup is of in situ burning conditions, but to what extent this representation is accurate is currently uncertain. The method nevertheless features the most realistic in situ burning laboratory conditions currently available for simultaneously studying the flammability and burning efficiency of crude oil on water.

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Here, we present a protocol to simultaneously study the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil under conditions that simulate in situ burning operations on the sea.

התהליך הניסיוני במחקרי מעבדה של בחיי עיר בוער: דליקות והיעילות צריבה של נפט גולמי

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...