ドクタージェインモロー博士サンドラ・ダ・シルバ、NISTからの両方が、方法の以前のバージョンに貢献しました。米国国土安全保障省の科学技術理事は、米国国立標準技術研究所（NIST）と省庁間協定HSHQPM-15-T-00050の下でこの物質の一部の生産を後援しました。

1.装置<ol><li>選択または可動面を有するデバイスを製造する（ 図1の概略図を参照）。 注：ここでは、TL-スリップ/剥離試験機を使用しますが、このデバイスは、この方法には必要ではなく、シンプルなデバイス上でコストを増大させることができるように摩擦力の測定などの機能を有しています。 <ol><li> 3センチメートルの最小幅15センチ最小の長さを選択平面寸法。長さは、単一のサンプリング経路（ 図1）の最大移動距離を制御します。 </li><li> ±10％の選択された速度で再現性50〜400ミリメートル/ sから定義された速度で移動する平面を選択します。範囲を拭い実験を行うボランティア集団からのデータに基づいています。 10 </li></ol></li><li>ワイプホルダー（ 図2）を作製。補足情報で利用可能なCAD図面。 <ol><li>ワイプとCIRCULを公開保持するクランプ機構を含めますAR収集領域直径30mm。収集区域は、機器内の脱着面積が許容収集領域を定義し、一般的なのETDに基づいています。 </li><li>力の均一な分布を提供するために、収集領域の背後にある取り外し可能なソフトバッキングを含めます。これは、そうでない場合は、クリーニングでは除去できない汚染の場合は取り外し可能です。大きさに切断し、フェルトのような、ASTM D1894の14、または他の柔らかい材料に記載のように裏地は、スポンジゴム発泡体から形成することができます。 注：はASTM D1894に記載のスポンジゴムの特性は85±15キロパスカル（12.5±2.5 PSI）の圧力を使用するときに泡を25％圧縮する能力として測定され、必要な柔軟性を含みます。我々は、均一に力感応膜8,10を用いて圧力をマッピングすることによって、力を分配する任意の裏当て材料の有効性を評価します。コレクション全体の領域にわたって圧力（30ミリメートル diameTER円）は、力のみの均一な分布のための全体の力に基づいて算出することができます。 </li><li>約1〜15 N（約100〜1500グラム力）の範囲のワイプに総力（ホルダー及び重量を合わせた重量）を提供するために取り付け重みを含みます。ワイプホルダーの重量最小の力を設定してください。力範囲は、平均的な力は7 N. 10走行中に表面上に円滑な移動を確保する能力によって制限される最大の力であった作用ワイピング実験を行うボランティア集団からのデータに基づいています。 </li><li>拘束ワイヤを取り付けるためのアイフックまたは類似の装置を含みます。ワイヤは、平面の運動中に移動するワイプホルダを抑制する。ワイヤは、表面に平行であるか、または平面の移動中にわずかな正の角度であるべきです。 </li></ol></li></ol> 2.材料の選択とインストゥルメンタルの設定<ol><li> TEを選択スクリーニング環境への類似性に基づいて、目の表面。選択肢は、合成皮革、金属、プラスチック、厚紙、織物、平坦であり、検査装置の平面に収まる等を使用した表面を含むことができます。非常に柔軟な表面は、ワイプサンプリング時の移動を防止するために、剛性面でバックアップする必要があるかもしれません。 <ol><li>溶媒（エタノールまたはメタノールであり、一般的に適している）及び/又は加圧空気を有する粒子を吹き飛ばすことによって持つ必要とクリーンならばサイズに切断面。清浄な表面ワイプサンプリングの実施の直前に。 </li></ol></li><li>ワイプサンプリングで使用するために考えられた任意の材料から作られたワイプを使用してください。彼らはワイプホルダーに直径30mmの円形収集領域をカバーするために、所定の位置にクランプされる最小寸法を有していなければなりません。 <ol><li>必要に応じて、ワイプホルダーに収まるようにサイズにワイプをカット。 </li><li>抽出効率とブランクcontaminatを決定するために、セクション4で説明した以下の手順を使用する前ワイプのサブセットをテストRDXまたは分析を妨害する可能性のある他の汚染物質に対するイオンレベル。 </li></ol></li><li>ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）基材上にインクジェット印刷アレイによってRDX粒子標準を準備します。その製造および使用は検討中の文献に詳細に記載されています。 RDX 200ngの指紋におけるRDXの報告された金額に基づいて、約5 / mlの、そして最大量の定量化技術の典型的な分析的検出限界所定の最小量である、数マイクログラムであるべきです。サンプルは印刷後最大30日間冷蔵下に保持することができます。 注：これらの規格から派生した粒子は、プラスチック爆薬12を処理した後に作られた指紋でよく粒子をシミュレートする、直径が1ミクロンから40ミクロンのサイズの範囲です。移送された試料の面積分布は、印刷配列のサイズに依存するが、典型的には、5mmの面積で5mm以内であろう。ウェル30内mmの直径の円形サンプリング領域。このプロトコルは、試験表面に転写するとき、既知の粒子サイズ分布と既知の面積分布を有するインクジェット印刷によって製造さRDX粒子標準を使用します。同じパラメータが既知である場合、他の乾式転写サンプル13を使用することができます。試験表面上に直接溶液堆積によって生成サンプルが推奨されていません。 </li><li>設定し、サンプリングを拭くための試験装置。 <ol><li>開始位置（ 図1）に平面を移動します。 </li><li> 図3を参照すると、デバイス面に、それを付着することなく、テスト表面を配置します。 <ol><li> 図1に概略的に示されるように、紙からテンプレートを準備し、 図3に示すように、テスト表面のエッジに同一平面に配置します。テンプレートは、ワイプ開始位置とサンプリング経路の位置と長さの位置をマークします。 </li><li>テンプレートTを接着表面oをテープを使用しました。拘束ワイヤが緊張状態であるときにワイプが開始位置に着座するまで、平面上を前後に、テンプレートを使用して、表面を移動させます。拘束ワイヤが走行経路をダウン中心に置かれるまで、左右面に、テンプレートを使用して、表面を移動させます。 </li></ol></li><li>上記決定されるように基板は、接着される平面上の位置をマークします。両面テープを使用して平面に、テンプレートを使用して、表面に付着します。 </li><li>入力された移動距離と移動速度の楽器のためのソフトウェア・コントロールを使用します。 </li><li>ザ全体走行距離のサンプリング経路をたどるワイプ、及び滑らかな移動を確保することをテストする面の移動を開始します。 注：一部のワイプの組み合わせおよび試験表面は、動作中の摩擦の高いレベルをもたらし得ます。スキップや運動中にワイプを持ち上げることは望ましくありません。ワイプ長い移動距離またはいくつかの組み合わせのためのサンプリングパスから逸脱してもよいですワイプおよび試験面。最も重要な要因は、サンプルの預金場所を通過を拭くようにすることです。規制線の角度を調整することで、問題を軽減するのに役立つでしょう。 </li><li>旅行の最後に、サンプル堆積物の位置からの走行距離を測定します。 注：サンプルは、サンプリング経路の開始近くに配置されている場合は、 図1のように、走行距離は、被検面の長さのために最大であろう。小さな移動距離は、旅行の全体の長さを制限することによって、又は試料の位置を移動させることによって選択することができます。 </li></ol></li></ol> 3.ワイプサンプリング<ol><li>クリーンテスト表面と乾燥させます。 </li><li>トップローディングバランスの上に表面を置き、コーナーでの場所でそれを保持し、（2.4.2を参照）上に紙のテンプレートを配置します。 </li><li>手に粒子試料を取り、配列が完全であることを確認する視射照明を使用します。 </li><li>預金の後ろに指を置きますそして、マークされたサンプル領域内の堆積物で、試験表面にPTFE基板の預金側を下に置きます。ドライ転送する粒子（千グラムの力に等しく又は超えてバランスウェイトを観察）10 Nの最小値を用いてサンプリング経路内のテスト表面に沿ったPTFE基板を翻訳。 <ol><li>線条テクスチャと試験表面の場合、これは、サンプリング経路に直交であっても、縞と直交する面に沿ったPTFE基板を翻訳。 </li></ol></li><li>配列の除去を確実にするために、乾式転写後のPTFE基板を検査する視射照明を使用します。配列の要素が残っている場合、続行するか、実験を破棄し、再起動するかどうかを選択します。選択は、抽出および分析、及び表面に必要な最小量の検出限界に依存するであろう。 </li><li>転写効率の抽出と決意するためのPTFE基板を予約します。 </li><li> P平面に試験面を置きますreviously場所を定義し、両面テープまたは同等のものを使用して平面にそれを付着します。 </li><li>選択された負荷ホルダーにワイプし、選択力のために適切な重みを付けます。 </li><li> ±2℃、±5％RH以内に実験近傍の温度と湿度を記録します。 </li><li>ワイプホルダに拘束ワイヤを取り付け、試験表面にダウンホルダーワイプ側を置きます。直ちに平面の移動を開始します。動きがホルダーからワイプを停止し、除去後の試験表面の拭き取りホルダを持ち上げ。 </li></ol> 4.抽出と分析<ol><li> PTFE転写基板上に残っているRDXを抽出して分析します。 <ol><li>表面上及び2mLのガラスバイアルに内部標準を含有する1mLのメタノールを流れます。内部標準としての同位体タグ付けされたRDXを使用してください。類似の化学構造および物理的特性を有する好適な類似体は、同位体タグ付きスタンド場合に使用することができますARDは得られません。 RDXのために、追加的に許容される内部標準はcyclotetramethylenetetranitramine（HMX）であろう。 PTFE転写基板の製造方法は、紙への溶媒の損失を最小限にするために紙の周りにPTFEをラップを示唆しています。 </li><li>以前に開発された分析プロトコルを使用してソリューションを定量化します。この研究で使用されるプロトコルは、エレクトロスプレーイオン化質量分析（ESI-MS）に基づいています。 </li></ol></li><li>抽出し、ワイプで収集RDXを分析します。 <ol><li>直径30mmの円形収集領域へのワイプ材料を削減し、2mLのガラスバイアル内の切断部を配置します。内部標準を含有する1mLのメタノールを加えます。 </li><li> 30秒間10,000rpmでバイアルおよび渦をキャップ。 </li><li>ワイプ材上に検体及び/又は内部標準の再吸着を防止するために、可能な限り迅速に解決策を定量化します。コンプリートは可能な限り抽出時間以内に分析しています。 </li></ol></li><li>抽出し、4.1と同様にして、ベースラインの出発質量を得るために、PTFEの未使用RDX粒子規格のサブセットを分析します。 </li><li>表面上に堆積RDXの質量を決定するために、PTFE基板から転写効率（TE）を算出します。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/55484/55484eq1.jpg" /> RDXの初期である場合、抽出基準サンプルの平均堆積塊（ステップ4.3）及びRDXが残ります 。ドライトランスファー（ステップ4.1）後のPTFE基板上に残っているRDXの質量です。 </li><li>表面上に堆積された質量に対するワイプの収集効率（CE）を計算します。 <img alt="式（2）" src="/files/ftp_upload/55484/55484eq2.jpg" /> RDXは、 ワイプここワイプ（ステップ4.2）から抽出されたRDXの質量です。 </li></ol> 5.品質管理<ol><li> 3回の反復の最小値を実行します。 CEの変動が比較的高くすることができ、10の以上の複製を決定するのに必要とされるかもしれません様々なサンプリングファクターの重要性。 <ol><li>清潔で、ブランクテストはクリーニング手順の有効性を示す場合の反復のための試験表面を再利用します。溶媒としては、表面の質感に影響を与える可能性があり、それらの使用を必要とするすべての手順は、すべての複製物に適用されなければなりません。 </li><li>各複製のために新鮮なワイプを使用してください。 </li></ol></li><li>同じ手順を、以下のではなく、空白のPTFE基板とプロセスブランクを測定します。 </li></ol> 6.報告<ol><li> TE及び（N）のためのCEの平均値と標準偏差を計算し、報告複製します。 </li><li> 1）、ワイプのタイプ2）試験面、3）力報告、4）速度は、5）距離、6）温度、および7）湿度を移動します。 </li><li>使用されるタイプとサンプルの詳細を報告します。サンプルは、インクジェット印刷、レポート、推定粒子サイズ及び再現以外によって製造されている場合。 </li><li>他の要因、制御または観察を報告します。 </li></ol>

<ol>
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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.

サンプル採取は、現在のスクリーニング環境での検出能力を向上させることに制限する段階と見られています。ワイプサンプリングは、現在の能力を評価し、新たなサンプリング素材やプロトコルの開発を支援するために測定し、標準化を必要としています。ここで説明するアプローチは、この測定インフラストラクチャを提供するために設計されており、ほとんどのサンプリングを拭くために関連することが知られている要因のを制御しています。前の仕事は、その粒径を示している、収集、試験面、サンプリング中に力を適用するには、ワイプ、および移動距離を制御するために、すべての重要な要因です。楽器のアプローチは、加えられた力の制御、払拭の速度、及び走行距離を可能にし、これらのパラメータのために選択された値は、実際の状況で予想範囲内に入るべきです。力は、収集領域の上にバッキング重量を使用することによって適用され、注意がCALCするために、力の均一な分布を達成するために取られるべきですulate圧力。 試験表面は、ユーザによって選択されたサンプリングの課題の予想される範囲を複製する実際のスクリーニング環境に関連すべきです。サンプリングワイプは、現在の慣行を評価および/または新たに設計された材料の有効性を測定するために選択されています。研究室間で結果を比較するために、同一の試験表面とワイプは、重要なパラメータを指定することにより、または単一のソースから購入した材料を共有することによって行うことができ、使用されなければなりません。 ETDのワイプは、市販されているが、彼らは生産の下で継続的であり、異なるロットが異なる特性を有していてもよいです。これらは、協調施設間の努力によって、将来的に対処できる問題です。 収集効率を評価するために使用されるサンプルは、実際の状況で期待される物理的特性と一致する必要があります。爆発物の場合には、我々が生成するRDXのインクジェット印刷ソリューションのためのアプローチを開発しました基板の範囲に効率的に転送し、1から40μmのサイズ範囲の粒子の堆積物を生成するマイクロメートルサイズの預金。代替的に、固定サイズのポリスチレン微小球を使用することができます。テフロン（登録商標）基板上にRDX溶液をピペッティングすることは通常非常に大きくなることがあり、単一の堆積物をもたらし、表面への転写後の粒子サイズは不明です。粒子サイズが特徴で再現性のあることが示されている場合は、このアプローチは、サンプリング研究のために使用することができます。 この方法は、爆発物のサンプリング効率を評価するために説明したが、また、環境、原子力、または法医学科学のアプリケーションに適用することができます。サンプルは、再び、実際のアプリケーションに適合するように開発されるべきであり、粒子残基の場合には、テフロン（登録商標）からの乾式転写の同じタイプが適切であろう。このような蒸気から凝縮、サンプルの異なるタイプなどの粒子転送以外のソースから生じる表面汚染のためにより適切かもしれません。 技術の現在の制限は、サンプリング中に方向を変更することができないことです。現在の構成は、単一方向の移動を可能にし、したがって典型的には、オブジェクトのフィールドサンプリングで発生する方向変化を制御することができません。 yの動きやエリアを埋めるために、特定のサンプリングパターンを可能に - 私たちは、現在のxを組み込むことによって、この必要性に対処しています。

空港や他の会場で爆発物の痕跡のためのスクリーニングは、テロの脅威に対する公衆の防護における重要なステップです。現在の慣行が大きく貨物倉に向かう人で扱う項目、人そのもの、およびアイテムから表面汚染のワイプサンプリングに焦点を当てています。収集ワイプは、典型的には、イオン易動度分光測定式探知器1または、より最近では、質量分析による検出と、回収した固体物質の熱脱離に基づいている商業爆発物探知機（のETD）を使用してフィールドに即座に分析されます。試料採取と分析のために利用可能な時間の合計は、旅客と貨物のスループットへの影響を最小限にする必要性によって制限されます。サンプリングプロトコルは、コレクションを拭くために重要な要因を比較検討することができ、標準化の測定を必要とする最短時間で最もサンプルを収集するために最適化されなければなりません。 ワイプサンプリング健康、環境、および規制アリーナ2、3、4、5、6、7のサンプリング表面汚染のために使用される一般的です。典型的な慣行は、一般的なカバレッジパターンを用いて、固定領域内に手やサンプリングによってワイプを保持含みます。力とスピードを含め拭い要因に対する制御を向上させるために、我々はまた、生物学的ワイプサンプリング9における効率性を評価するために使用されてきたワイプサンプリング8を 、シミュレートする楽器のアプローチを開発しました。接着性の測定のために意図商用デバイスは、目的に適合しました。それはワイプ固定下固定速度及び距離で移動する平坦な表面を含みます。サンプリング時の力は、ワイプホルダーの上に配置重量によって制御されます。興味のある面（生地、ナンプラーSTICS、金属、 等 ） は平面上に配置され、粒子試料は、その表面上の固定領域に配置されます。我々の以前の研究は、試験粒子、および粒子サイズとしてポリスチレンラテックス微小球を用い小さい（9マイクロメートル）の球よりも効率的に収集大きい（42マイクロメートル）の球を用いて、粒子収集に影響を与えることが示されました。また、サンプリングの間に適用される力の増加に伴い、収集効率のいくつかの改善を発見し、異なる面から、異なるワイプのためのコレクションの違いを観察しました。 その後の研究では、見かけ上の捕集効率10を削減、ポリスチレン粒子を収集した後に表面を拭くために継続することによって再付着することを見出しました。例えばスーツケースなどのスクリーニング・シナリオでサンプリングアイテムは、広範な走行DISTAを必要とする、ワイプ収集領域に対して大きくすることができ、これは、トレース爆発物検出において重要な考慮事項でありますアイテムの面積の小さな割合をカバーするNCES。したがって、試料の採取後の表面上の走行距離が重要な因子であり、フィールド・プロトコルは、典型的には、各分析の前に被覆最大許容距離を定義します。 微小球の形状は、実際の爆発粒子11、12、およびそれらの化学的および物理的特性は、それらの収集実験をワイプで爆発物のために不十分な模擬作ることとは異なります。この制限に対処するために、我々は、既知の粒径を有する爆薬1,3,5- trinitroperhydro -1,3,5-トリアジン（RDX）を含む試験材料を開発しました。試験材料は、アレイ内の各点での蒸発により形成されたマイクロメートルサイズの固体堆積物と、テフロン（登録商標）基板上のアレイにおけるRDX溶液のインクジェット印刷ナノリットル体積によって行われます。堆積物は、表面上にこすることにより試験表面に移し、得られた部分でありますICLEのサイズは、出発預金サイズによって定義されています。所望の粒子径、トレース爆発物を含む指紋の分析によって決定されるように、10〜20ミクロンです。堆積物はまた、テフロン（登録商標）基板13上に溶液のマイクロリットルボリュームをピペッティングすることによって形成することができるが、それらは、単一の大きな堆積物に一般的にはるかに大きい乾燥するその粒子サイズの所望の範囲（この研究に関連するRDX質量に対して）。インクジェットRDX粒子規格は、収集効率をワイプ決定するための方法を実証するために、定量的抽出及び分析手順と共に、この研究で使用されています。これらの測定は、新たなサンプリングの開発は、より良い回収効率でワイプ、そしてより多くのサンプルを得た表面、収集の際に使用する適切な力、および分析の前にカバーするエリアを対象に含めたフィールドサンプリングのベストプラクティスを、サポート促進するように設計されています。

<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.

正確可能な試験表面の様々なから収集効率を測定するために、このプロトコルの能力は、試料表面上の特定の領域への閉じ込めの物理的特性に依存しています。サンプルが定義された領域外にある場合、それは完全に拭き取り、サンプリングの間に遭遇することはできませんし、捕集効率が人為的に削減されます。粒子は、トレース爆発物残基で予想実粒子と著しく異なる場合に加えて、捕集効率の測定は、代表的ではないかもしれません。これらの理由から、我々は適切な粒子サイズ特性を生成するために、プロトコルと一致して限定領域内の表面を試験するために転送することが実証された試料の特定のタイプを使用することをお勧めします。粒子を形成する直接溶液堆積は、表面の質感及び組成に依存し、repreを生じないかもしれませんsentativeサンプル。 商業ETDは、2つの異なる移動距離のため、7.5 Nの力と荷物の検査面を表す（バリスティックナイロン織物）所与1（メタ-アラミドポリマー）ワイプの結果を表1に示します。全ての実験のための移動速度を50mm / sであり、コレクション中の温度および相対湿度は、それぞれ、RH 20±2℃及び40±4％でした。結果は、粒子10の再付着することが期待される減少捕集効率でより長い経路長をもたらす、ことを示しています。 36センチメートル走行距離は、表面上の3つの別々のパスを使用して、各パスの終了時にワイプ持ち上げ、新鮮なサンプリング経路を露出させるために表面を平行移動することにより達成されました。走行距離を延長するこの方法は、ワイプを持ち上げ、複数回上下に配置され、かつ連続的に比較して異なる結果を生成することができるされている必要が<html>サンプルパス。スクリーニングのシナリオでは、持ち上げて移動距離を延長するためのこのアプローチは適切であるように、項目を何度も交換されワイプいる可能性があります。 この面のために予想されるようにPTFE基板からRDX沈着のTESが、高いです。 TEが100％に近く、基板（ステップ3.2.3）の目視検査によって提供される品質保証があるため、TEの測定が大幅このテスト表面に対するCEの結果に影響を与えることなく除去することができます。他の試験表面は、より低い以上の可変のTEを有していてもよいです。 CEの不確実性は、これまでの経験に基づいて、この技術のために予想される範囲内にあります。第二商業ETDは、それはまた、一般的に下部のCE（ 図4）を有しているが、一般的にメタ-アラミドポリマーよりも低い不確実性は、ワイプた（PTFEコーティングされたガラス繊維織物）ワイプ。ポリスチレンミクロスフェアで私たちの前の仕事<html> F &quot;&gt;図8は、1ワイプと比較2ワイプETDについて観察された低い収集効率と一致しています。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig1.jpg" /> 試験表面上に試料を配置するためのテンプレートを使用して（左および中央）サンプリング装置をワイプするための 図1 回路図（右）。ワイプ収集領域のフットプリント、直径30mmの円は、サンプリング経路の開始および終了時に示されています。ワイプテスト表面上に配置され、サンプル位置（5mm以下によって典型的には5 mm）とを介して直接移動し、表面上で終わります。走行距離は、末端に、C、試料の位置からのものです。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55484/55484fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> PLOAD / 55484 / 55484fig2.jpg」/&gt; 図2 の例には、ホルダーを拭いてください。カスタムホルダー用の部品は、左上に示され、そして3Dプリントによって生成された2つのプラスチック部品が含まれます。これらの2つのコンポーネントが所定の位置にワイプし、2本のつまみネジによって一緒に保持されるクランプするのに役立ちます。取り付け可能なステンレス鋼の重量は、ホルダーに取り付けるための一端のねじ付きスタッドを有する固体ロッドです。アイボルトは制限ラインを取り付けるためです。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig3.jpg" /> デバイスの 3 の構成図 。黄色紙テンプレートは、サンプリング経路のための切り欠きと、10cm角鋼試験表面を10センチ合うように作られています。テンプレートと表面が可動平面上に配置され、調整拘束線が緊張状態になるまで、サンプリング経路上にセンタリングされます。テンプレートは、目を設定するために使用されます電子デバイスおよび試験サンプルを転送するが、所定の位置にないときに時のサンプリングを拭いてください。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55484/55484fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig4.jpg" /> 図 二つの異なるワイプのために、12センチメートルそれぞれの3回のパスを使用することによって達成合成皮革試験面36センチ走行距離4.結果、。 CEにおける不確実性は1つの標準偏差として示されます。 <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> 走行距離（センチ） </td><td> 力（N） </td><td> TE（％） </td><td> RSD（％） </td><td> CE（％） </td><td> RSD（％） </td><td> n個 </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"> * 12センチメートルそれぞれの3つのパス。 </td></tr></tbody></table> 商業ETDのための 表1 の結果は、二つの異なる移動距離を1と織りナイロン生地試験表面を拭きます。 TEおよびCEの不確実性は1つの標準偏差として示されます。

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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.

トレース爆発物のワイプサンプリングから収集効率を測定するための標準化された方法

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 ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

9.4K ビュー.  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.

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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.

生物材料からの空間的及び道順変化する光散乱の測定

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 ...

工学

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.

1〜2平面フロー小角中性子散乱を用いた材料の微細構造の下で流量を測定

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.

ポーラー液体誘電体から電気流体橋の調製

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%.

熱蒸着および原子層堆積法によって記録し、効率のSnS太陽電池を作ります

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.

高性能爆薬の研究開発

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.

乱流で3Dプリント粒子の配向および回転速度を測定するための方法

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.

レーザー回折を使用した農業ノズルから測定スプレー液滴サイズ

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.

のための新しい方法<em&gt;現場で</em&gt;ナノスケール試料の電気機械的特性

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.

効率と集中太陽光発電用ガラス (ADG) フレネル レンズの色消しの放射照度場所の屋内の実験的評価

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.

その場で燃焼の実験的研究のための実験: 燃焼と原油の燃焼効率

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