Os autores agradecemos Sr. Kenta Yamada, Sr. Ryota Fujioka e Sr. Mizuki Kyoda seu apoio sobre as experiências e análises de dados. Este trabalho foi apoiado pela JSPS KAKENHI Grant número 25630069, a Fundação de Suzuki e a medição exacta tecnologia promoção da Fundação, Japão.

1. procedimentos e instalação experimental
Prepare um trilho óptico para montar uma amostra e óptica para NIR de imagens como segue.
<ol><li>
Preparação da amostra. Nota: Quando utilizar água ou líquido aquoso, passo 1.1.1. Ao usar um gel aquoso com alta viscosidade, passo 1.1.2.<ol>
<li>Esfera de aço em água.<ol>
<li>Corrigi uma esfera de aço de 2,0 mm de diâmetro para o fim de uma sequência de plástico fino, usando uma pequena quantidade de cola.</li>
			<li>Pendure a esfera de aço no centro da célula de vidro retangular com um comprimento de trajeto ótico de 10,0 mm, uma largura de 10 mm e uma altura de 45 mm (Figura 3).</li>
			<li>Despeje água filtrada a célula cuidadosamente para não produzir bolhas de ar. Nota: Uma esfera de aço também pode ser corrigida para a ponta de uma haste de plástico fina com uma pequena quantidade de cola19.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Esfera de aço configuração em gel aquoso.<ol>
<li>Aqueça um gel aquoso para reduzir sua viscosidade tal que é baixo o suficiente para ser derramado sem problemas.</li>
			<li>Usando uma seringa, despeje o gel aquoso em uma célula de vidro retangular com um comprimento de trajeto ótico de 2,0 mm, uma largura de 10 mm e uma altura de 45 mm para meio cheio e deixe-o arrefecer.</li>
			<li>Coloque uma esfera de aço de 0,5 mm de diâmetro no centro da superfície do gel.</li>
			<li>Preencha a célula com o gel aquoso. Nota: Esferas de maiores (> ~ 1 mm diâmetro) não deve ser usado com um gel, porque eles vão se mover por forças gravitacionais e/ou magnéticas durante o aquecimento indutivo.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Defina a célula em um suporte plástico e montá-lo no trilho óptico (Figura 3).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparação de NIR sistema de imagem.
	<ol>
<li>Preparar uma lâmpada de halogênio com um guia de luz de fibra e consertar o final do guia de luz de fibra com um titular no trilho óptico.</li>
		<li>Coloque um filtro passa-banda estreita (NBPF), com um pico de transmitância em λ = 1150 nm ou λ = 1412 nm entre o guia de luz de fibra e a célula (Figura 3).</li>
		<li>Interpor outro filtro passa-banda (BPF), cujo intervalo de comprimento de onda de transmissão é mais largo do que o NBPF, entre a lâmpada do halogênio e o NBPF. Nota: O BPF é necessário para evitar dano térmico para o NBPF porque ele recebe luz diretamente.</li>
		<li>Interpor um iris diaphragm(s) no caminho de luz entre o titular NBPF e o celular para reduzir a luz (Figura 3).</li>
		<li>Colocar uma câmera NIR para detectar a luz transmitida através da célula (Figura 3). Conecte a câmera através de um cabo de transferência de dados para uma placa gráfica instalada em um computador pessoal (PC) com software de aquisição de imagem.</li>
		<li>Defina uma lente de telecêntrico entre o celular e câmera (Figura 3). Nota: Também pode ser usada uma lente de câmera comum. No entanto, uma lente de telecêntrico é melhor em termos de detecção seletiva de luz paralelo para o chefe ray para o IAT e redução da influência de difração. Nota: O NBPF e BPF não devem ser colocado entre o celular e a câmera uma porque, ao fazê-lo, aumentaria-se a temperatura da água através da absorção direta de alta intensidade de luz da lâmpada do halogênio.</li>
		<li>Ligue a câmera NIR e lançar o software de aquisição de imagem.</li>
		<li>Acenda a lâmpada de halogênio e ajustar a sua potência de saída, observando a imagem exibida no monitor (Figura 4).</li>
		<li>Ajuste o eixo, a posição e o foco da lente telecêntrico para obter uma imagem bem da esfera de aço. Nota: Se o ajuste não for completo, padrões de intensidade irregular aparecerá, líderes de absorvâncias incorretas.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparação do sistema de aquecimento por indução.
	<ol>
<li>Preparar uma sistema constituído por um gerador de alta frequência de aquecimento por indução (potência máxima de saída: 5.6 kW; frequência: 780 kHz), water-cooled de bobina e refrigerador de água. Nota: Uma indução, sistema de aquecimento para brasagem, soldagem e pequenas peças de metal de solda é apropriado para essa finalidade; consulte Tabela de materiais.</li>
		<li>Se possível, monte a bobina em um estágio móvel XYZ para alterar a sua posição.</li>
		<li>Coloque a bobina perto da célula tais que a distância entre o centro da bobina e a esfera de aço é de aproximadamente 15 mm (Figura 3). Certifique-se de que não existem outras partes metálicas perto da bobina. Nota: A distância deve ser ajustada dependendo da potência e o tamanho da esfera de aquecimento por indução.</li>
		<li>Circule água para arrefecimento.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Aquisição de imagem e aquecimento por indução.
	<ol>
<li>Clique em "Iniciar" do software de aquisição de imagem para armazenar as imagens sequencialmente.</li>
		<li>Clique em "Iniciar" sobre a software de controle para iniciar o aquecimento por indução de aquecimento por indução.</li>
		<li>Após alguns segundos (dependendo da condições e finalidade), clique em "parar" o software de aquisição de imagem.</li>
		<li>Clique em "parar" sobre a software de controle de aquecimento por indução.</li>
		<li>Salve as imagens armazenadas temporariamente como uma sequência TIFF (ou outro formato não comprimido) sobre o software de aquisição de imagem. Nota: Se a temperatura é alta o suficiente, o efeito de deflexão luz aparecerá na imagem7. Potência de aquecimento da indução deve ser reduzida adequadamente embora experimentos tal que o aumento da temperatura perto da esfera é de menos de aproximadamente 10 K, que pode ser confirmado nas etapas a seguir protocolo para estimativa de temperatura.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. estimativa de temperatura e processamento de imagem
Nota: As imagens salvas sequenciais são representadas como eu(x, z), onde i é o número sequencial do quadro. As coordenadas x, y, z, re r' são definidos como está indicado na Figura 2; z é positivo na direção oposta à gravidade. O contorno das etapas a seguir protocolo também é ilustrado no suplemento 1.
<ol><li>
Construção de imagem de absorvância.
	<ol>
<li>Aberto eu(x, z) com a software de processamento de imagem.</li>
		<li>Reduzir o ruído em eu(x, z) com a implementação de 3 × 3 pixels em média.</li>
		<li>Criar uma imagem média de eu(x, z) mais eu = 1 a 5 (ou mais) antes de aquecimento e defina-a como a imagem de referência, eur(x, z). Nota: Esta média reduz o ruído para obter uma imagem mais confiável do que uma imagem de quadro único.</li>
		<li>Construir as imagens sequenciais da diferença de absorbância, Δumeu(x, z), através da seguinte equação: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq1.jpg">(1) Nota: ΔAeu(x, z) é a variação no valor da absorvância, umeu(x, z), o valor de absorvância de referência, umr(x, z), antes de aquecimento e é derivada da seguinte forma,15,16,17,18,19: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq2.jpg">(2) onde eu0 é a intensidade da luz incidente para a célula.</li>
		<li>Colori as Δumeu imagens usando um mapa de cor apropriada, tais como azul e vermelho. Nota: O arquivo de script de comando para executar etapas 2.1.2 através de 2.1.5 para ImageJ é apresentado no suplemento 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Estimativa da temperatura.
	<ol>
<li>Escolha o período de tempo durante o qual ΔAeu(x, z) é circularmente simétricos em relação ao centro da esfera, visualmente, observando as imagens. Nota: A simetria circular é quebrada principalmente por convecção livre. Um julgamento analítico baseada em imagem de convecção livre ocorrendo é introduzido no anterior trabalho19; no entanto, praticamente, o julgamento visual é eficaz.</li>
		<li>Extrair os ΔAeu(ʹr, θ) dados ao longo de 360 linhas radiais (Δθ = 1˚) sobre as imagens Δumeu(x, z).</li>
		<li>Excluir os Δumeu(ʹr, θ) dados dentro da esfera e em seus arredores (Δrʹ≈ 0,2 mm). Nota: Os dados são anomalamente muito pequenas ou grandes nas proximidades principalmente por causa do movimento ligeiro da esfera.</li>
		<li>Média Δumeu(ʹr, θ) com θ para determinar o perfil de linha, Δumeu(rʹ). Nota: O arquivo de script de comando para executar passos 2.2.2 através de 2.2.4 para ImageJ é apresentado no suplemento 3.</li>
		<li>Aproximar os dados ΔAeu(rʹ) pela seguinte função multi-Gaussian: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq3.jpg">(3) onde j é o factor de ponderação, σj é o parâmetro dispersão e R é o número máximo de ʹ ronde ΔAeu(R) = 0 pode ser assumido.</li>
		<li>Calcule a diferença de coeficiente de absorção, Δµeu(r), substituindo o N, umje σj obtidos para as seguintes IAT da EQ. (3): <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq4.jpg">(4) onde erf é a função de erro.</li>
		<li>Converta Δµeu(r) a temperatura através da seguinte equação: <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq5.jpg">(5) com os coeficientes de temperatura da água, αf, que são de 4,0 × 10-3 K-1 mm-1 para λ = 1150 nm19 e 4,1 × 10-3 K-1 mm-1 para λ = 1412 nm17. Nota: O arquivo de script de comando para executar etapas 2.2.5 através de 2.2.7 é apresentado no suplemento 4, onde o Levenberg-Marquardt mínimos quadrados não-linear algoritmo17,19 é empregado para etapa 2.2.5.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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Os autores não têm nada para divulgar.

A técnica apresentada neste trabalho é um romance usando a dependência da temperatura de absorção de NIR de água e não apresenta nenhuma dificuldade significativa em Configurando o equipamento necessário e implementação. A luz incidente pode ser facilmente produzida usando uma lâmpada de halogéneo e um NBPF. No entanto, os lasers não podem ser usados, porque padrões de interferência coerente que aparecem nas imagens. Lentes ópticas comuns e cubas de vidro para uso de luz visível podem ser usadas, como eles transmitem uma quantidade adequada de luz em λ = 1150 nm e 1412 nm. Além disso, câmeras de InGaAs podem ser compradas agora a um preço relativamente barato.
Os NBPFs em λ = 1150 nm e 1412 nm estão disponíveis por encomenda semi, mas eles não são excessivamente caros. Se houver um ready-made NBPF no comprimento de onda diferente, que deve estar dentro do intervalo de comprimento de onda dependente da temperatura (Figura 1), pode ser usada em vez disso, embora a sensibilidade à temperatura, ou αf, pode diminuir. Por exemplo, o valor αf em λ = 1175 nm é metade do que em λ = 1150 nm. Além disso, a largura de banda ou nitidez da NBPF afeta αf; à medida que aumenta a largura de banda, αf diminui15. Assim, quando a estimativa exata da ΔT(r) é necessária, o espectro de transmitância do NBPF deve ser medido por um espectrofotômetro.
Conforme mencionado na etapa 1.4 do protocolo, porque o índice de refração da água varia com a temperatura, luz, raios passando através do campo de temperatura em torno de uma esfera são desviados, causando alterações nas imagens ΔA(x, z). Este problema foi investigado em nosso anterior trabalho19. De acordo com os resultados obtidos através deste estudo, enquanto a temperatura máxima perto da esfera é moderadamente pequena (< 10 K, aproximadamente), a contribuição da luz deflexão para a mudança no ΔA(x, z) pode ser insignificante ou suficientemente menor do que o de absorção da luz, porque a luz é incoerente e um determinado ângulo de deflexão aceito junto à paragem de abertura da lente telecêntrico; Isto significa que os raios desviados passam a abertura e foco no mesmo ponto no plano de imagem como o chefe ray30. No entanto, considerando isto, a parada de abertura deve ser cuidadosamente ajustada tal que o ângulo de aceitação da lente telecêntrico é ligeiramente maior do que o ângulo de deflexão prevista. Ajustes de tentativa e erro podem ser necessárias para o experimento inicial.
Processamento de imagens no passo 2.1 do protocolo e cálculo IAT no passo 2.2 não exigem nenhum conhecimento de matemático avançado. Passo 2.1 pode ser realizado facilmente com software que pode tratar arquivos de sequência TIFF de processamento de imagem comum. Na etapa 2.2.2, se os perfis de linha em ângulos múltiplos não podem ser obtidos automaticamente usando scripts de comando, um única linha perfil extraído manualmente no software de processamento de imagem pode em vez disso ser usado, embora variações devido a ruídos não são reduzidas.
Ao usar um meio aquoso, seu teor de água, ou fração molar, deve ser conhecida ou medida, especialmente para uma estimativa exacta de ΔT, porque αf depende do teor de água. Em outras palavras, como os coeficientes de absorção de solutos aquosos e gel de substratos dependem da temperatura no pequeno, a sensibilidade de temperatura é quase proporcional ao conteúdo de água. Se o conteúdo de água é conhecido por ser muito alto, como com líquidos aquosos, o valor αf da água dada neste artigo pode ser usado praticamente. Caso contrário, multiplicando-se o valor αf da água pela água prevista ou medida conteúda, ou seja, reduzindo αf, pode ser eficaz para uma estimativa suficientemente precisa.
Considerando o limite de deteção de temperatura (~0.2 K) e resolução espacial (~ 30 µm; isto depende do tamanho do pixel e ampliação), é impossível para a técnica apresentada detectar um aumento de temperatura minuto causado pelo único micro e nano-magnéticos partículas aquecida indutivamente. No entanto, se um grande número de partículas pode ser agregado, contido numa cápsula ou fluiu em um tubo fino, a temperatura aumentaria sobre o nível de detecção. Na pesquisa sobre Hipertermia magnética, na verdade, tal agregação ou adsorção seletiva de nanopartículas magnéticas para as células cancerosas e as temperaturas resultantes são importantes e investigadas. Daí, a técnica apresentada é esperada para ser usado para experimentos in vitro, em estudos de hipertermia magnética e outras aplicações utilizando partículas magnéticas. Simetria esférica na distribuição da temperatura não pode ser obtida nestas aplicações, mas as imagens 2D serão suficiente para informar os pesquisadores sobre a temperatura, o número e distribuição de partículas e o desempenho de aquecimento.
A técnica apresentada pode ser usada para avaliar campos magnéticos usados em várias aplicações magnéticas31,32. Geralmente, campo magnético produzido pela bobinas são muito complicado e não pode ser medido precisamente ou teoricamente previsto. No entanto, conforme demonstrado no nosso anterior trabalho19, as temperaturas e taxas de geração de calor de uma esfera magnética em posições diferentes sob correntes diferentes da bobina podem ser obtidas por nossa técnica. A distribuição espacial da taxa de geração de calor deve corresponder ao campo magnético. Finalmente, a técnica apresentada pode ser implementada, não apenas por indução eletromagnética, mas também para ultra-som com foco, reações químicas em gotículas e outros métodos de aquecimento local.

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In 2.2.7, the temperature coefficient of water, &#945;f, for &#955; = 1150 nm has been corrected from:
4.0 x 10-3 K-1 mm-1
to:
2.8&#160;x 10-4&#160;K-1&#160;mm-1

An erratum was issued for: <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/video/57407/near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding">Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere</a>. The Protocol section was updated.

Erratum: Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere

Uma técnica para medir a temperatura perto de uma fonte de calor pequeno dentro de um meio é necessário em muitos campos de investigação científica e aplicações. Por exemplo, na pesquisa sobre Hipertermia magnética, que é um método de terapia de câncer usando indução eletromagnética de partículas magnéticas, ou pequenas peças magnéticas, é fundamental para prever com precisão as distribuições de temperatura geradas pelo magnético partículas de1,2. No entanto, apesar de microondas3,4, ultra-som5,6,7,8, optoacoustic9, Raman10e ressonância magnética11 ,12-técnicas de medição de temperatura com base foi pesquisadas e desenvolvidas, tal uma distribuição de temperatura interna não pode ser medida com precisão no momento. Até agora, único-posição temperaturas ou temperaturas em algumas posições foram medidas através de sensores de temperatura, que, no caso de aquecimento por indução, são não-magnéticos fibra óptica temperatura sensores13,14. Alternativamente, as temperaturas de superfície dos meios de comunicação foram medidas remotamente através de termômetros de radiação infravermelha para estimar a temperatura interna14. No entanto, quando um meio que contenha uma fonte de calor pequeno é uma camada de água ou meio aquoso não-turvo, temos demonstrado que uma técnica de absorção do infravermelho próximo (NIR) é útil para medir as temperaturas de15,16, 17,18,19. Este trabalho apresenta o protocolo detalhado desta técnica e resultados representativos.
A técnica de absorção de NIR baseia-se no princípio da dependência da temperatura de bandas de absorção de água na região NIR. Como é mostrado na Figura 1a, ν1 + ν2 + ν3 banda de absorção de água é observada no 1100 nm a gama de 1250 nm comprimento de onda (λ) e turnos para comprimentos de onda mais curtos, como a temperatura aumenta a19. Aqui, ν1 + ν2 + ν3 significa que esta banda corresponde à combinação dos três modos de vibração fundamentais O-H: simétrica alongamento (ν1), dobra (ν 2) e antisimétrico alongamento de20,(ν3)21. Esta mudança no espectro indica que o comprimento de onda mais sensível à temperatura na faixa de λ ≈ 1150 nm. Outras bandas de absorção de água também apresentam um comportamento semelhante em relação a temperatura15,16,17,18,20,21. O ν1 + ν3 banda de água observadas dentro do intervalo λ = 1350−1500 nm e sua dependência de temperatura são mostrados na Figura 1b. No ν1 + ν3 banda de água, 1412 nm é o comprimento de onda mais sensível à temperatura. Assim, é possível obter imagens bidimensionais (2D) temperatura usando uma câmera NIR para capturar imagens 2D absorvância em λ = 1150 ou 1412 nm. Como o coeficiente de absorção de água em λ = 1150 nm é menor que em λ = 1412 nm, comprimento de onda anterior é apropriado para aproximadamente 10 mm de espessura meios aquosos, enquanto o último é apropriado para aproximadamente 1 mm de espessura os. Recentemente, usando λ = 1150 nm, obtivemos as distribuições de temperatura em uma camada de 10 mm de espessura água contendo uma esfera de aço de 1 mm de diâmetro aquecida a indução de19. Além disso, as distribuições de temperatura em uma camada de água de 0,5 mm de espessura foram medidas usando λ = 1412 nm15,17.
Uma vantagem para a temperatura de NIR-baseado de imagem técnica é que é simples de configurar e implementar porque é uma técnica de medição de transmissão-absorção e precisa sem fluoróforo, fósforo ou outra sonda térmica. Além disso, a sua resolução de temperatura é inferior a 0,2 K15,17,19. Essa resolução boa temperatura não pode ser alcançada por outras técnicas de transmissão baseadas em interferometria, que muitas vezes foram utilizadas no calor e transferência de massa estudos22,23,24. Notamos, no entanto, que a temperatura de NIR-baseado de imagem técnica não é adequada em casos com alteração considerável da temperatura local, porque a deflexão da luz causada pelo grande gradiente de temperatura se torna dominante19. Este assunto é submetido neste trabalho em termos de uso prático.
Este documento descreve a instalação experimental e o procedimento para o NIR-baseado temperatura técnica de imagem para uma pequena esfera magnética aquecida através da indução; Além disso, apresenta os resultados de duas imagens representativas de absorvância 2D. Uma imagem é de uma esfera de aço de 2,0 mm de diâmetro em uma camada de água 10.0-mm de espessura que é capturada em λ = 1150 nm. A segunda imagem é de uma esfera de aço de 0,5 mm de diâmetro em uma camada de xarope de maltose 2.0-mm de espessura que é capturada em λ = 1412 nm. Este artigo apresenta o método de cálculo e resultados da tridimensional (3D) distribuição radial de temperatura aplicando o inverso transformar Abel (IAT) para as imagens 2D absorvância. O IAT é válido quando uma distribuição de temperatura 3D será assumida que é esfericamente simétrica, como no caso de uma esfera aquecida (Figura 2)19. Para o cálculo do IAT, uma função de multi-Gaussian montagem método é empregada aqui, porque os IATs Gaussian funções podem ser obtidas analiticamente25,26,,27,28,29 e ajuste bem a diminuir monotonicamente dados; Isso inclui experimentos empregando condução térmica de uma fonte de calor única.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:727px;" width="727">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Induction heating system</td>
			<td style="width:208px;">CEIA, Italy</td>
			<td style="width:119px;">SPW900/56</td>
			<td style="width:167px;">780 kHz, 5.6 kW (max).</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Coil</td>
			<td style="width:208px;">SA-Japan</td>
			<td style="width:119px;">custom</td>
			<td>Water-cooled copper tube; two-turn; outer dia. 28 mm.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Water chiller</td>
			<td style="width:208px;">Matsumoto Kikai, Japan</td>
			<td style="width:119px;">MP-401CT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Halogen lamp</td>
			<td style="width:208px;">Hayashi Watch-Works, Japan</td>
			<td style="width:119px;">LA-150UE-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Narrow bandpass filter for &#955; = 1150 nm</td>
			<td style="width:208px;">Andover</td>
			<td style="width:119px;">115FS10-25</td>
			<td>Full width at half-maximum (FWHM): 10 nm.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Narrow bandpass filter for &#955; = 1412 nm</td>
			<td style="width:208px;">Andover</td>
			<td style="width:119px;">semi-custom</td>
			<td>Full width at half-maximum (FWHM): 10 nm.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Bandpass filter for &#955; = 850&#8722;1300 nm</td>
			<td style="width:208px;">Spectrogon</td>
			<td style="width:119px;">SP-1300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Bandpass filter for &#955; = 1100&#8722;2000 nm</td>
			<td style="width:208px;">Spectrogon</td>
			<td style="width:119px;">SP-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">NIR camera</td>
			<td style="width:208px;">FLIR Systems</td>
			<td style="width:119px;">Alpha NIR</td>
			<td>InGaAs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Image acquisition software</td>
			<td style="width:208px;">FLIR Systems</td>
			<td style="width:119px;">IRvista</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Image processing software</td>
			<td style="width:208px;">NIH</td>
			<td style="width:119px;">ImageJ</td>
			<td>ver. 1.51r</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Image processing software</td>
			<td style="width:208px;">MathWorks</td>
			<td style="width:119px;">Matlab</td>
			<td>ver. 2016a</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Telecentric lens</td>
			<td style="width:208px;">Edmond Optics</td>
			<td style="width:119px;">55350-L</td>
			<td>X1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Steel sphere (0.5 mm dia.)</td>
			<td style="width:208px;">Kobe Steel, Japan</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Steel sphere (2.0 mm dia.)</td>
			<td style="width:208px;">Kobe Steel, Japan</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Maltose syrup as aqueous gel</td>
			<td style="width:208px;">Sonton, Japan</td>
			<td style="width:119px;">Mizuame</td>
			<td>Food product</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

near-infrared temperature measurement technique for water surrounding an induction-heated small magnetic sphere

É apresentada uma técnica para medir a temperatura da água e não-turvo meios aquosos em torno de uma esfera magnética pequena aquecida a indução. Esta técnica utiliza comprimentos de onda de 1150 e 1412 nm, na qual o coeficiente de absorção de água é dependente da temperatura. Água ou um não-turvo gel aquoso contendo uma esfera magnética de 2,0 mm ou 0.5-mm de diâmetro é irradiado com 1150 nm ou 1412 luz incidente nm, como selecionado usando um filtro passa-banda estreita; Além disso, imagens de absorvância bidimensional, que são as projeções transversais do coeficiente de absorção, são adquiridas através de uma câmera de infravermelho próximo. Quando a distribuição tridimensional de temperatura pode ser considerada esfericamente simétrica, eles são estimados aplicando o inverso que transforma Abel para os perfis de absorvância. As temperaturas foram observadas para mudar constantemente de acordo com o tempo e a poder de aquecimento por indução.

Imagens de ΔA(x, z) em λ = 1150 nm para uma esfera de aço de 2,0 mm de diâmetro na água e no λ = 1412 nm para uma esfera de aço de 0,5 mm de diâmetro em xarope de maltose são apresentados na Figura 5um e Figura 6um, respectivamente. Em ambos os casos, a esfera foi localizado 12 mm abaixo da parte inferior da bobina ao longo do eixo central. Figura 5 b e Figura 6b mostram a ΔA(rʹ) data e suas funções multi-Gaussian cabidas na EQ. (3), com R = 3,0 mm e R = 1,5 mm, respectivamente. Não mais que dois ou três funções Gaussian (N = 2 ou 3) são necessários para alcançar um bom ajuste17,19. As funções cabidas então foram transformadas em perfis deT(r) Δ através de NQA. (4) e (5) e são apresentadas na Figura 5c e Figura 6c.
Oum imagens Δ em ambos os casos, claramente, mostram um aumento na temperatura da água e gel em torno da esfera devido à condução térmica. A simetria circular da ΔA no que diz respeito a esfera é observada em todas as imagens. As parcelas e as curvas na Figura 5c indicam que ΔA(rʹ) aumenta com o tempo, a uma distância mais próxima da esfera; em ʹ≥ r2.5 mm, não significativa mudança é observada. Além disso, os perfis ΔT(r) obtidos através do IAT verificar a ocorrência de condução térmica na direção radial. Observe que, embora os perfis deT(r) Δ aparecem semelhantes de ΔA(rʹ), as alterações no gradienter dΔT(r) /d diferem dos perfis (rʹ)AΔ . Na Figura 6, encontram-se as magnitudes de ΔA para corresponder à potência de aquecimento dos níveis, ou seja, taxas de geração de calor da esfera.
Resultados para a esfera de 0,5 mm de diâmetro demonstram que a convecção livre, o que distorce o padrão circular na ΔA, não foi observada após t = 1,2 s. em contrapartida, para a esfera de 2,0 mm de diâmetro na água, convecção livre foi encontrada para ocorrer após t = 1,2 s (não mostrado). Isto significa que uma transição de um regime de condução térmica puro para um regime de convecção livre pode ter ocorrido na água em aproximadamente t = 1,2 s. Esta diferença de convecção livre foi causada por diferenças na taxa de geração de calor e viscosidade. A taxa de geração de calor da esfera de 0,5 mm de diâmetro foi significativamente menor do que a esfera de 2,0 mm de diâmetro; Além disso, a viscosidade do xarope de maltose (aproximadamente 100 pa · s) foi consideravelmente maior do que a da água (aproximadamente 0,001 pa · s). Porque a convecção livre é um tema importante na transferência de calor e massa da investigação, a proposta técnica de imagem, que fornece o tempo de latência de convecção livre e padrão da pluma térmica e produz informações sobre as condições físicas, induzindo Gratis convecção, contribuirá de forma significativa para a investigação neste domínio.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57407/57407fig1.jpg"> Figura 1 : Dependência da temperatura de NIR o espectro de absorção de água. (a, b) Espectros de banda de absorção de água a temperaturas de 16,0 ° C (azul) a 44,0 ° C (vermelho) em incrementos de 4,0 ° C em intervalos de comprimento de onda de nm 1100-1250 e 1350-1500 nm, respectivamente. As setas indicam a direção do aumento da temperatura. As inserções mostram a absorvância espectros de diferença; os espectros de absorvância a 16,0 ° C são as referências. Os comprimentos de trajeto ótico são 10 mm e 1.0 mm em (a) e (b), respectivamente. As linhas verticais tracejadas indicam os comprimentos de onda sensível à temperatura de 1150 nm e 1412 nm usado para obter as imagens NIR. <a href="/files/ftp_upload/57407/57407fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57407/57407fig2.jpg"> Figura 2 : Sistema de coordenadas e geometria para a imagem latente de absorvância. Reproduzido de Kakuta et al . 201719 com a permissão de publicação AIP. <a href="/files/ftp_upload/57407/57407fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57407/57407fig3v2.jpg"> Figura 3 : Instalação experimental. (a) diagrama esquemático do sistema óptico e instalação de aquecimento por indução. Veja texto para detalhes. Esta figura foi modificada de Kakuta et al 201719 com a permissão de publicação AIP. (b) fotografia da instalação experimental. (c) fotografia mostrando uma esfera de aço de 2,0 mm de diâmetro pendurada por uma corda, célula e bobina com uma escala. <a href="/files/ftp_upload/57407/57407fig3v2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57407/57407fig4.jpg"> Figura 4 : Adquiriu imagens raw. (a, b) Transmitidas imagens de intensidade, (x, z), em λ = 1150 nm para uma esfera de aço de 2,0 mm de diâmetro na água e λ = 1412 nm para uma esfera de aço de 0,5 mm de diâmetro em xarope de maltose, respectivamente. <a href="/files/ftp_upload/57407/57407fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> 
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57407/57407fig5.jpg"> Figura 5 : Imagens de absorvância e perfis de temperatura para uma esfera de aço de 2,0 mm de diâmetro na água. (a) ΔA(x, z) imagens em λ = 1150 nm e t = 0,4, 0,8 e 1,2 s após o início do aquecimento por indução. (b) parcelas de ΔA(rʹ) e sua multi-Gaussian se encaixa (curvas de sólidos). (c) os perfis ΔT(r) obtidos por meio de IATs na ΔA(rʹ). <a href="/files/ftp_upload/57407/57407fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57407/57407fig6v2.jpg"> Figura 6 : Imagens de absorvância e perfis de temperatura para uma esfera de aço de 0,5 mm de diâmetro em xarope de maltose. (a) ΔA(x, z) imagens em λ = 1412 nm e t = 0,4, 0,8 e 1,2 s após o início do aquecimento para o aquecimento por indução níveis de 10%, 30% e 50% de potência. (b) parcelas de ΔA(rʹ) e sua multi-Gaussian ajustes (curvas sólidas) para 50%. (c) os perfis ΔT(r) obtidos por meio de IATs na ΔA(rʹ) para 50%. <a href="/files/ftp_upload/57407/57407fig6v2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> 
<img alt="Supplemental Figure 1" src="/files/ftp_upload/57407/57407supfig1v2.jpg"> Suplemento 1: Estrutura de tópicos de processamento de imagem. <a href="/files/ftp_upload/57407/Supplement1(Image-processing)-kakuta-v3.pdf" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Supplemental Figure 2" src="/files/ftp_upload/57407/57407supfig2.jpg"> Suplemento 2: Arquivo de script de comando para a construção de imagem de absorvância (macro para o ImageJ). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57407/Supplement2(Macro-image).txt" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
<img alt="Supplemental Figure 3" src="/files/ftp_upload/57407/57407supfig3.jpg"> Suplemento 3: Arquivo de script de comando para a extração do perfil de linha (macro para o ImageJ). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57407/Supplement3(Macro-radialprofile).txt" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
<img alt="Supplemental Figure 4" src="/files/ftp_upload/57407/57407supfig4v2.jpg"> Complementar 4: Código de MATLAB para colocação de multi-Gaussian e inverso transformar Abel. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57407/Supplement4(temp_estimate)rev2.pdf" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>

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Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere

Uma técnica que utiliza comprimentos de onda de 1150 e 1412 nm para medir a temperatura da água ao redor de uma esfera magnética pequena aquecida a indução é apresentada.

Técnica de medição de temperatura infravermelha para a água ao redor de uma esfera magnética pequena aquecida a indução

A technique to measure the temperature of water and non-turbid aqueous media surrounding an induction-heated small magnetic sphere is presented. This ...

near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding

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Vídeo: Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere

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.

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Engenharia

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

Métodos experimentais avançados para baixa temperatura Magnetotransporte Medição de novos materiais

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Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

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

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

Armadilha óptica carregamento de dielétrico micropartículas no ar

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

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.

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.

Método Padrão para medir a eficiência Coleção de Wipe-amostragem de Explosivos Traço

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 ...

Micro/Nano-scale Strain Distribution Measurement from Sampling Moir&#233; Fringes

This work describes the measurement procedure and principles of a sampling moir&#233; technique for full-field micro/nano-scale deformation measurements. The developed technique can be performed in two ways: using the reconstructed multiplication moir&#233; method or the spatial phase-shifting sampling moir&#233; method. When the specimen grid pitch is around 2 pixels, 2-pixel sampling moir&#233; fringes are generated to reconstruct a multiplication moir&#233; pattern for a deformation measurement. Both the displacement and strain sensitivities are twice as high as in the traditional scanning moir&#233; method in the same wide field of view. When the specimen grid pitch is around or greater than 3 pixels, multi-pixel sampling moir&#233; fringes are generated, and a spatial phase-shifting technique is combined for a full-field deformation measurement. The strain measurement accuracy is significantly improved, and automatic batch measurement is easily achievable. Both methods can measure the two-dimensional (2D) strain distributions from a single-shot grid image without rotating the specimen or scanning lines, as in traditional moir&#233; techniques. As examples, the 2D displacement and strain distributions, including the shear strains of two carbon fiber-reinforced plastic specimens, were measured in three-point bending tests. The proposed technique is expected to play an important role in the non-destructive quantitative evaluations of mechanical properties, crack occurrences, and residual stresses of a variety of materials.

A sampling moir&#233; technique featuring 2-pixel and multi-pixel sampling methods for high-accuracy strain distribution measurements at the micro/nano-scale is presented here.

Medição de Distribuição de Estirpes Micro / Nano-escala a partir da Amostragem Frisos Moiré

This work describes the measurement procedure and principles of a sampling moir&#233; technique for full-field micro/nano-scale deformation measurements. ...

An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, at%) is an important branch of Mn-Cu-based alloys, which possesses both excellent damping capacity and processability. In recent decades, lots of studies have been carried out on the performance optimization of M2052, improving the damping capacity, mechanical properties, corrosion resistance, and service temperature, etc. The major methods of performance optimization are alloying, heat treatment, pretreatment, and different ways of molding etc., among which alloying, as well as adopting a reasonable heat treatment, is the simplest and most effective method to obtain perfect and comprehensive performance. To obtain the M2052 alloy with excellent performance for casting molding, we propose to add Zn and Al to the MnCuNiFe alloy matrix and use a variety of heat treatment methods for a comparison in the microstructure, damping capacity, and service temperature. Thus, a new type of cast-aged Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) alloy with&#160;superior damping capacity and high service temperature is obtained by an optimized heat treatment method. Compared with the forging technique, cast molding is simpler and more efficient, and the damping capacity of this as-cast alloy is excellent. Therefore, there is a suitable reason to think that it is a good choice for engineering applications.

Here we present a protocol to obtain a novel Mn-Cu-based alloy with excellent comprehensive performances by a high-quality smelting technology and reasonable heat treatment methods.

Uma técnica disponível para a preparação de novos MnCuNiFeZnAl liga fundido com Superior serviço de capacidade e de alta temperatura de amortecimento

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with solid-cladding devices, capillary oscillations are not restricted, allowing the fiber walls to move and vibrate. The fiber is constructed by a high direct current (DC) voltage of several thousand volts (kV) between two water reservoirs that creates a floating water thread, known as a water bridge. Through the choice of micropipettes, it is possible to control the maximal diameter and length of the fiber. Optical fiber couplers, at both sides of the bridge, activate it as an optical waveguide, allowing researchers to monitor the water fiber capillary body waves through transmission modulation and, therefore, deducing changes in surface tension.
Co-confining two important wave types, capillary and electromagnetic, opens a new path of research in the interactions between light and liquid-wall devices. Water-walled microdevices are a million times softer than their solid counterparts, accordingly improving the response to minute forces.

This protocol describes the design and manufacture of a water bridge and its activation as a water fiber. The experiment demonstrates that capillary resonances of the water fiber modulate its optical transmission.

Projeto e fabricação de uma fibra óptica feito de água

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...

A Random-displacement Measurement by Combining a Magnetic Scale and Two Fiber Bragg Gratings

Long-distance displacement measurements using optical fibers have always been a challenge in both basic research and industrial production. We developed and characterized a temperature-independent fiber Bragg grating (FBG)-based random-displacement sensor that adopts a magnetic scale as a novel transferring mechanism. By detecting shifts of two FBG center wavelengths, a full-range measurement can be obtained with a magnetic scale. For identification of the clockwise and counterclockwise rotation direction of the motor (in fact, the direction of movement of the object to be tested), there is a sinusoidal relationship between the displacement and the center wavelength shift of the FBG; as the anticlockwise rotation alternates, the center wavelength shift of the second FBG detector shows a leading phase difference of around 90&#176; (+90&#176;). As the clockwise rotation alternates, the center wavelength shift of the second FBG displays a lagging phase difference of around 90&#176; (-90&#176;). At the same time, the two FBG-based sensors are temperature independent. If there is some need for a remote monitor without any electromagnetic interference, this striking approach makes them a useful tool for determining the random displacement. This methodology is appropriate for industrial production. As the structure of the whole system is relatively simple, this displacement sensor can be used in commercial production. In addition to it being a displacement sensor, it can be used to measure other parameters, such as velocity and acceleration.

A protocol to create a full-range linear displacement sensor, combining two packaged fiber Bragg grating detectors with a magnetic scale, is presented.

Uma medida do aleatório-deslocamento combinando uma escala magnética e dois gratings do Bragg da fibra

Long-distance displacement measurements using optical fibers have always been a challenge in both basic research and industrial production. We developed ...

Measurement of Dynamic Force Acted on Water Strider Leg Jumping Upward by the PVDF Film Sensor

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, with its peak locomotion speed reaching 150 cm/s. First of all, we observed the microstructure and hierarchy of water strider legs using the scanning electron microscope. On the basis of the observed morphology of the legs, a theoretical model of the detachment from water surface was established, which explained water striders' capability to slide on water surface effortlessly in terms of energy reduction. Secondly, a dynamic force measurement system was devised using the PVDF film sensor with excellent sensitivity, which could detect the whole interaction process. Subsequently, a single leg in contact with water was pulled upward at different speeds, and the adhesion force was measured at the same time. The results of the departing experiment suggested a deep understanding of the fast jumping of water striders.

The protocol here is dedicated to investigating the free and quick maneuvering of water strider on water surface. The protocol includes observing the microstructure of legs and measuring the adhesion force when departing from water surface at different speeds.

Medição de força dinâmica Agida na perna de Strider da água, saltar para cima pelo Sensor de película de PVDF

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the prediction of the components in industrial processes. The ability to record spectra for solid and liquid samples without any pretreatment is advantageous and the method is widely used. However, the disadvantages of analyzing high-dimensional near-infrared spectral data include information redundancy and multicollinearity of the spectral data. Thus, we propose to use partial least squares regression method, which has traditionally been used to reduce the data dimensionality and eliminate the collinearity between the original features. We implement the method for predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether. The proposed approach offers the following advantages over component regression prediction methods: 1) partial least squares regression solves the multicollinearity problem of the independent variables and effectively avoids overfitting, which occurs in a regression analysis due to the high correlation between the independent variables; 2) the use of the near-infrared spectra results in high accuracy because it is a non-destructive and non-polluting method to obtain information at microscopic and molecular scales.

The protocol describes a method of predicting o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether using near-infrared spectroscopy and partial least squares regression. To describe the process more clearly and completely, an example of predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene is used to clarify the steps.

Medição on-line de concentração de o-cresol com base em espectroscopia infravermelha próxima via regressão parcial pelo menos quadrado

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...