Micro-rheometry

Scopul nostru este de a dezvolta şi promova adoptarea de mici de volum metode reologice pentru fluide complexe, inclusiv bio-lichide, suspensii şi polimeri, în cazul în care capacitatea de volum mic este avantajoasă pentru că este la scară lungimea naturale, disponibilitate mărimea eşantionului este mică, sau Tehnica este mult mai sensibil.

Un mod de a dezvolta metode de volum mic-reologia care le-am folosit cu succes este să începeţi cu conceptele existente, şi geometrii de rheometry şi apoi la "a gândi mai mici."Această abordare asigură că suntem de măsurare proprietăţi fundamentale materiale, mai degrabă decât cantităţile care sunt specifice experiment şi geometrie. Exemplele includ:

• Dezvoltarea unei reometru multi-proba capilar, care se bazează pe un reometru tradiţionale, dar foloseşte aproximativ 1000 de ori mai puţin material. Link-uri: J Rheol, Chem Sci Eng.
• Dezvoltarea nano-scara contoare Coulter, care pot măsura proprietăţile individuale nano-particule şi efectele de confinare asupra fluxului de polimer. Link: scrisori Nano.
• Dezvoltarea unui reometru dinamic pentru caracterizarea soluţie care utilizează tradiţionale plăci oscilante paralele, dar este construit într-o platformă MEMS. Link-uri: Techbeat, Lab Chip.

O altă modalitate este să începeţi cu fenomenologia la scară mică (cum ar fi fluxul într-o picătură) şi apoi a dezvolta o teorie care se conectează la parametri reologice:

• Astfel, se naşte o nouă metodă reologia interfaciale, cu ajutorul micro-fluidic dispozitive care generează câmpuri bine-definit fluxul de la sonda interfaciale proprietăţi, cum ar fi tensiunea separatie şi vâscozitatea interfaciale. Link-uri: New J Fiz, Adv Mat, Soft Matter.

Oportunităţi de cercetare : Consiliul National de Cercetare (NRC) Bursele - microfluidics pentru caracterizarea de fluide complexe - Modelarea fluidelor complexe în microrheometry - "Pe-un-cip" prelucrarea polimerilor de laborator - rheometry MEMS - Altele NRC oportunităţi de cercetare sunt căutate - A se vedea aici, pentru o listă de obiective specifice de cercetare şi întrebări.

Polimer microfluidics

Am dezvoltat un sistem multi-eşantion micro-capilar reometru, M2R, care este capabil de măsurători pe o gamă largă de temperaturi, vâscozităţi şi ratele de forfecare. Instrumentul este în mod inerent de simplă, deoarece fluxul este generată de presiunea gazelor externe şi rata de forfecare este măsurată prin urmărirea optică faţă debitului. La punerea în aplicare actuale, masa necesară pentru fiecare probă este de aproximativ 20 mg, ceea ce este semnificativ mai mic decât rheometers tradiţionale, de asemenea ea măsoară patru probe simultan.Dispozitivul de mai sus nu conţine piese în mişcare şi geometria debitul este pur şi simplu definit de fante tăiate în lamele standard de calitate din oţel inoxidabil. Am ajunge la un acord excelentă între rezultatele obţinute cu M2R şi cei din rheometers standard.

Această figură arată măsurătorile de vascozitate, care acoperă o gamă de polimer se topeşte la temperaturi ridicate până la uleiuri foarte usoare la temperatura camerei. În scopul de a efectua măsurători la vâscozităţi mai jos de ~ 1 Pa s, noi trebuie să reprezinte pentru forţele capilar care acţionează pentru a trage fluidelor în canale de debit. Am masurat cu succes aceste forţe prin eliminarea presiunii gazelor de intrare şi prin înclinarea dispozitivului, astfel încât un lichid într-o singură fantă călătoreşte în sus în timp ce un fluid identic într-un alt jos fluxurilor, la o rată mai mare. Din diferenţa de viteza de curgere, putem masura forta capilar şi corecte, astfel, datele noastre. Am demonstrat, de asemenea, procedurile pentru corectarea datelor de forfecare-subţierea şi de intrare / ieşire fluxuri. Acest instrument va fi deosebit de util in cazurile de mai multe probe, cantitatea de materiale limitate, atunci când fluxul de încălzire este inacceptabil şi atunci când accesul optice este utilă. Mai general, tehnicile utilizate aici deschide calea pentru dezvoltarea de polimer microfluidics se topesc. Ne imaginăm că operaţiunile de prelucrare amestecare, şi de măsurare poate să apară în toate aceste dispozitive.

Interfaciale reologia

noul nostru picăturii bazate pe metoda pentru a masura proprietatile vascoelastice ale interfeţelor măsuri două moduri fundamentale de deformare interfaciale: dilatarea şi forfecare. După cum indică şi numele, fostul implică schimbarea locală interfaciale, întrucât acesta din urmă este zona de la constanta. Ambele tipuri de mişcare apar întotdeauna, şi proprietăţi diferite materiale sunt asociate cu fiecare. Dinamica de sorbţie au fost, de asemenea determinată prin măsurarea tensiunii interfaciale cu timpul. Abordarea picături pe bază de permis constante materiale suplimentare care urmează să fie stabilită, deoarece dimensiunea meniurile care pot fi ajustate şi, astfel, schimbarea proceselor de limitator de transfer de masă.

Proteine şi reologia de particule

Acest efort va începe la sfârşitul acestui an. Vom pune initial impreuna un viscozimetru de înaltă precizie pentru măsurarea microfluidic volume mici soluţie şi evaluarea stabilităţii soluţie. Rezoluţia îmbunătăţită temporala va masura fluctuatiile in vâscozitate şi, astfel, funcţionează ca un contor de particule aspre.

MEMS reometru

O dovada de studiu de concept a fost finalizat. Nevoile viitoare de încărcare sunt mai uşor de probă şi în timp real de măsurare a poziţiei etape, astfel încât datele pot fi colectate mai eficient şi cu acurateţe.

Complexul Fluid Formularea Dialog

Un dialog internaţional privind metodele de măsurare de stat-of-the-art şi noile nevoi în formularea şi fabricarea de fluide complexe.

• MEMS reometru : capacitatea unice de vizualizare directă probei microscopice şi multi-frecvenţă rheometry de probe NL. Link-uri: Techbeat ; Lab-on-a-Chip
• Polimer microfluidics : Am dezvoltat un reometru multi-proba capilar, care se bazează pe un reometru tradiţionale, dar foloseşte de aproximativ de 1000 de ori mai puţin material.
  - fabricarea simplă, fluxul de complexe şi de amestecare este posibil.
  - Multi-rata viscometry (care acoperă 5 Comenzi in rata şi 8 în vâscozitate).
• Picăturii pe bază de caracterizare suprafata de separatie :
  - Prin măsurarea tensiunii dinamice suprafata de separatie; agent tensioactiv coeficienţii cinetice sorbţie au fost determinate.
  - o măsurare reologia noi, care surprinde atât prin forfecare separatie şi proprietăţi dilatational. Aceste caracteristici au necesitat masuratori separate până acum.Acest lucru se aplică la emulsii, care au aplicatii industriale importante în numeroase domenii de la droguri la fabricare a produselor alimentare, şi poate duce la o mai bună linii directoare pentru pregătirea şi stabilizarea emulsiilor.
  - Am de gând să extindă acest lucru pentru a soluţiilor de proteine şi cu capabilităţi de a explora relaţia dintre reologia interfaţă şi agregare.