저비용 통합 모듈형 펠티에 장치를 사용하여 오일-워터 인터페이스에서 수화물 결정화에 대한 계면활성제 효과 연구

이 프로토콜은 수화물 결정에 대한 계면활성제 억제제의 효과를 연구하는 데 적용됩니다. 그것은 결정의 모형 및 억제를 위한 기계장치 둘 다에 대한 정보를 제공합니다. 1밀리리터 유리 주사기에 19 게이지 바늘을 부착합니다.

바늘을 헹구고 주사기를 탈온된 물로 세 번 헹구고 주사기를 탈온화물로 채웁니다. 다음으로, 시클로펜탄의 25 밀리리터로 수화물 시각화 세포를 채웁니다. 주사기를 사용하여 하이드레이트 시각화 셀의 바닥에 탈이온화 된 물방울을 삽입하십시오.

이 물방울은 종자 수화물입니다. 그런 다음 온도 센서를 수화물 시각화 셀 내부에 셀의 바닥에 가깝게 놓습니다. 사이클펜타네의 증발을 방지하기 위해 아크릴 커버를 셀에 놓고 덮개를 제자리에 나사로 고정시하십시오.

조명과 카메라를 조정하여 종자 수분에 초점을 맞춥니다. 온도 제어 장치를 사용하여 펠티에 플레이트의 온도를 섭씨 5도로 설정합니다. 온도 센서에서 보고된 값을 모니터링합니다.

온도가 음수 섭씨 5도에 도달하면 수화물 시각화 챔버 의 하단에 있는 종자가 얼음으로 변하는지 확인하십시오. 펠티에 플레이트의 온도를 섭씨 0.5도 단위로 섭씨 2도로 설정합니다. 온도가 섭씨 2도에 도달하면 배관을 주사기를 사용하여 물로 채웁니다.

그런 다음 황동 후크를 사이클펜타네로 낮추고 5분 동안 평형화할 수 있도록 합니다. 압력 변환기용 소프트웨어를 사용하여 시작 버튼을 눌러 디지털 트랜스듀서 레코딩을 시작합니다. 주사기를 주사기 펌프에 연결하고 주사기 펌프를 설정하여 두 개의 마이크로리터를 주입하고 활성화합니다.

주사기는 물을 사이클펜타네 목욕으로 떨어뜨려 물에 잠긴 물방울을 형성합니다. 바늘 팁을 사용하여 작은 씨앗 수화 조각을 제거하십시오. 수화물의 형성을 시작하기 위해 물방울과 짧은 접촉에 종자 수화물의 조각으로 바늘 팁을 가져.

카메라 캡처 소프트웨어에서 녹화 시작을 누릅니다. 결정화 과정의 이미지를 하나의 Hertz에 기록합니다. 중요한 미셀 농도를 찾으려면 원고에 설명된 표준 솔루션을 준비하는 것으로 시작합니다.

각 계면활성제 용액의 표면 장력을 측정하기 위해, 펌프를 프로그래밍하여 분당 0.5 밀리리터의 속도로 1밀리리터의 용액을 배출하도록 프로그래밍한다. 주사기 펌프와 주사기를 수직으로 놓고 방울을 공중으로 방출합니다. 방울 수를 계산하고 방울 수로 1 밀리리터를 나누어 드롭 볼륨을 찾습니다.

각 솔루션에 대해, 원고에 설명된 바와 같이 표면 장력을 계산하고 계면활성제 농도의 함수로서 표면 장력을 플로팅한다. 표면 장력 곡선이 평평해지는 농도는 중요한 미셀 농도인 CMC입니다. 물방울에 수화물 형성을 측정하는 데 사용되는 절차를 반복하지만, 다양한 농도의 계면 활성제 솔루션을 사용합니다.

이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 결정화 프로세스의 시퀀스에서 첫 번째 이미지를 엽니다. 소프트웨어의 길이 도구를 사용하여 이미지의 황동 튜브의 직경을 측정합니다. 황동 튜브의 알려진 직경, 인치의 16 분의 1을 기반으로 이미지의 배율을 설정합니다.

핵형성에서 액적 변환까지 의 과정을 캡처하는 10개의 동등하게 간격이 있는 이미지를 선택합니다. 각 이미지에 대해 소프트웨어를 사용하여 드롭의 윤곽을 수동으로 감지하고 윤곽을 빨간색으로 표시합니다. 그런 다음 수화물의 윤곽을 수동으로 추적하고 윤곽을 검은 색으로 채웁니다.

카메라는 구형 물방울의 2D 프로젝션만 캡처합니다. 수학적 모델링 소프트웨어를 사용하여 하강및 수화물로 덮인 표면적의 3D 재구성을 형성합니다. 이 실험 시스템을 사용하여 오일 워터 인터페이스에서 수화물 형성을 검사하고 결정화 공정과 관련된 얼굴 내 응을 측정할 수 있습니다.

순수한 물과 낮은 계면활성제 농도에서 수화물은 평면 껍질 형태를 형성하여 두 극에서 적도쪽으로 일정한 속도로 성장했습니다. 수화물이 증가함에 따라, 계면 활성제 분자의 동일한 수는 더 작은 영역을 점유, 시간이 지남에 따라 감소 얼굴 스트레스의 결과. 높은 계면활성제 농도에서 수화물은 원뿔 결정으로 성장했습니다.

결정이 충분히 커졌을 때, 원뿔의 일부가 액적 표면에서 자유로워졌습니다. 이 성장 패턴은 진동 방식으로 반복해서 일어났습니다. 원뿔 결정이 임계 크기에 도달하고 액적 표면에서 분리 된 후 계면 활성제 분자에 대한 사용 가능한 표면의 급격한 증가는 얼굴 내 스트레스의 증가를 일으켰습니다.

그런 다음 크리스탈이 다시 자라기 시작하여 진동 패턴을 생성했습니다. 대부분의 계면활성제 솔루션은 순수한 물에 비해 수화물 증가를 억제했습니다. 폴리옥시에틸렌 의 고농도 는 가장 효과적인 억제제였다.

이 시스템은 왜 일부 계면활성제가 다른 계면활성제보다 수분을 더 잘 억제하는지에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 이 시스템은 또한 인터페이스에서 결정의 일반적인 형성을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.