Dr. Jayne Morrow e Dr. Sandra Da Silva, ambos do NIST, contribuiu para uma versão anterior do método. A Direcção de Ciência e Tecnologia do Departamento de Segurança Interna dos EUA patrocinou a produção de uma parte deste material sob Interagency Acordo HSHQPM-15-T-00050 com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST).

1. Aparelho <ol><li> Seleccionar ou fabricar um dispositivo com um plano móvel (ver esquemático na Figura 1). NOTA: Aqui, use um TL-derrapante / tester casca, mas este dispositivo tem funcionalidades, tais como a medição de forças de atrito, que não são necessárias para este método e pode aumentar o custo ao longo de um dispositivo mais simples. <ol><li> Seleccione dimensões planas com um comprimento mínimo de 15 cm por uma largura mínima de 3 cm. O comprimento controla a distância de deslocamento máxima para um único caminho de amostragem (Figura 1). </li><li> Escolher um plano que se desloca a velocidades definidas 50-400 mm / s com uma repetibilidade à velocidade escolhida de ± 10%. A escala é baseada em dados a partir de uma população de voluntários realizando experiências de limpeza. 10 </li></ol></li><li> Fabricar um suporte de enxugar (Figura 2). desenhos CAD disponíveis em informações complementares. <ol><li> Incluem um mecanismo de fixação para manter a limpeza e expor um circulárea de recolha de ar de 30 mm de diâmetro. A área de recolha é baseado em TVP típicos onde a área de dessoro no instrumento define a área de recolha admissível. </li><li> Incluem um suporte macio removível atrás da área de recolha para proporcionar uma distribuição uniforme da força. É removível no caso de contaminação que não pode de outro modo ser removidos por limpeza. O suporte pode ser feito de espuma de borracha de esponja, tal como descrito na norma ASTM D1894 14, ou outro material macio, tal como feltro, cortado para o tamanho. NOTA: As propriedades da borracha esponjosa descrito na norma ASTM D1894 incluem uma maciez requerida medida como a capacidade para comprimir a espuma de 25% quando se utiliza uma pressão de 85 ± 15 kPa (12,5 ± 2,5 psi). Nós avaliar a eficácia de qualquer material de suporte para distribuir uniformemente a força por meio do mapeamento da pressão utilizando um filme sensível à força 8, 10. A pressão ao longo de toda a zona de recolha (30 mm Diamecírculo ter) pode ser calculada com base na força total, apenas para distribuições uniformes de força. </li><li> Incluem pesos acoplável para fornecer forças totais (peso combinado do suporte e peso) sobre a (cerca de 100 a 1500 gramas-força) limpe na gama de aproximadamente 1 a 15 N. Definir a força mínima pelo peso do suporte de limpar. A gama de força é baseado em dados a partir de uma população de voluntários realizando experiências de limpeza, em que a força exercida média foi de 7 N. 10 A força máxima será limitada pela capacidade de garantir um movimento suave sobre a superfície durante o deslocamento. </li><li> Incluem um olho-de gancho ou dispositivo semelhante para a fixação de um fio de restrição. O arame retém o suporte de limpar de se mover durante o movimento do avião. O fio deve ser paralela à superfície ou estar com uma ligeira inclinação positiva durante o movimento do avião. </li></ol></li></ol> 2. Seleção de Materiais e Configuração Instrumental <ol><li> Selecione test superfícies baseadas na semelhança com o ambiente de triagem. Escolhas podem incluir couro sintético, metal, plástico, cartão, tecido, etc. Utilização superfícies que são planas e se encaixam no plano do dispositivo de teste. superfícies flexíveis Muito pode necessitar de ser suportada por uma superfície rígida para impedir o movimento durante a limpar-amostragem. <ol><li> Superfícies cortadas ao tamanho, se necessário e limpo com solvente (etanol ou metanol são geralmente adequada) e / ou por sopragem de fora das partículas com ar pressurizado. Limpar as superfícies imediatamente antes da conduta de limpar-amostragem. </li></ol></li><li> Use lenços feitos de qualquer material considerado para uso em wipe-amostragem. Eles devem ter dimensões mínimas para cobrir a área de 30 mm de diâmetro recolha circular no suporte de limpar e ser fixada no seu lugar. <ol><li> Toalhetes corte ao tamanho, se necessário, para se encaixar em limpar titular. </li><li> Teste um subconjunto de toalhetes antes de utilização seguindo os procedimentos descritos na secção 4 para determinar a eficiência de extracção e de contaminantes em branconíveis de iões em relação ao RDX ou outros contaminantes que podem interferir com a análise. </li></ol></li><li> Preparar padrões RDX partículas por matrizes de impressão a jacto de tinta sobre substratos de politetrafluoretileno (PTFE). O seu fabrico e utilização está descrito em detalhe na publicação sob avaliação. 200 ng de RDX é um valor mínimo, dado típicos limites de detecção analíticos da técnica quantificação de cerca de 5 ng / mL, e a quantidade máxima, com base em valores apresentados de RDX em impressões digitais, deve ser de alguns microgramas. As amostras podem ser mantidas sob refrigeração durante um máximo de 30 dias após a impressão. NOTA: As partículas geradas a partir destes padrões variam em tamanho de 1 um a 40 um de diâmetro, simulando assim as partículas em impressões digitais feitas depois de manusear explosivos plásticos 12. A distribuição da amostra transferido área depende do tamanho da matriz impressa, mas será tipicamente dentro de 5 mm de área de 5 mm; bem dentro do 30área de amostragem circular mm de diâmetro. Este protocolo utiliza padrões de partículas RDX produzidos por impressão de jacto de tinta que tem uma distribuição de tamanho de partícula conhecida e uma distribuição área conhecida quando transferido para a superfície de teste. Outras amostras de transferência seca 13 pode ser usado se são conhecidos os mesmos parâmetros. As amostras produzidas por deposição directa solução sobre as superfícies de teste não são recomendados. </li><li> Configurar e dispositivo de teste para limpar amostragem. <ol><li> Mover o avião para a posição de partida (Figura 1). </li><li> Fazendo referência à Figura 3, colocar uma superfície de ensaio, sem aderir-lo, no plano do dispositivo. <ol><li> Preparar um molde de papel, como se mostra no esquema na Figura 1, e colocá-lo de descarga para as arestas da superfície de teste, como mostrado na Figura 3. O modelo marca a localização da posição de partida e limpe a localização e comprimento do percurso de amostragem. </li><li> Aderir o modelo to da superfície usando fita. Mover a superfície, com o molde, e para trás no plano até que o toalhete se senta sobre o local inicial quando o fio de restrição é esticada. Mover a superfície, com o molde, lado-a-lado no avião, até que o fio de restrição é centrada para baixo do trajecto de deslocamento. </li></ol></li><li> Marcar a localização no plano em que o substrato vai ser aderido, tal como determinado acima. Aderir superfície, com o modelo, ao plano usando fita dupla-stick. </li><li> Use os controles de software para o instrumento a distância do curso de entrada e velocidade de deslocamento. </li><li> Iniciar o movimento do plano de testar que o toalhete se segue o percurso do gás para toda a distância de percurso, e para assegurar um deslocamento suave. NOTA: Algumas combinações de limpar e a superfície de teste pode resultar num elevado nível de atrito durante o movimento. Ignorando e levantamento do toalhete durante o movimento é indesejável. A limpar pode desviar-se do percurso de amostragem para distâncias longas ou por algumas combinaçõesde limpar e a superfície de teste. O factor mais crítico é para assegurar que as passagens através limpar o local de depito de amostras. Ajustar o ângulo do fio de restrição pode ajudar a aliviar o problema. </li><li> Medir a distância de viagem a partir da localização do depósito de amostra para o fim da viagem. NOTA: Se a amostra é colocada perto do início do trajecto de amostragem, como na Figura 1, a distância de percurso estará no seu máximo para o comprimento da superfície de teste. Menores distâncias de viagem pode ser seleccionado através da limitação do comprimento total da viagem, ou movendo-se o local da amostra. </li></ol></li></ol> 3. Limpeza-amostragem <ol><li> superfície de ensaio limpo e deixar secar. </li><li> Coloque a superfície sobre uma balança de carregamento superior e colocar um molde de papel no topo (ver 2.4.2), segurando-o no lugar em um canto. </li><li> Retirar uma amostra de partículas em mão e usar olhando iluminação para verificar que a matriz esteja completa. </li><li> Coloque um dedo por trás do depósitoe colocar o depósito do lado do substrato de PTFE para baixo sobre a superfície de teste, com o depósito no interior da área de amostra marcado. Traduzir o substrato de PTFE ao longo da superfície de teste no interior do percurso de amostragem usando um mínimo de 10 N (observar o peso sobre a balança a igual ou superior a 1000 gramas-força) para secar-transferir as partículas. <ol><li> Para superfícies de ensaio com uma textura estriada, traduzir o substrato de PTFE ao longo da superfície ortogonal às estrias, mesmo se este for ortogonal para o percurso do gás. </li></ol></li><li> Use iluminação olhando para inspeccionar o substrato de PTFE pós-transferência seca, para permitir a remoção da matriz. Se os elementos de matriz permanecem, escolher se quer continuar ou descartar a experiência e começar de novo. A escolha dependerá dos limites de detecção de extracção e análise, e a massa mínima necessária sobre a superfície. </li><li> Reservar o substrato de PTFE para extracção e determinação da eficiência de transferência. </li><li> Colocar a superfície de ensaio sobre o plano no previously local definido e aderir-lo para o avião usando fita vara duplo ou equivalente. </li><li> Carregar a limpar seleccionado no suporte e fixar os pesos apropriados para a força seleccionada. </li><li> Registar a temperatura e a humidade perto da experiência para dentro de ± 2 ° C e ± 5% de HR. </li><li> Ligar o fio de restrição para titular a limpar e colocar o suporte limpe-lado o baixo sobre a superfície de teste. iniciar imediatamente o movimento do avião. Levantar o suporte de limpar a superfície de ensaio, após o movimento cessa e remover a limpe a partir do suporte. </li></ol> 4. Extração e Análise <ol><li> Extrair e analisar qualquer RDX restante no substrato de transferência de PTFE. <ol><li> Fluxo de 1 mL de metanol contendo um padrão interno sobre a superfície e para dentro de um frasco de vidro de 2 mL. Use um RDX isotopicamente marcado como um padrão interno. Um análogo apropriado com a estrutura química semelhante e propriedades físicas podem ser usadas se um suporte isotopicamente etiquetadaard não é alcançável. Para RDX, um padrão interno adicional aceitável seria ciclotetrametilenotetranitramina (HMX). O método de preparação do substrato de transferência de PTFE sugere envolver o PTFE em torno do papel para minimizar a perda de solvente com o papel. </li><li> Quantificar soluções que utilizam o protocolo de análise previamente desenvolvido. O protocolo utilizado neste estudo é baseado em espectrometria de massa por ionização por electropulverização (ESI-MS). </li></ol></li><li> Extrair e analisar RDX coletado na limpeza. <ol><li> Cortar o material da toalhita para a área de 30 mm de diâmetro recolha circular e colocar a porção de corte dentro de um frasco de vidro de 2 mL. Adicionar 1 ml de metanol contendo o padrão interno. </li><li> Tapar o frasco e levar ao vortex a 10000 rpm durante 30 s. </li><li> Quantificar soluções tão rapidamente quanto possível para evitar a re-adsorção do analito e / ou padrão interno no material de enxugar. analisa completa dentro de uma hora de extrair sempre que possível. </li></ol></li><li> extrair eanalisar um subconjunto de padrões RDX partículas não utilizados em PTFE para obter uma linha de base de massa a partir da mesma maneira como 4,1. </li><li> Calcular a eficiência de transferência (TE) a partir do substrato de PTFE para determinar a massa de RDX depositado sobre a superfície. <img alt="equação 1" src="/files/ftp_upload/55484/55484eq1.jpg" /> onde RDX inicial é a massa média depositado das amostras de linha de base extraídos (passo 4.3) e RDX permanecem. é a massa de RDX remanescente sobre o substrato de PTFE pós-transferência seco (passo 4.1). </li><li> Calcular a eficiência de recolha (CE) da toalhita em relação à massa depositada sobre a superfície. <img alt="equação 2" src="/files/ftp_upload/55484/55484eq2.jpg" /> onde RDX Wipe é a massa de RDX extraído do limpe (passo 4.2). </li></ol> 5. Controle de Qualidade <ol><li> Executar um número mínimo de 3 repetições. A variabilidade na CE pode ser relativamente elevado e 10 ou mais repetições podem ser necessários para determinaro significado de vários factores de amostragem. <ol><li> superfícies de ensaio limpo e de reutilização dos replicados se o teste em branco indica a eficácia do processo de limpeza. Os solventes podem afetar a textura da superfície, e qualquer procedimento que exija a sua utilização deve ser aplicada a todas as repetições. </li><li> Use toalhetes frescos para cada repetição. </li></ol></li><li> Medir espaços em branco do processo, seguindo o mesmo procedimento mas com substratos de PTFE branco. </li></ol> 6. Relatórios <ol><li> Calcular e informar o desvio médio e padrão de TE e CE para (n) replica. </li><li> Reportar 1) tipo de limpeza, 2) da superfície de ensaio, 3) força, 4) de velocidade, 5) percorrer uma distância,) temperatura 6, e 7) de humidade. </li><li> Informar o tipo e os detalhes da amostra utilizada. Se as amostras foram preparadas de outra por meio de impressão a jacto de tinta, relatório estimado o tamanho de partícula e reprodutibilidade. </li><li> Relatar quaisquer outros fatores, controlados ou observados. </li></ol>

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

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

recolha de amostra está actualmente visto como o passo limitante para o melhoramento das capacidades de detecção em ambientes de rastreio. Limpe-amostragem está na necessidade de medição e padronização, a fim de avaliar as capacidades atuais e apoiar o desenvolvimento de novos materiais de amostragem e protocolos. A abordagem aqui descrita é concebida para proporcionar esta infra-estrutura de medição, e controla a maioria dos factores que se sabe serem relevantes para limpar-amostragem. O trabalho anterior mostrou que o tamanho da partícula, a força aplicada durante a recolha, a superfície de teste, a amostragem de limpar, e distância de percurso, são factores importantes para controlar. A abordagem instrumental permite controle sobre a força aplicada, a velocidade de limpeza, e distância de viagem, e os valores selecionados para estes parâmetros devem estar dentro do intervalo esperado em situações reais. A força é aplicada utilizando um peso de apoio sobre a área de recolha, e deve ser tomado cuidado para garantir uma distribuição uniforme da força, a fim de calcUlate a pressão. superfícies de teste são seleccionados pelo utilizador e deve relacionar-se ambientes reais de rastreio para replicar o intervalo esperado de desafios de amostragem. toalhetes de amostragem são seleccionadas, a fim de avaliar as práticas actuais e / ou medir a eficácia de materiais recentemente concebidos. A fim de comparar os resultados entre os laboratórios, as mesmas superfícies de teste e toalhetes deve ser utilizado, que pode ser feito através da especificação de parâmetros críticos, ou por partilha materiais adquiridos a partir de uma única fonte. Os toalhetes ETD estão comercialmente disponíveis, mas eles são continuamente sob produção e lotes diferentes podem ter propriedades diferentes. Estas são questões que podem ser abordadas no futuro pelos esforços interlaboratoriais coordenados. As amostras utilizadas para avaliar a eficiência de coleta deve corresponder às características físicas esperadas em situações reais. No caso de explosivos, temos desenvolvido uma abordagem para soluções de impressão a jato de tinta de RDX para produzirdepósitos micrométricas que transferem eficientemente para uma gama de substratos e produzir depósitos de partículas que variam em tamanho de 1 a 40? M. Alternativamente, pode ser utilizado de tamanho fixo microesferas de poliestireno. Pipetando soluções RDX sobre substratos de Teflon geralmente resulta num depósito, que podem ser muito grandes, e os tamanhos de partículas, após a transferência para a superfície são desconhecidos. Esta abordagem pode ser utilizada para estudos de amostragem, se as dimensões das partículas são caracterizadas e mostrou ser reprodutível. Este método foi descrito para avaliar a eficiência da amostragem de explosivos, mas também pode ser aplicado a ambiental, nuclear, ou aplicações de ciência forense. As amostras, mais uma vez, deve ser desenvolvido para corresponder às aplicações reais, e, no caso de resíduos de partículas, o mesmo tipo de transferência seca de Teflon seria apropriado. Para a contaminação da superfície resultante de outros do que a transferência de partículas de fontes, tais como a condensação do vapor, diferentes tipos de amostraspode ser mais apropriado. Uma limitação de corrente da técnica é a incapacidade de mudar de direcção em amostragem. A actual configuração permite o movimento num só sentido somente, e, portanto, não pode controlar as variações direccionais que tipicamente ocorrem na amostragem de campo de objectos. Estamos actualmente a abordar esta necessidade, incorporando x - y movimento e permitindo que para os padrões de amostragem específicos para preencher uma área.

Rastreio de vestígios de explosivos nos aeroportos e outros locais é um passo crucial na proteção do público contra a ameaça do terrorismo. As práticas atuais são fortemente focada em wipe-amostragem de contaminação da superfície das itens manipulados por pessoas, as próprias pessoas, e artigos destinados a porões de carga. Toalhetes de recolha são analisados imediatamente no campo, utilizando detectores de explosivos comerciais vestigiais (TVP) que são normalmente à base de dessorção térmica de material sólido foi recolhido, com detecção por espectrometria de mobilidade de iões 1 ou, mais recentemente, espectroscopia de massa. A quantidade total de tempo disponível para a recolha e a análise da amostra é limitada pela necessidade de minimizar o impacto na carga de passageiros e de transferência. protocolos de amostragem tem de ser optimizada para recolher a maior parte da amostra no tempo mais curto, o que exige medidas padronizadas que podem pesar factores importantes para limpar recolha. Wipe-amostragemé uma prática geral usada para a contaminação da superfície de amostragem em saúde, e arenas reguladoras ambientais 2, 3, 4, 5, 6, 7. práticas típicas incluem a realização da toalhita à mão e recolha de amostras dentro de uma área fixa utilizando um padrão de cobertura geral. Para aumentar o controlo sobre factores, incluindo a força e velocidade de limpeza, foi desenvolvida uma abordagem instrumental para simular limpar-amostragem de 8, o que também tem sido utilizado para avaliar a eficiência biológica em Wipe-amostragem 9. Um dispositivo comercial destina-se a medições de adesão foi adaptado para o efeito; que inclui uma superfície plana que se move a uma velocidade fixa e distância sob um estacionária limpar. A força durante a amostragem é controlado por um peso colocado no topo do suporte de limpar. Superfícies de interesse (tecidos, plaos paus, metais, etc.) são colocados sobre a superfície plana e uma amostra de partículas é colocado em um área fixa nessa superfície. O nosso trabalho usadas microesferas de látex de poliestireno anteriores como as partículas de teste, e o tamanho de partícula foi demonstrado ter um efeito sobre a recolha de partículas, com maiores (42 um) esferas recolhidos mais eficientemente do que os mais pequenos (9 um) esferas. Descobrimos também alguma melhoria na eficiência de recolha com um aumento da força aplicada durante a amostragem, e observaram-se diferenças na recolha a partir de superfícies diferentes e para diferentes toalhetes. Em trabalho subsequente, verificou-se que as partículas de poliestireno poderiam ser depositada, continuando a limpar a superfície após a recolha, a redução da eficiência da recolha aparente 10. Esta é uma consideração importante na detecção de explosivos traço, como itens amostrados em cenários de triagem, tais como malas de viagem, pode ser grande em relação à área de coleta de limpar, exigindo extensa dista viagemNCES para cobrir até mesmo uma pequena porcentagem da área do item. Por conseguinte, a distância de deslocamento na superfície após a recolha da amostra é um factor importante, e protocolos de campo tipicamente definir uma distância máxima permitida coberto antes de cada análise. As formas de microesferas são diferentes de partículas explosivas reais 11, 12 e as suas propriedades químicas e físicas podem torná-los um simulador inadequados para limpar explosivos em experiências de recolha. Para resolver esta limitação, foi desenvolvido um material de teste contendo o explosivo 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazina (RDX) com uma dimensão de partícula conhecida. O material de teste é feito por volumes de nanolitros de impressão a jacto de tinta de uma solução RDX em matrizes em substratos de Teflon, com depósitos sólidos de tamanho micrométrico formados por evaporação em cada ponto na matriz. Os depósitos são transferidas para as superfícies de ensaio por fricção sobre a superfície, e a parte resultanteigo tamanhos são definidas pelo tamanho começando depósito. Os diâmetros das partículas desejadas, como determinado por análise de impressões digitais contendo explosivos de rastreio, é de 10 a 20 um. Depósitos também pode ser formado por pipetagem de volumes de microlitros de solução sobre substratos de Teflon 13, mas que vai secar em uma única grande depósito, geralmente muito maior do que a gama desejada de tamanhos de partículas (para massas RDX relevantes para este trabalho). O padrão de partículas de jacto de tinta RDX é usado neste trabalho, juntamente com procedimentos de extracção e análise quantitativa para demonstrar o método para a determinação limpar eficiência de recolha. Estas medidas destinam-se a promover o desenvolvimento de nova amostragem toalhetes com melhores eficiências de recolha, e apoiar as melhores práticas de amostragem de campo, incluindo direccionamento superfícies que produzem mais de exemplo, a força apropriada para utilizar durante a recolha, e a área de cobertura antes da análise.

<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.

A capacidade deste protocolo para medir com precisão a eficiência da recolha de uma vasta variedade de possíveis superfícies de teste é dependente das características físicas da amostra e o seu confinamento para uma área específica na superfície. Se a amostra estiver fora da área definida, pode não ser totalmente encontrado durante limpe-amostragem, e a eficiência de recolha será reduzida artificialmente. Além disso, se as partículas são significativamente diferentes de partículas real esperado em resíduos de explosivos de rastreio, as medições de eficiência de recolha poderá não ser representativa. Por estas razões, recomenda-se o uso de um tipo específico de amostra que tenha sido demonstrado para gerar características de tamanho de partícula apropriado e a transferir para testar superfícies dentro de uma área limitada de acordo com o protocolo. deposição solução directa para formar partículas é dependente da textura e da composição da superfície e podem não resultar em represenamostras re presentativas. Os resultados são apresentados na Tabela 1 para um ETD comercial limpe 1 (polímero de meta-aramida) dada uma força de 7,5 N e um representante da superfície de ensaio de bagagem (balístico de nylon tecido), por duas distâncias diferentes. A velocidade de marcha para todas as experiências é de 50 mm / s, e a temperatura e a humidade relativa durante a recolha foram de 20 ± 2 ° C e 40 ± 4% de HR, respectivamente. Os resultados mostram que um comprimento de percurso mais longo resulta numa eficiência de recolha reduzida, o que é esperado devido à redeposição de partículas 10. A distância do curso 36 centímetros foi conseguida por meio de três passagens separadas sobre a superfície, o levantamento da toalhita, no final de cada caminho e traduzindo a superfície para expor um caminho de amostragem fresco. Este método de prolongar a distância de deslocamento requer que a toalhita é levantada e colocada para baixo várias vezes, e pode produzir resultados diferentes em comparação com um contínuo<html> caminho de amostra. Em cenários de triagem, é provável que o Wipe é levantado e substituído muitas vezes sobre o item, a fim de que esta abordagem para estender a distância de viagem é apropriado. Os EA dos depósitos de RDX a partir do substrato de PTFE são elevados, como esperado para esta superfície. Uma vez que os EA estão perto de 100%, e não há garantia de qualidade fornecida por inspecção visual do substrato (passo 3.2.3), a medição de TE pode ser eliminado sem afectar de forma significativa os resultados CE para esta superfície de teste. Outras superfícies de teste pode ter EA variáveis ​​mais baixas ou mais. As incertezas na CE estão dentro do intervalo esperado para esta técnica com base na nossa experiência até à data. Um segundo ETD comercial limpe (fibra de vidro tecidas revestidas com PTFE) tem geralmente incertezas mais baixas do que o polímero de meta-aramida limpar, embora também tenha EC inferiores em geral (Figura 4). Nosso trabalho anterior com microesferas de poliestireno<html> f &quot;&gt; 8 é consistente com as eficiências de recolha inferiores observadas para limpar ETD 2 em comparação com um limpe. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig1.jpg" /> Figura 1. Diagrama esquemático para limpar aparelho de amostragem (da esquerda e do meio) com molde para a colocação da amostra na superfície do teste (para a direita). A pegada de área de recolha da toalhita, um círculo 30 milímetros de diâmetro, é mostrado no início e no fim do percurso de amostragem. A folha é colocada na superfície de teste, se desloca directamente através da localização da amostra (tipicamente 5 mm por 5 mm ou menor), e termina na superfície. A distância de deslocamento é a partir de C, a localização da amostra, para o fim. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55484/55484fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> pload / 55484 / 55484fig2.jpg&quot;/&gt; Figura 2. Exemplo limpar titular. Os componentes para o suporte do costume são mostradas na parte superior esquerda, e incluir dois componentes de plástico produzidos por impressão em 3D. Estes dois componentes servem para prender o toalhete no lugar e são mantidos juntos por dois parafusos de aperto. O peso do aço inoxidável é acoplável uma haste sólida com um perno roscado numa extremidade para fixação ao suporte. O parafuso de olhal é para fixação da linha de limitação. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig3.jpg" /> Figura 3. A configuração do dispositivo. Um molde de papel amarelo é feita para se ajustar com 10 cm por 10 cm da superfície de ensaio de aço quadrados, com um recorte para o percurso do gás. A superfície com molde é colocada sobre o plano móvel e ajustado até que a linha de limitação é esticada e centrado sobre o percurso do gás. O modelo é usado para configurar the dispositivo e ao transferir a amostra de teste, mas não está no lugar durante limpar amostragem. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55484/55484fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/55484/55484fig4.jpg" /> Figura 4. Resultados de teste superfície de couro sintético e uma distância de percurso 36 centímetros, conseguido através de 3 passagens de 12 cm cada uma, por dois panos de limpeza diferentes. As incertezas na CE são dadas como um desvio padrão. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Distância percorrida (cm) </td><td> Força (N) </td><td> TE (%) </td><td> RSD (%) </td><td> EC (%) </td><td> RSD (%) </td><td> n </td></tr&gt; <tr><td> 36 * </td><td> 7,5 </td><td> 97,4 ± 2,1 </td><td> 2.2 </td><td> 11.7 ± 4.0 </td><td> 34,0 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 7,5 </td><td> 98,5 ± 1,3 </td><td> 1.3 </td><td> 22,6 ± 3,4 </td><td> 15.2 </td><td> 4 </td></tr><tr><td colspan="7"> * 3 passagens de 12 cm cada uma. </td></tr></tbody></table> Tabela 1. Os resultados para ETD comercial limpar uma superfície e teste de tecido de náilon urdido por duas distâncias diferentes. Incertezas em TE e CE são dadas como um desvio padrão.

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

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

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

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 ...

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

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

9.4K visualizações.  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.

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

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

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

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

Medindo espacialmente e direcional variando espalhamento de luz a partir de Material Biológico

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 ...

Engenharia

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.

Medição de materiais Microstructure Sob fluxo Usando 1-2 Plane Fluxo-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 ...

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.

A preparação de eletro Pontes de Polar dielétricos líquidos

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%.

Fazendo Record-eficiência SnS Células solares por evaporação térmica e Deposição Camada Atómica

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.

Pesquisa e Desenvolvimento de explosivos de alto desempenho

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.

Métodos para medir a orientação e rotação Taxa de partículas em Turbulência 3D-impressos

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.

Medir o tamanho do pulverizador Gota de bicos agrícolas Usando Laser Difração

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.

Um novo método para<em&gt; In Situ</em&gt; Caracterização eletromecânica de amostras de nanoescala

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.

Interior avaliação Experimental da eficiência e da irradiância Spot do dubleto acromático em vidro (ADG) lente de Fresnel para concentrar a energia fotovoltaica

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.

Procedimento Experimental para Estudos Laboratoriais de Queima In Situ: Inflamabilidade e Eficiência de Queima do Petróleo Bruto

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