カンチレバーセンサの高次モードを用いたヒドロゲルのレオロジー特性変化とゲル化過程のリアルタイムモニタリング【JST・京大機械翻訳】

Cesewski Ellen; Singh Manjot; Liu Yang; Zhang Junru; Haring Alexander P.; Johnson Blake N.

文献

J-GLOBAL ID：202002225658735699 整理番号：20A2548983

カンチレバーセンサの高次モードを用いたヒドロゲルのレオロジー特性変化とゲル化過程のリアルタイムモニタリング【JST・京大機械翻訳】

Real-time monitoring of hydrogel rheological property changes and gelation processes using high-order modes of cantilever sensors

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資料名：
巻： 128 号： 17 ページ： 174502-174502-11 発行年： 2020年
JST資料番号： C0266A ISSN： 0021-8979 CODEN： JAPIAU 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

ここでは,1MHz近くの動的モード圧電カンチレバーセンサの高次モードがヒドロゲル中に残留し,ヒドロゲル粘弾性特性の高感度特性化とレオロジー特性変化のリアルタイムモニタリングを可能にすることを報告する。共振周波数(f_n)の連続的追跡,共鳴における位相角とインピーダンス,および圧電励起ミリカンチレバー(PEMC)センサにおける低および高次モードの品質因子(Q_n)は,ヒドロゲル粘弾性特性およびゲル化過程のリアルタイムモニタリング(f_air,低=38.1kHzおよびf_air,高=836.9kHz)の特性評価を可能にした。f_n,位相角,Q_nおよびインピーダンスの変化を含むセンサのインピーダンス応答の様々なスペクトル特徴は,それぞれ0.5~4wt%および8~18wt%の濃度範囲で,DMAによって特性化されるアルギン酸塩およびポリエチレングリコールジメタクリレート(PEGDMA)ヒドロゲル組成および低周波粘弾性特性の変化のセンシングを可能にした。相角とインピーダンス応答は,アルギン酸塩とPEGDMAヒドロゲル貯蔵弾性率(E′)と損失因子[tan(δ)]の変化に対して最も高い感度を示した。高次モードは,低次モード(それぞれ23.4kPaおよび230Pa)に対するE′の変化の検出に対して,ダイナミックレンジ上限(33.2kPa)および検出限界(90Pa)の増加を示した。本研究は,広い周波数範囲にわたるヒドロゲルレオロジー特性の高感度特性化と実時間モニタリングのための1~100kHz周波数領域における1MHzのコンパイメント低次モードに近いPEMCセンサの高次モードを示唆した。ミリメータスケールの圧電カンチレバーセンサは,ヒドロゲル材料研究のための有望なキャラクタリゼーションと加工ツールであるように思われる。Copyright 2020 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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