Das Bildungskit von Droplet Lab

Ein Lernwerkzeug in Laborqualität

Inhalt

1 Einleitung

2 Warum die Oberflächenforschung wichtig ist

3 Bedeutung von Goniometern und Tensiometern im Labor

4 Warum das Bildungsinstrument von Droplet Lab überlegen ist

5 Vergleich der Optionen

6 Fazit

Einleitung

Die Materialwissenschaft wird verschiedene Branchen revolutionieren, indem sie fortschrittliche Materialien einführt, die die Superhydrophobie, selbstreinigende Oberflächen, Korrosionsschutzschichten und antimikrobielle Beschichtungen verbessern. Diese Innovationen verändern nicht nur die Medizintechnik und die Luft- und Raumfahrttechnik, sondern ebnen auch den Weg für bedeutende technologische Durchbrüche.

Stellen Sie sich Supraleiter bei Raumtemperatur, reibungsfreie Lager, nicht-ablative und hitzebeständige Wiedereintrittsschilde für Raumfahrzeuge, effiziente chemische Katalysatoren und neue Elektrokatalysatoren vor, die die Prozesse zur Erzeugung grüner Energie verbessern. Dieser Wissenschaftszweig ist entscheidend für die Entwicklung von nicht-reaktiven biomedizinischen Implantaten, Tissue Engineering-Lösungen, Arzneimittelverabreichungssystemen und die Verbesserung der allgemeinen Biokompatibilität. Innovationen wie Organs-on-a-Chip emulieren bereits Gewebe für schnelle Medikamententests, reduzieren den Bedarf an Tierversuchen und verbessern die Früherkennung von Krankheiten.

Das Verständnis dieser Fortschritte beginnt mit einem umfassenden Verständnis der Stoffwechselwirkungen an ihren Grenzflächen – ob fest, flüssig, gasförmig oder vakuum. Dieses Wissen beginnt mit der Beherrschung von Konzepten wie Oberflächenspannung, Kohäsion und Adhäsion mit Werkzeugen wie Tensiometern und Goniometern.

Warum die Oberflächenforschung wichtig ist

Kontaktwinkelmessungen haben ein breites Anwendungsspektrum. Plastiktüten sind heutzutage ziemlich passé, aber früher wurden sie von Lebensmittelgeschäften stark mit Logos und anderen Erkennungszeichen verziert. Farbe oder Tinte haften nicht an Polyethylen – die Oberfläche ist ohne spezielle Verarbeitung nicht "benetzbar".

Ein ultravioletter Hochspannungs-Koronaentladungs-"Behandler" wird verwendet, um unsichtbare mikroskopische Vertiefungen in die Oberfläche zu brennen, wodurch die Tintenmoleküle etwas zum Einrasten erhalten und der Druck dauerhaft wird. Chemische Teststifte sind so konzipiert, dass sie den Grad der "Behandlung" anzeigen, den der Kunststoff erhalten hat (normalerweise gemessen in dyn/cm2), um sicherzustellen, dass die Tinte haftet. Es muss sich um einen Schnelltest handeln, bei dem eine kontinuierliche Folie für eine bestimmte Anzahl von Sekunden gehalten wird, bevor sie abperlt, was der Trocknungszeit der Tinte entspricht. Diese Prüfmarker werden mit Tensiometern/Goniometern entwickelt.

In ähnlicher Weise können Gewebe mit Beschichtungen aus Nanopartikeln hergestellt werden, die verhindern, dass ein Flüssigkeitströpfchen seine Oberflächenspannung überwindet, da sie so groß sind, dass der Kontaktwinkel ein "Benetzen" der Oberfläche verhindert. Folglich perlt die Flüssigkeit einfach vom Material ab und lässt es trocken zurück. Die Nanobeschichtungen werden mit Tensiometern/ Goniometern getestet

Der Kontaktwinkel spielt eine große Rolle, wobei er, wenn er stumpfer ist, eine höhere Benetzungsbeständigkeit aufweist. Ein Tröpfchen mit einem Kontaktwinkel (Theta) von neunzig Grad oder weniger hat die maximale Benetzbarkeit auf einer flachen, unbehandelten Oberfläche (Abb. 1). Bei einer Nanobeschichtung Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 mit festen Abständen und Höhen (Abb. 2) kann der mittlere Teil des Tropfens bis zur Oberfläche reichen, aber am Rand verhindern die Oberflächenspannung der Außenkante und der schrägere Kontaktwinkel, dass er sich ausbreitet.

Ein weiterer Tropfen oder dieselbe Flüssigkeit auf einer noch feineren Nanobeschichtung oder -behandlung (Abb. 3) könnte einen noch größeren Widerstand aufweisen, so dass die intrinsische Oberflächenspannung nicht die darunter liegende Oberfläche erreicht und hoch genug ist, um in der Nähe noch weniger Kontakt zu haben. Dadurch sitzt der Tropfen höher und haftet noch weniger an der Oberfläche, wodurch er viel anfälliger dafür ist, relativ leicht von dieser Oberfläche abzurutschen. Dieses Phänomen wurde zuerst an Lotusblättern und einigen anderen Pflanzen beobachtet, die sich weigerten, nass zu werden.

Bedeutung von Goniometern und Tensiometern im Labor

Die richtigen Werkzeuge in Bildungseinrichtungen verbessern die Lernerfahrung erheblich. Tensiometer und Goniometer liefern genaue und zuverlässige Daten zu Kontaktwinkeln, Oberflächenspannung, Kohäsion und Adhäsion, die für den Unterricht und Experimente unerlässlich sind. Diese Tools vereinfachen komplexe Theorien, machen sie für die Schüler zugänglicher und ansprechender und ermöglichen es den Pädagogen, sich auf die Generierung genauer Daten zu konzentrieren.

Die Schüler können Tenside kennenlernen und herstellen, um Dinge benetzbarer zu machen, oder das Wie und Warum von molekularen Beschichtungen, die sie weniger benetzbar machen. Dies ist von entscheidender Bedeutung für das Lernen und letztlich für die Forschung und die praktische Anwendung. Es ist wichtig, ein Verfahren und einen Prozess zu entwickeln, um sicherzustellen, dass der auf ein Auto aufgetragene Lack die Schicht beibehält, nicht abperlt und gründlich trocknet, bevor er das Ende des Fließbandes erreicht.

Moderne Tensiometer und Goniometer in Laborqualität können jedoch Tausende von Dollar kosten, während Do-it-yourself-Kits einigermaßen nützlich sein können, aber sehr starke Fähigkeiten erfordern, nicht nur für die Konstruktion und den Bau, sondern auch für die Implementierung und Wartung. Keine dieser Optionen wird mit vorgefertigten Lernpaketen geliefert. Stattdessen entwerfen Sie Ihren eigenen Lehrplan, der Ausbildung, Erfahrung und Fachwissen erfordert. Herkömmliche Instrumente erfordern zudem eine professionelle Installation, eine komplexe Wartung, einen hohen Zeitaufwand und eine umfangreiche Schulung.

Warum das Bildungsinstrument von Droplet Lab überlegen ist

Was Sie erwartet

Bessere Messgeräte führen zu besseren Ergebnissen. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Komplexität nicht unbedingt gleichbedeutend mit Qualität oder Genauigkeit ist. Oft ist die Einfachheit überlegen. Wir verwenden keine Laser-Distanzsensoren oder optischen Interferometer, um die Größe eines Blattes Papier zu messen – ein Lineal funktioniert einwandfrei. Lassen Sie uns vor diesem Hintergrund ein modernes Stück Technologie erkunden, das Messungen vereinfacht und gleichzeitig Präzision bietet: das Droplet Lab Education Kit.

Effiziente Untersuchung

Anstatt die eingebaute Rechenleistung eines leistungsstarken Smartphones zu nutzen, wie in unserem Flaggschiff-Werkzeug , das Dropometer), verwenden wir in diesem Educational Kit eine 4K-Wi-Fi-Kamera mit einem 500-fachen Digitalzoom, die lokal mit Ihrem Laborcomputer verbunden wird, was die experimentelle Aufzeichnung vereinfacht. Jeder Schüler kann seinen eigenen diskreten Datensatz in der Cloud oder lokal haben, um seinen Fortschritt zu verfolgen.

Zur Erzeugung von Tropfen wird eine Spritze auf dem verschiebbaren Mitteltisch montiert. Dieser Tisch ist so konzipiert, dass er sich leicht bewegen lässt und durch robuste Rändelschrauben gesichert ist, um eine perfekte Fokussierung während des Tests zu erreichen. Um die beste Sicht und den besten Kontrast für Proben zu erzielen, verfügt die LED-Hintergrundbeleuchtung über vollständig einstellbare Helligkeitsregler und die Kamera über eine stufenlose Winkeleinstellung.

Nach der Einrichtung und Verbindung mit dem Computer meldet sich der Schüler bei seinen persönlichen Experimenten oder Tests an und kann in Sekundenschnelle mit seiner Arbeit fortfahren. Die Software ist so ausgeklügelt, dass sie Ihnen genau sagt, was zu tun ist, sodass Sie mit wenig bis gar keiner Schulung sofort arbeiten können.

Vielseitigkeit und Zugänglichkeit

Typische kommerzielle Geräte sind unhandlich, fest an Ort und Stelle und erfordern oft ein Team des Herstellers, um sie ordnungsgemäß zu installieren. Ein anderer Arbeiter kann es sich nicht "für eine Weile ausleihen". Unser Kit ist leicht, tragbar und kann in wenigen Minuten sofort zusammengebaut werden. Die intuitive benutzerfreundliche Oberfläche macht es für die Lernenden einfach und intuitiv zu bedienen. Die digitale Anzeige und die automatische Berechnung von Winkeln und Oberflächenspannungen (usw.) machen den gesamten Prozess rationalisiert und effizient. Die mitgelieferte Software ist so ausgereift, dass Fehler beim Befolgen der Schritt-für-Schritt-Anleitung sehr unwahrscheinlich sind.

Umfassende Unterstützung

Wir bieten umfangreichen Support, einschließlich Benutzerhandbüchern, Video-Tutorials und Kundendienst. Dozenten werden unser Plug & Play-Paket zu schätzen wissen und sich über vorgefertigte Experimente freuen, die Lehrkräften und Schülern helfen sollen. Dies macht es für beide einfach, das Potenzial des Kits zu maximieren.

Langlebigkeit und Präzision

Die Kerntechnologie in unserem Kit, die durch Peer-Review-Forschung unterstützt wird, wurde von Fortune-500-Unternehmen und Ivy-League-Universitäten verwendet. Mit einer Garantie von einem Jahr und unbegrenztem Support bedeutet die robuste Verarbeitungsqualität, dass dieses Gerät jahrelang verfügbar ist und funktioniert und seine grundlegende Genauigkeit beibehält. Auch in den Händen von Studenten sollte es sich außergewöhnlich gut schlagen.

Kosten

Mit nur 1000 US-Dollar pro Kit, das robuste Hardware und lebenslange Lizenzen für die Messung von Kontaktwinkeln und Oberflächenspannung enthält, bietet unser Education Kit ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis. Diese Erschwinglichkeit ermöglicht ein günstiges Verhältnis von Instrumenten zu Schülern, was das erfahrungsorientierte Lernen und die Bildungsergebnisse verbessert.

Belohnen wir Neugier

Vergleichen Sie einen Schüler, der mit seitenlangen komplexen Anweisungen für ein Goniometer in Laborqualität konfrontiert ist, mit dem Education Kit, das alle quälenden Details eliminiert. Sie werden sehen, dass Ihre Schüler sofort aussagekräftige Ergebnisse erzielen. Beseitigen Sie die unnötige Komplexität traditioneller Instrumente; Bevorzugen Sie einen optimierten Messansatz, der sowohl effizient als auch effektiv ist. Anstatt die Begeisterung zu erdrücken, liefern Sie jetzt sofort greifbare Ergebnisse. Dieses moderne Stück Technologie ist nicht nur ein Werkzeug; Es ist ein Tor zu einem tieferen Verständnis und einer tieferen Erkundung im Labor.

Vergleich der Optionen

Vergleichen wir die Funktionen und Vorteile unseres Education Kits mit den Alternativen und zeigen, warum sie ein Muss für jedes Bildungslabor sind.

Preis

1.000 $

5.000 $

>$200 → unbegrenzt

Einfache Montage

Einfach, keine Erfahrung erforderlich, dauert ~10 Minuten

Erforderliche Schulung oder fachgerechte Installation; Lange Installationszeit

Sehr komplex – erfordert erhebliche Heimwerkerfähigkeiten und Erfahrung

Brauchbarkeit

Benutzerfreundlich und ideal für Studenten

Erfordert Schulung und Zeit

Variiert je nach Heimwerkergeschick, ist aber weit weniger intuitiv

Pädagogische Inhalte

Vorgefertigte Experimente für Lehrer zum Einsetzen

Begrenzt. Erfordert Erstellung, Design und Präsentation durch den Benutzer

Überhaupt nicht. Sämtliches Lehrmaterial muss erstellt werden

Software-Integration

Vorintegriert mit Dropbox, Box und OneDrive. Weitere Auswahlmöglichkeiten können bei Bedarf hinzugefügt werden

Proprietär, fortschrittlich

Manuelle Integration erforderlich

Genauigkeit

Hoch, gestützt durch von Experten begutachtete Forschung

Hoch in Laborqualität

Variabel je nach DIY-Skill und User-Design

Support & Schulung

Umfassender Support, einfach zu bedienen

Verfügbar, erfordert aber eine umfangreiche Schulung

Begrenzt – verlässt sich auf die Unterstützung von Community-Foren

Instandhaltung

Geringer, minimaler Wartungsaufwand

Mäßig

Hohe Niveaus und DIY-abhängig; Wenn es kaputt geht, reparierst du es.

Schlussfolgerung

Während komplexe Instrumente ihren Platz in der fortgeschrittenen Forschung haben, sind Einfachheit und Genauigkeit im Bildungsbereich oft der Schlüssel. Unser Education Kit verkörpert dieses Prinzip und bietet ein modernes, effizientes und benutzerfreundliches Tool für Pädagogen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Instrumenten gewährleistet dieses leichte, tragbare Gerät eine einfache Bedienung, ohne die Präzision zu beeinträchtigen.

Indem Sie unser Kit in Ihren Lehrplan integrieren, helfen Sie den Schülern, schneller zu brauchbaren Ergebnissen zu gelangen. Sie verbessern die Präzision Ihrer Experimente und vermitteln Produktdesignern und Studenten praktische Erfahrungen mit industrierelevanter Technologie. Das Education Kit hat ein vielseitiges und erschwingliches Design und ist damit die ideale Wahl für Bildungseinrichtungen, da es theoretisches Wissen mit praktischer Anwendung verbindet.

Kontaktieren Sie uns noch heute um herauszufinden, wie Sie davon profitieren können, indem Sie die enormen Geldausgaben für Maschinen vermeiden, die möglicherweise nicht so leistungsfähig sind, schwer zu teilen sind und oft eine umfangreiche Einrichtung erfordern. Nutzen Sie die Einfachheit und Genauigkeit des Education Kits, um Ihre experimentellen Fähigkeiten zu verbessern und ein tieferes Verständnis der Prinzipien der Oberflächenforschung zu fördern.