Shaping gels and gels mixture to create helices

In cooking, food gels, such as agar-agar or alginate, are often prepared and presented in the form of spheres or spaghetti. While experimenting in our kitchen, we realized that it is quite difficult to make more advanced shapes. In this study, we sought to develop new methods to obtain more complex shapes. Our first challenge was to obtain helices. The best method we selected was to deposit the solutions before their gelation in a thread. The robustness of the method is tested by systematically changing the thread pitch, diameter, and depth. From the deformation under its own weight, we propose to deduce the mechanical characteristics of the helix. These values are compared to those obtained in the laboratory using indentation testing. Finally, we experimented with mixed gels obtained by combining agar-agar and alginate.Fil: D'angelo, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Pauchard, L.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Auradou, H.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Darbois Texier, B.. Centre National de la Recherche Scientifique; Franci

Copper recovery by cementing from waste solutions derived from the manufacturing/printing industry

We report the optimal conditions for copper recovery on a laboratory scale through a cementation process from industrial waste solutions. As cementing agent, aluminum was employed from different sources: discarding aluminum from soda cans and turning chip and commercial meshes. The percentage of recovery is highly dependent on the exposed area of aluminum and chloride additions. It was determined that the optimal chloride concentration should be equal to or greater than 100 mM and the ratio between mass of aluminum and volume of copper solution must be greater than (42+/-4) mg/mL for mesh or shavings to obtain recoveries up to 90 %. For the case of aluminum from soda cans, this relation or the treatment time should be increased to reach the same relevant recoveries. As revealed by Scanning Electron Microscopy and X-Ray Diffraction experiments, the obtained copper is polycrystalline and dendritic, with low percentage of oxidized compounds. Under the conditions tested, the source of aluminum used does not seem to affect the quality of the product obtained. The conditions studied allow to scale the procedure and thus achieve the recovery of a metal of high economic value and reduce the environmental impact of industries such as the manufacture of printed circuits.Fil: Costa, Cecilia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Lustig, Sonia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: González, Graciela Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

Effect of motility on the transport of bacteria populations through a porous medium

The role of activity on the hydrodynamic dispersion of bacteria in a model porous medium is studied by tracking thousands of bacteria in a microfluidic chip containing randomly placed pillars. We first evaluate the spreading dynamics of two populations of motile and nonmotile bacteria injected at different flow rates. In both cases, we observe that the mean and the variance of the distances covered by the bacteria vary linearly with time and flow velocity, a result qualitatively consistent with the standard geometric dispersion picture. However, quantitatively, the motile bacteria display a systematic retardation effect when compared to the nonmotile ones. Furthermore, the shape of the traveled distance distribution in the flow direction differs significantly for both the motile and the nonmotile strains, hence probing a markedly different exploration process. For the nonmotile bacteria, the distribution is Gaussian, whereas for the motile ones, the distribution displays a positive skewness and spreads exponentially downstream akin to a Γ distribution. The detailed microscopic study of the trajectories reveals two salient effects characterizing the exploration process of motile bacteria: (1) the emergence of an "active" retention effect due to an extended exploration of the pore surfaces and (2) an enhanced spreading at the forefront due to the transport of bacteria along "fast tracks" where they acquire a velocity larger than the local flow velocity. We finally discuss the practical applications of these effects on the large-scale macroscopic transfer and contamination processes caused by microbes in natural environments.Fil: Creppy, Adama. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Clément, Eric. Université Paris Diderot - Paris 7; FranciaFil: Douarche, Carine. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: D'angelo, María Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Auradou, Harold. Centre National de la Recherche Scientifique; Franci

Transport of non tracer particles in simple flows

Se realizó un estudio experimental del comportamiento de partículas transportadas en un flujo simple. Para ello se utilizaron pares de canales milimétricos con un ángulo de intersección de 0°, y un segmento de comunicación entre ellos, por los cuales se inyectan simultáneamente dos fluidos miscibles. Uno de los fluidos es una solución de agua que contiene un colorante (trazador pasivo) y microesferas (partículas no trazadoras) de flotabilidad neutra, el otro fluido está formado por la misma solución, pero sin ningún tipo de trazador. Para el análisis sistemático de las trayectorias de las partículas, se implementó un dispositivo experimental con técnicas de rastreo de partículas. Los experimentos fueron filmados con alta resolución temporal y espacial utilizando una cámara de alta resolución acoplada a una lupa de laboratorio. Las imágenes se analizaron con un programa de procesamiento desarrollado en el laboratorio. Se analizaron las trayectorias de las partículas para distintos número de Reynolds, obteniéndose la distribución, las velocidades y la concentración de microesferas a la salida de cada canal en función de los parámetros estudiados.An experimental study on the behaviour of transported particles in a flow of simple geometry has been developed. A pair of millimetric channels that cross at 0°, with a shunt between them where two miscible fluids are inyected at constant flow rate. One of the fluids is a solution of dye (passive tracer) as well as microbeads (non passive tracer) of neutral buoyancy. The other fluid is made of the same solution but without any tracer. For the systematic study of the particle trajectories an experimental tracking method has been set up. The experiments have been recorded with a high spatial and temporal resolution camera coupled to a low power microscope. The images have been analysed with a coded processing program developed in our laboratory. The trajectories of the particles, with different Reynolds number, have been analysed, in order to obtain the distribution, speed and bead concentration at each outlet as a function of the used parameters and have been compared with previous results on similar geometries and miscible fluids.Fil: Brabat, M.. École Nationale Supérieure D'électronique, Informatique, Télécommunications, Mathématiques et Mécanique de Bordeaux; FranciaFil: Freytes, Verónica Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentin

Evolution of instabilities in filament buckling processes

In this work we study the dynamical buckling process of a thin filament immersed in a highly viscous medium. We perform an experimental study to track the shape evolution of the filament during a constant velocity compression. Numerical simulations reproduce the dynamical features observed from the experimental data and allow quantifying the filament's load. We observe that both the filament's load and the wave number evolve in a stepwise manner. In order to achieve a physical insight of the process, we apply a theoretical model to describe the buckling of a filament in a viscous medium. We solve a hydrodynamic equation in terms of normal modes for clamped-clamped boundary conditions and constant applied load. We find a good agreement between experimental data and simulations, suggesting that the proposed mechanistic model captures the essential features underlying the dynamical buckling process.Fil: Monastra, Alejandro Gabriel. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carusela, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaFil: Van Der Velde, Guido Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Bruno, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Experimental study of the buckling of a semi-flexible filament in a complex medium

En este trabajo se estudia la deformación por compresión de un filamento delgado inmerso en un fluido.Se estudia la forma del filamento variando la magnitud de la compresión aplicada y las propiedades reológicas del medio: puramente viscoso, puramente elástico y con comportamiento viscoelástico.Se observan transiciones entre regímenes de diferente estabilidad.In this work we study the deformation of a thin filament immersed in different fluids when subjected to a compressive force. The filament shape is analyzed for different magnitudes of the applied compression and for different rheological properties of the medium: purely viscous, purely elastic and displaying viscoelastic behavior. Transitions between different regimes are observed.Fil: Van Der Velde, Guido Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Gómez, C.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Freytes, Verónica Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Bruno, L.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentin

Search for eccentric black hole coalescences during the third observing run of LIGO and Virgo

Despite the growing number of confident binary black hole coalescences observed through gravitational waves so far, the astrophysical origin of these binaries remains uncertain. Orbital eccentricity is one of the clearest tracers of binary formation channels. Identifying binary eccentricity, however, remains challenging due to the limited availability of gravitational waveforms that include effects of eccentricity. Here, we present observational results for a waveform-independent search sensitive to eccentric black hole coalescences, covering the third observing run (O3) of the LIGO and Virgo detectors. We identified no new high-significance candidates beyond those that were already identified with searches focusing on quasi-circular binaries. We determine the sensitivity of our search to high-mass (total mass M>70 M⊙) binaries covering eccentricities up to 0.3 at 15 Hz orbital frequency, and use this to compare model predictions to search results. Assuming all detections are indeed quasi-circular, for our fiducial population model, we place an upper limit for the merger rate density of high-mass binaries with eccentricities 0<e≤0.3 at 0.33 Gpc−3 yr−1 at 90\% confidence level

Ultralight vector dark matter search using data from the KAGRA O3GK run

Among the various candidates for dark matter (DM), ultralight vector DM can be probed by laser interferometric gravitational wave detectors through the measurement of oscillating length changes in the arm cavities. In this context, KAGRA has a unique feature due to differing compositions of its mirrors, enhancing the signal of vector DM in the length change in the auxiliary channels. Here we present the result of a search for U(1)B−L gauge boson DM using the KAGRA data from auxiliary length channels during the first joint observation run together with GEO600. By applying our search pipeline, which takes into account the stochastic nature of ultralight DM, upper bounds on the coupling strength between the U(1)B−L gauge boson and ordinary matter are obtained for a range of DM masses. While our constraints are less stringent than those derived from previous experiments, this study demonstrates the applicability of our method to the lower-mass vector DM search, which is made difficult in this measurement by the short observation time compared to the auto-correlation time scale of DM

Study of wettability and characterization of the pdms - glass system in microfluidic devices

Se estudió la mojabilidad de superficies de polidimetilsiloxano (PDMS) tratadas con plasma de aire. El PDMS es un elastómero de silicona atractivo como material de base para aplicaciones biomédicas de microfluidos, sin embargo en muchos casos la superficie hidrófoba del PDMS puede ser problemática. El tratamiento  de la superficie con plasma de aire es uno de los métodos convencionales tanto para el sellado de los canales con vidrio, como para la activación de la superficie mejorando las condiciones de hidrofobicidad. En este trabajo la mojabilidad de los PDMS modificados se cuantificó mediante mediciones del ángulo de contacto, para aceite mineral y para agua, depositados sobre superficies de PDMS tratadas.  Se analizó la variación del  ángulo de contacto con el tiempo de exposición al plasma. Se estudió la estabilidad  de las propiedades de mojado en el tiempo posterior al tratado de la superficie. Finalmente se estudió la movilidad de los fluidos de interés (aceite mineral y agua) en los canales de PDMS sellados con vidrio, estudiando la relación Caudal vs. Presión de inyección y comparando las superficies tratadas con aquellas que no fueron expuestas al plasma de aire.Fil: Luengo, Josefina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Minazzoli, C. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Freytes, Verónica Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentin