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Video 1: Scanning Electron Microscopy Aquí, voy a discutir sobre la determinación de la estructura de poro, usted debe realizeque la mayoría de los mecanismos que ocurren en geomaterial dependen en gran medida de su estructura de poro o en otras palabras distribución de tamaño de poro. Sin saber la estructura de poro de geomateriales nada se puede hacer mucho. Y esto es un trabajo muy intrincado o tema que diría.Por lo tanto, normalmente utilizamos dos tipos de técnicas. Una es la microscopía electrónica de barrido, que no es una forma muy cuantitativa de findingir la estructura de poro de geomateriales.Por cierto, el MIP es done.MIP es la porosimetría de intrusión de mercurio.Bueno, hay escuela de pensamiento que se mantiene en usted sabe, la evaluación de estas técnicas de visa entre sí. Pero el punto es que no hay nada mejor que estas técnicas que es conocido por los seres humanos en esta etapa y que son asequibles y prevarice.Por lo tanto, me gusta darle algunos pies interactuar algunas ideas sobre, usted sabe lo que el SEM MIPis todo sobre. Algunos de usted tendría la oportunidad de utilizar estas técnicas en su carrera de investigación, y algunos de ustedes que no tienen la oportunidad de utilizarlos en este momento podría obtener tal vez después de algún tiempo, o se puede apreciar al ver los videos de YouTube y así. Así, es el barrido de electrones microscopia, lo que se conoce como SEM se obtiene normalmente se hace normalmentepara obtener las imágenes de la muestra en muy elevaciones muy altas. Así que podemos ir hasta un lakh veces de la magnificación con los pequeños microscopios de la cortesía a la electrónica del día reciente básicamente esta técnica se utiliza para estudiar la estructura de la superficie de los materiales a granel y las características de la superficie podría ser la textura de la masa del suelo, los poros, las cavidades que están presentes, la orientación de los granos de los soiles.Así, le mostraré hoy cuán fácilmente la estructura dispersa y floculate en los materiales granulados finos puede ser vista por A la vez que los procesos biológicos que se están produciendo en los geomateriales, Creo que les he mostrado algunas de las fotos cuando se está discutiendo sobre los procesos biológicos. Caracterización biológica de los geomateriales, donde la gente está interesada en ver el tipo de EPS se está formando qué tipo de bacterias está presente en el sistema. Qué tipo de deformaciones están sucediendo en los geomaterials.SEM se utiliza en el campo de la ingeniería médica, las ciencias materiales, las ciencias de la tierra, bastante alot. La imagen es creada por el haz de electrones. Y una cosa buena es que podemos cubrir una mayor profundidad del campo y la resolución que los microscopios ópticos. Y usted puede estudiar las fracturas y las divisiones que están apareciendo en los granos de los suelos. Hay una nueva versión de SEM que se conoce como EDS, y nosotros llamamos esto como energía dispersivespectrometer y esto también le da el análisis de los elementos del material, derecho. Así, usted puede averiguar qué tipo de elementos que están presentes en el sistema. Y luego, mediante el uso de simples cálculos matemáticos, usted puede obtener sus porcentajes también en la forma de óxido, también podemos ver cómo la distribución Otra pregunta sería suponer si considero un grano de suelo dejar que sea cuarzo o dejar que sea montmorillonita o kaolin.Me gustaría ver cómo la composición mineralógica de los granos está cambiando en su superficie. Por lo tanto, el Dr. Srinivas Kadali fue mi estudioso de doctorado que ha hecho estudios muy interesantes por usingEDS y otro es el Dr. Bhagawanji Jha, quien ha hecho la síntesis de zeolitas y luego ha querido entender, cuál es la composición mineralógica, composición elemental de las zeolitas en el Estos son todos micro análisis, que se ha hecho y estos estudiantes han sido pionereedina esta área. Y utilizando la metodología en la que se han desarrollado. Hemos hecho el mapeo de rayos X de los elementos que están presentes en el material y el proceso de exposición que sucede, particularmente la alteración de minerales durante un período de tiempo. Cuando los minerales entran en contacto con los contaminantes. Esto podría ser ácido o básico o biológico, por cierto, las características biológicas han sido estudiados por el Dr. Shashank.Este es el principio de trabajo de SEM, un haz de alta energía eléctrica, alta energía eléctrica electrónica centrado en la muestra y luego la interacción de los electrones se transforma en una imagen tridimensional para obtener la topografía, la morfología y la composición y la cristalografía de los graninos.Así, la topografía, la morfología y las características de composición que he discutido y cristalographiis básicamente cómo la estructura de cristal está cambiando. Si usted va Google, usted se dará cuenta de que el principio de trabajo de SEM es bastante simple. Usted toma la muestra y luego la bombardea con los haces de electrones y cualquiera que sea la dispersión de este si yo sacar el haz de rayos X, otros electrones, primaria, backscatteredelectrons, electrones secundarios, entonces puedo analizar estos haces y puedo filtrarlos para obtener la información. Por lo tanto, usando este concepto hemos estado haciendo la estructura de tela de los suelos de grano fino, lo que hemos hecho es que hemos compactado la muestra del suelo. Que sea una muestra triaxial para la materia y después de la muestra se ha probado para sus propiedades de resistencia al corte, usted puede sacar algún elemento pequeño del interior del sampleis alrededor de un cubo de un centímetro y luego este modelo de un cubo de un centímetro se mira de los lados perpendiculares lados para ver la heterogeneidad material en el Cuando usted está haciendo esta muestra por compactación, usted se dará cuenta de que se compacta el sampleen la dirección vertical. Por lo tanto, me gustaría ver cómo la estructura de granos está cambiando a lo largo de la compactación y esta es la dirección lateral. Por lo tanto, nos gustaría ver las características de la muestra perpendicular al plano de la compactación y paralelo al plano de la compactación. Y por cierto la proporción de los dos es el factor de formación que hablamos about.Así, parece ser muy simple, pero realmente hablando es una manera muy complicada de hacer los estudios porque soy Seguro que cuando vayas al laboratorio, sacas un espécimen centímetro cúbico de las arcillas de las muestras triaxiales y luego lo haces un buen espécimen, que puede ser utilizado para estudiar las microcaracterísticas. No es una tarea muy simple. Y por qué es tan difícil que he enumerado algo de ello por aquí. Por lo tanto, cuando se retiran los fluidos de poros del espécimen, se sabe, la estructura se cambia, porque en última instancia, el fluido está de vuelta entre los grandes.Así, cuando usted está sacando la muestra, las posibilidades son que usted está perturbando la energía sana de este espécimen que el sample.Así, si la microestructura se cambia, podría Por lo tanto, la microestructura se cambia no es una tarea fácil, como he dicho el segundo Es que la mayoría de estas SEMs trabajan en las muestras congeladas o la muestra que no tenemos agua. Por lo tanto, aquí es donde utilizamos la técnica de liofilización, bien. Esto se vuelve muy difícil cuando los minerales son la hinchazón y el tipo de encogimiento. Debido al momento en que lo saca de la muestra y lo mantiene en la atmósfera, la evaporación se lleva a cabo y la muestra de cracks.Así, una vez que las grietas de la muestra, usted realmente no va a conseguir La imagen real de lo que solía ser, cuando estaba en la muestra triaxial, la técnica de secado por aire no se puede utilizar. Por lo tanto, uno tiene que ser muy cuidadoso. Y hay diferentes tipos de configuraciones que están disponibles para hacer el secado al vacío o el secado libre de este material. Usted congele la muestra. Ahora la pregunta es cuando usted está aplicando el vacío entonces la muestra debe ser ableto soportar la presión que viene del vacío tambie.Así, de todas las partes hay problemas. Otra cosa es que los suelos son en su mayoría materiales no conductores para los electrones. Y lo que estamos haciendo es que queremos estudiar cómo la carga Esto significa que necesito una superficie del material que se lleva a cabo. Por lo tanto, esto es otro problema. Por lo tanto, lo que se hace es que, normalmente aplicamos una capa delgada de oro y/o carbono, esto es lo que se conoce como un material.Así, para hacer el conductor de la muestra del beam.Así, esto es más de un arte en lugar de una ingeniería haciendo un espécimen en sí mismo y las personas tienen que pasar mucho tiempo. Si sus materiales son no conductores, entonces también hay un problema y en resumen, el punto de contacto de la muestra requiere una gran cantidad de buenas manos y entrenamiento. Pero una vez que usted ha hecho las muestras y la muestra de las muestras que son Este tipo de información se puede descifrar muy fácilmente.Por lo tanto, todos ustedes deben haber estudiado cómo se ve la cara a la interacción de la cara, pero no soy surenot muchos de ustedes lo han visto ever.So, así es como parece en la imagen del SEM. Ahora, espero que se pueda ver que esta es una plaqueta de arcilla y estas son las otras plataformas de arcilla que están sentadas una sobre la otra. Mira esta imagen, puede diferenciar entre las capas de las plaquetas de arcilla una sobre la otra. Ahora, usted no puede hacer mucho. Usted can.Así, este tipo de investigaciones se deben hacer para darse cuenta de cuánto es el estado disperso del material es y entonces uno de mis académicos doctores Dr. Suchith Gumasthe, él cuantifiedthe grado de dispersión y grado de floculación del material mediante el uso de espectroscopia de impedancia y SEM.Su tesis se basó en esto, un trabajo muy interesante que ha hecho y hemos simulado howsedimentation se produce en la naturaleza en los lagos y los océanos y los océanos. Ahora, así es como se ve. Espero que ahora se puede dar cuenta de la belleza de las placas de caolín de la manera en que se apilaron. Más adelante, hemos utilizado estas imágenes SEM para descifrar la gran cantidad de información, espero que puede darse cuenta del tipo de cavidades que usted está viendo aquí son muy interesantes lugares de estacionamiento para cualquier fluido, esto podría ser fertilizante, esto podría ser enzimas, esto podría ser bioenzimas, esto podría ser cualquier tipo de un medicamento, pesticida, whatever.Así, creo que esto es un montón de ustedes saben, jugando con los minerales y haciendo más dignamente. Por lo tanto, cuanto más se hace zoom en el sistema, se da cuenta de la belleza y se sabe cómo la naturaleza es intrincada. Así que una de mis doctorales Dr. Sasmita Sharma, ella utilizó SEM para darse cuenta de qué tipo de sedimentosexistentes en las plantas de tratamiento de aguas residuales y de aguas residuales porque ese tipo de sentimientos se han ignorado hasta ahora, pero para nosotros, los sedimentos que están ocurriendo en estas plantas de tratamiento de aguas residuales y de agua son también sedimentos. Y toda la idea era que si decanto estos estanques lo que voy a hacer con estos materiales, por lo que, para nuestra sorpresa, nos dimos cuenta de una gran cantidad de formaciones peculiares que se producen en estos sedimentos, incluyendo el patógeno, así como la actividad microbiana y bacteriana.Por lo tanto, esta tesis del Dr. Sharma estaba tratando como he dicho anteriormente también esto estaba tratando con el acuerdo social económicamente generado SEGS, hemos llamado this.Así, una gran cantidad de información se puede descubrir de este simple análisis. Ahora, estoy seguro de que se intrigará para ver cómo la cara a borde y borde a borde de la interacción de las partículas de arcilla parece ser. Puede usted sacar de esta figura que cómo borde a borde de las plaquetas son las sesiones con el otro lado, este es el borde y algunos otros que acabo de venir y sentarse sobre aquí. Así, este es un sistema peculiar de borde a borde de contacto. Si usted ve aquí, este es el borde de la cara Por lo tanto, así es como el análisis de la microestructura se está haciendo usando SEM.Ahora, muchas veces la gente hace una pregunta si el SEM puede ser utilizado para obtener en la porosa o no la respuesta no es realmente porque el SEM como usted está viendo es una técnica cualitativa. Esta es una manera pictórica de demostrar lo que existe en el sistema aunque hay cavitieso los vacíos que pueden ser cuantificados, pero no será muy fácil mirar en la tercera dimensión que es perpendicular a la imagen.

Video 2: Porosimetría Así, la porosimetría se está volviendo muy, importante en el ámbito de las geomecánicas ambientales debido a las obvias razones de que los poros son los que juegan un rol importante en cualquier mecanismo que ocurre en los geomateriales. Transporte de flujo de masa alike.Así, este flujo podría ser térmico, eléctrico, químico, biológico, radiológico, magnético, y así. Por lo tanto, hasta ahora, hemos estado hablando de sólo la distribución de tamaño de partícula en convencionalgecánica. Pero la distribución de tamaño de partícula realmente hablando no da mucha idea sobre las características geomateriales y a menos que usted realmente habla de la estructura de poro y los shapes.Así, hay una gran cantidad de personas que están haciendo investigación fundamental en el modelado de la pobreza porque podemos descifrar la microestructura del suelo y cuando digo micro structurebásicamente este es el tamaño del grano y su entramado o la tela le llamamos cómo los graninos, usted sabe que se encuentra en la matriz del soil.Ahora, este es un modelo simple, si usted considera un grano de la soil.Ahora, lo que se dará cuenta es que hay diferentes tipos de poros que están presentin los granos, podría haber una especie de un poro que está sentado en el cráter de la superficie del likea y esto es Lo que se conoce como el poro cerrado no hay nada que esté goingto migrar a través y a través de este poro es una especie de un cráter en la superficie del grano. Pero sí, creo que cuando discutimos acerca de la sorción y la adsorción, usted sabe adsorción y los fenómenos de absorción, creo que esto es de donde yo había hablado, el primer tingto suceder es que el contaminante tiene que entrar en contacto con el geomaterial que es el proceso de la afísita.Ahora, una vez que este contaminante se queda por aquí, la quimiorción comenzará esto penetrará en la en la matriz de los grises. Ahora en este caso, tenemos los poros finales muertos, el poro está bien definido, pero en última instancia, el flujo de fluido a través del mineral no puede ocurrir. Por lo tanto, esto se convierte en un callejón sin salida. Tenemos un interactuado de los poros que usted sabe, estos puertos están interconectados formando una especie de red dentro de la propia partícula. Entonces podría haber a través de y a través de paso de los poros, usted sabe mirar esto es un poro que pasa a través del mismo. Por lo tanto, este tipo de arreglo de poros y los que yo podría no haber mostrado a continuación, la combinación de este tipo de poros existen en los materiales porosos. Por lo tanto, esto se convierte en una situación ligeramente complicada donde le gustaría Averiguar cuál es la estructura de poro qué es la distribución del tamaño del poro, y una vez que usted conoce estas dos cosas, le gustaría entender cuál es la porosidad del sistema y esta porosidad va a ser la porosidad absoluta, que no puede obtenerse empapando los geomateriales en el agua que normalmente se hace, usted sabe, ellos toman las muestras de roca y la muestra del suelo la empapan en agua durante 72 horas y luego descubren el peso y luego dicen que esto es equivalente a la porosidad.Pero la simple lógica es como hemos discutido anteriormente también las moléculas de agua no pueden entrar en el mejor de los poros que están presentes en los granos y por lo tanto la porosidad que usted obtiene por el remojo de un material en el agua no va a ser la verdadera porosidad.Así, con esta premisa y los antecedentes la gente ha ido a la comprensión y han desarrollado una gran cantidad de técnicas para hacer el modelado de estructuras porosas o lo que se conoce como la teporosimetría.Así, cuando hablamos de la porosimetría, el MIP se vuelve importante o esta es la técnica de técnicas de mostimportant, que se utiliza para determinar la estructura de poro y el nombre es porosimetría de intrusión de mercurio.Y la belleza del mercurio es que la tensión de la superficie es muy alta o muy pequeña. Es un líquido humectante o líquido no humeante?.Muy buenas. Por lo tanto, es el fluido.Por lo tanto, la tensión superficial va a ser extremadamente alta. Eso significa que la bola más pequeña clara o la gota del mercurio todavía puede permanecer en la forma esférica. Y la belleza es la más y más presión que aplica las gotas del mercurio se va a empezar a ser más fino y más fino, claro mejor que el agua, el agua es incompresible así que es mercurytambién, pero la tensión de la superficie y las propiedades humectantes del agua hacen que no se ajuste a la porosimetría.Ahora, la pregunta es si realmente quiero saber lo más fino de los poros más finos en el materiallo que debería ser doing.Puedo usar gases nitrógeno, gas helio del que hemos hablado cuando estábamos haciendo heliumgas pycnometer.Alright.Así, usted puede utilizar gas helio para pasar a través de la muestra y capturar la estructura porosa total, porque el tamaño del gas helio, el gas nitrógeno va a ser mucho más pequeño en comparación con el mercurio.Por lo tanto, estos son los hechos que normalmente se tienen en mente. Y otra cosa interesante es, espero que usted debe darse cuenta de que la porosidad es algo que podría estar en cualquiera de estas formas. Este es un derecho sólido no poroso para que la materia un grano de cuarzo perfecto de la sand.Ahora, esto tiene extremadamente baja superficie porque no hay capacidad de intercambio de cationes, es un cuarzo es un material muy aburrido, no tiene afinidad hacia el medio ambiente externo. Por lo tanto, los sólidos no porosos de verdad están hechos de cuarzo. porosidad debido a los intersticios que se han creado bajo el propio grano y que tienen una superficie de alta altura y que tienen una cantidad de volumen de poro y su dimension.Ahora, este es un sistema de partículas, las partículas dispersas en la matriz de la masa del suelo. Por lo tanto, cuando usted tiene un sistema de partículas como este, su tamaño de partícula y áreas de superficie y estamos más interesados en ver qué tipo de tamaño de partícula y la superficie de la superficie, el sistema dará. Por cierto cuando hacemos porosimetría, tenemos intenciones. Uno es tener el tamaño del poro y segundo es obtener la superficie también, en última instancia, cuando usted está entrometando algo en el espacio del poro que le gustaría saber qué área issurface también. Así, la porosimetría moderna del día le da la ventaja de obtener los tamaños de las partículas también superficie de superficie también por el modelado matemático y el volumen total de los poros que están presentin el sistema. Estos son los catalizadores. Así, los catalizadores son los que tienen superficies activas y dan una oportunidad para que las especies químicas vengan y se aparcan en them.Así, estas son partículas en su mayoría activadas, montmorillonite en sí es un particular.Alright.O puedo crear una especie de una zeolita por tratamiento de cuarzo con hidróxido de sodio a temperatura elevada. Por lo tanto, esto podría convertirse en un material de mayor capacidad de intercambio catiónico.Estas son las diferentes formas de los poros que normalmente se utilizan en el análisis. Por lo tanto, podría haber los poros que podrían ser modelados como cilindros de cierto diámetro y longitud, hendiduras como la estructura dispersa. Por lo tanto, estos también son los poros en esta forma de hendidura, podríamos tener poros cónicos, usted sabe ambos lados el diámetro del poro podría no ser el mismo embudo tipo de una cosa, esto podría ser el conectado al ambiente exterior y esto estaría dentro del material o viceversa, esto podría estar dentro del material y esto podría estar fuera del medio ambiente. Por lo tanto, espero que usted entienda las consecuencias de este tipo Así, tenemos un pequeño poro cilíndrico que está conectado a un poro voluminoso y esto se convierte en una botella de tinta típica. Tenemos intersticios también los poros que están conectados entre sí. Por lo tanto, estos son los tipos de poros que normalmente son modelo en la porosimetría.Cuando hablamos del tamaño del poro de los geomateriales, utilizamos este esquema de clasificación, Micro Mesoy macro pores.Así, como el nombre sugiere, los micro poros van a ser los más pequeños, entonces wehave in entre y los poros macro son las grandes pores.Así, hasta los 50 nanómetros y más que eso, estos son los micro poros y los smallestores son menos de 2 nanometros.Así, la mayoría de las zeolitas humo de sílice de carbono que usted ha estudiado caería bajo la categoría de micro poros. Y diferentes tipos de alúmina, polímeros, catalizador que los industriales están usando.ategoría de poros de meso y los poros macro serían diferentes tipos de suelos, cementos y rocas. Así, cuando hacemos la clasificación y caracterización de tamaño de poro, normalmente hablamos de la aparente densidad real de los geomateriales.Espero que se puede dar cuenta de que estoy usando 3 términos en la forma de la densidad a granel, apparentand real densities.Así, usted tiene que utilizar diferentes técnicas para diferenciar los tipos de poros que están presentes en el sistema. Y puedo esperar que usted puede darse cuenta de que el grueso va a ser la macroscópica en la naturaleza y aparente es la que se debe a la presencia de los vacíos que tienen un montón de aire intoellos y lo real sería algo que podría ser esquele.Así, usted tiene que diferenciar entre estos tipos de densidad de los geomateriales para docompletar el modelado. Entonces hablamos de la porosidad porcentual, hablamos sobre el volumen de poro, análisis de distribución de tamaño de poro. Volumen total de poro, tamaño medio de poro, área de superficie específica y distribución de tamaño de partícula. Afortunadamente, en el mundo de hoy, el tipo de software que tenemos, estas cosas se pueden hacer en una fracción de tiempo muy rápida y fácilmente.Y la mayoría de estas cosas son estadísticas en la naturaleza. Y usted puede hacer un análisis muy completo de la muestra que usted está estudiando para la estructura de itpore.