Cette thèse étudie les écoulements bidimensionnels de mousse autour d'obstacles. Après un rappel du contexte de recherche en rhéologie des mousses, le dispositif expérimental employé est présenté : il s'agit de créer l'écoulement d'une mousse, constituée d'une monocouche de bulles confinée entre une solution savonneuse et une plaque de verre, autour d'un obstacle, et de simultanément mesurer la force exercée par la mousse sur l'obstacle, et les différents champs décrivant l'écoulement à l'échelle locale. Une étude systématique de la traînée sur différents obstacles, ainsi que de la dissipation, en fonction de nombreux paramètres de contrôle (débit, taille des bulles, viscosité de la solution, épaisseur de la monocouche), est ensuite décrite. La traînée se décompose en une traînée seuil, à vitesse tendant verz zéro, et en une partie dynamique, révélant que la mousse se comporte comme un fluide à seuil. Ensuite, les champs suivants : vitesse, contraintes, déformations, réarrangements topologiques, sont étudiés. Les résultats contraignent fortement les modèles rhéologiques, en mettant notamment en évidence une asymétrie amont/aval au niveau de l'obstacle, d'origine élastique. La thèse se termine par une discussion de l'ensemble des résultats ainsi que par des pistes de modélisation théorique des phénomènes décrits.

Die Arbeit behandelt ausgewählte Aspekte der Ausbildung strömungsinduzierter Orientierungen und deren Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften in spritzgegossenen LCP-Formteilen. Es werden die Grundlagen zum rheologischen Verhalten von LCP, zum Füllvorgang und zur Orientierungsausbildung beim Spritzgießen sowie zu den Methoden der Orientierungsuntersuchung zusammengefaßt. Rheologische Untersuchungen werden aus der Sicht der praktischen Kennwertermittlung durchgeführt. Dabei wird die Abhängigkeit der Viskosität von der Düsenlänge und von der thermo-rheologischen Vorgeschichte analysiert sowie eine Viskosimeter-Vorrichtung für die Spritzgießmaschine vorgestellt und erprobt. Die umfangreiche Analyse verarbeitungsinduzierter Formteileigenschaften behandelt schwerpunktmäßig Orientierungsphänomene in der Wanddickenrichtung. Die Orientierungseffekte werden durch Grauwertmessungen erfaßt. Ein Meßaufbau mit einer kalibrierten Mikroskop-Digitalkamera-Kombination ermöglicht die reproduzierbare, effektive Messung der Grauwerte in hoher Ortsauflösung und damit eine über die bisher bekannten qualitativen Vergleiche hinausgehende quantitative Auswertung. Anhand der Grauwertverläufe wird der Einfluss technologischer und konstruktiver Parameter auf die Orientierungsstruktur dargelegt und mit Ergebnissen der Computersimulation verglichen. Durch parallele Messung anisotroper mechanischer Kennwerte und Orientierungsmerkmale werden richtungsabhängige Struktur-Eigenschafts-Beziehungen bestimmt.

Temperature has a reliable and nearly instantaneous influence on mechanical responses of cells. As recently published, MCF-10A normal epithelial breast cells follow the time-temperature superposition (TTS) principle. Here, we measured thermorheological behaviour of eight common cell types within physiologically relevant temperatures and applied TTS to creep compliance curves. Our results showed that superposition is not universal and was seen in four of the eight investigated cell types. For the other cell types, transitions of thermorheological responses were observed at 36 °C. Activation energies (EA) were calculated for all cell types and ranged between 50 and 150 kJ mol-1. The scaling factors of the superposition of creep curves were used to group the cell lines into three categories. They were dependent on relaxation processes as well as structural composition of the cells in response to mechanical load and temperature increase. This study supports the view that temperature is a vital parameter for comparing cell rheological data and should be precisely controlled when designing experiments.

La rhéologie du béton est un facteur d'influence direct sur la relation entre la pression de pompage et le débit. La rhéologie appliquée au béton est souvent caractérisée par une loi rhéologique à l'état stationnaire (indépendant du temps). Il s'agit d'un domaine assez pointu concernant principalement l'évolution de la contrainte de cisaillement en fonction du taux de cisaillement. Cette évolution du béton traditionnel est souvent caractérisée par le modèle de Bingham alors que pour un béton auto plaçant dont le rapport E/L est faible, l'évolution peut devenir non linéaire et peut suivre le modèle de Bingham modifié ou Herschel-Bulkley pour un fluide rhéo-épaississant. Pour ces modèles, on parle souvent d'un seuil de cisaillement au-delà duquel le béton commence à s'écouler, d'un indice de consistance (et un indice de puissance pour le cas d'une relation non linéaire) qui décrit l'intensité de l'évolution. En conséquence, la relation entre la pression et le débit peut être linéaire ou non linéaire en fonction du type du béton pompé. Comme les paramètres rhéologiques d'un béton participent directement à la prédiction de la pression de pompage, la mesure de ces paramètres fait l'objet un travail très exigeant au niveau de la précision.Comme les paramètres rhéologiques d'un béton ne sont pas des grandeurs physiques directement mesurables, les rhéomètres développés pour le béton frais ne sont capables de délivrer ces paramètres qu'à travers des mesures des autres grandeurs physiques de base comme la vitesse, le couple, la pression. Ensuite, plusieurs méthodes peuvent être appliquées pour reconvertir les grandeurs mesurées. Ces méthodes sont appelées la résolution du problème inverse. La méthode la plus efficace pour résoudre (ou confirmer la résolution du) le problème inverse concerne la calibration du rhéomètre avec des matériaux dont les propriétés rhéologiques sont connues. Plus le nombre de matériau utilisé pour la calibration est grand, plus la précision est meilleure. Cependant, pour les matériaux cimentaire, le nombre de matériau nécessaire pour bien couvrir les plages de valeurs des paramètres rhéologique est de l'ordre de quelques centaines de matériau. Cela demande un travail expérimental énorme et non rentable. Cependant, à la place de réaliser cette calibration expérimentalement, il est tout à fait possible de la réaliser en faisant des simulations numériques. Ces travaux numériques font partie du deuxième chapitre de la thèse.En complément de la rhéologie, la tribologie du béton est aussi un facteur déterminant du pompage. La tribologie permet de caractériser le comportement du béton à l'interface avec la paroi de la tuyauterie. Pour le cas de béton traditionnel dont le seuil de cisaillement est très important, l'écoulement du béton est dominé par l'effet de glissement du bloc de béton sur une couche limite de comportement lubrifiant. La couche limite est uniquement créée quand il y a une contrainte de cisaillement entre le béton et la paroi. Ce phénomène est présumé être la conséquence de la combinaison des trois phénomènes: l'effet géométrique de la paroi, la rupture structurelle interne et la ségrégation dynamique. Tous ces effets entrainent une diminution de la viscosité du matériau pompé sur une distance de quelques millimètres à la paroi. En conséquence, un écoulement non homogène est formé. Une vitesse de glissement à la paroi s'additionne à la vitesse engendrée par le cisaillement.Afin de caractériser le comportement du béton à la paroi, la tribométrie du béton voit le jour. Cela s'effectue avec les tribomètres qui simulent le mouvement relatif entre le béton et la paroi. Grace au mouvement, pour les bétons traditionnels dont le seuil de cisaillement est élevé, uniquement la couche limite est cisaillée mais pas le béton. Les paramètres délivrés sont un seuil d'interface, une constante visqueuse. Ces deux grandeurs permettent d'établir une relation linéaire entre la contrainte de cisaillement à l'interf

Universiẗat, Diss., 2003--Jena.

Resumo: O conhecimento das propriedades reológicas é de grande importância no processamento, manuseio, controle de qualidade e desenvolvimento de diversos produtos. Determinar as propriedades de fluxo de produtos alimentícios é necessário para avaliar os efeitos dos diferentes métodos de processos ou de fatores como a potência requerida durante uma mistura, fornecendo subsídios à projetos de engenharia para o dimensionamento adequado de motores e bombas, que efetuem operação de mistura ou agitação com o mínimo de consumo de energia elétrica e a perda de carga em tubos de escoamentos. A concepção de um misturador ou sistema de agitação para fluidos passa necessariamente por uma análise reológica. Sendo os parâmetros empíricos como o índice de escoamento, o índice de consistência e a curva reológica dos alimentos, informações importantes no processamento e armazenamento de produtos alimentícios, este trabalho teve por objetivos: avaliar o uso de um misturador ou sistema de agitação Ika LR-2.ST com um agitador modelo Eurostar Power control-visc P7 acoplado a um impelidor do tipo âncora plana modificada e pela unidade de medida Ika Viscovlick VK 600 - na determinação das propriedades reológicas do mel de abelhas, suco concentrado de pessego, suco concentrado de laranja (sem adicao de acucar) e suco concentrado de goiaba; verificar o modelo matematico mais adequado ao comportamento de fluxo dos produtos analisados; calcular a potencia requerida numa operacao de agitacao ou mistura. O equipamento utilizado para a obtencao dos resultados foi o Sistema de Agitacao, devido a sua versatilidade em relacao ao Viscosimetro Convencional, pois este permite a analise com amostras com um volume de ate 2 litros, com fluidos em processos de reacoes quimicas, a baixa pressao, entre outras caracteristicas. Os parametros reologicos obtidos atraves do viscosimetro de cilindros concentricos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The knowledge of the rheological properties is of great importance in the processing, handling, quality control and development of several products. The determination of the properties of flow of nutritious products is necessary to evaluate the effects of the different methods of processes or of factors as the potency requested during a mixture, supplying subsidies to engineering projects for the appropriate dimensioning of motors and bombs, that make mixture operation or agitation with the electric minimum of energy consumption and the load loss in tubes of drainages. A mixer's conception or agitation system for fluids necessarily goes by an rheological analysis. Being the empiric parameters as the drainage index, the consistence index and the rheological curve of the foods, important information in the processing and storage of nutritive products, this work has had for objectives: the validation of a mixer's use or agitation system - Ika LR-2.ST with an agitator Eurostar Power control-visc coupled P7 to an impelidor of plain anchor modified type and for the unit of measure Ika Viscovlick VK 600 - in the determination of the rheological properties of the honey of bees, concentrated juice of peach, concentrated juice of orange (without addition of sugar) and concentrated juice of guava; the verification of the more appropriate mathematical model to the behavior of flow of the analyzed products; the calculation of the requested potency in an agitation operation or mixes. The System of Agitation was used because he is much more versatile than a conventional viscometer because it allows the work with a sample volume of up to two liters, with fluids in processes of chemical reactions, the low pressure, among other characteristics The rheological parameters obtained through the viscometer of concentric cylinders Brookfield with sensor LV - SC4-31, were used as pattern in the comparison with the data... (Complete abstract click electronic access) / Orientador: José Angelo Cagnon / Coorientador: Neusa Maria Pavão Battaglini / Banca: João Eduardo Guarnetti dos Santos / Banca: Jair Rosas da Silva / Mestre

Temperature has a reliable and nearly instantaneous influence on mechanical responses of cells. As recently published, MCF-10A normal epithelial breast cells follow the time-temperature superposition (TTS) principle. Here, we measured thermorheological behaviour of eight common cell types within physiologically relevant temperatures and applied TTS to creep compliance curves. Our results showed that superposition is not universal and was seen in four of the eight investigated cell types. For the other cell types, transitions of thermorheological responses were observed at 36 °C. Activation energies (EA) were calculated for all cell types and ranged between 50 and 150 kJ mol-1. The scaling factors of the superposition of creep curves were used to group the cell lines into three categories. They were dependent on relaxation processes as well as structural composition of the cells in response to mechanical load and temperature increase. This study supports the view that temperature is a vital parameter for comparing cell rheological data and should be precisely controlled when designing experiments.

Die Dissertation liefert Grundlagen zum Zerstäuben von hochviskosen pseudoplastischen Druckfarben zur Farbdosierung in Offsetdruckwerken. Basierend auf experimentellen Un-tersuchungen zum rheologischen Verhalten verschiedener Offsetdruckfarben und zu ihrem Zerstäubungsverhalten werden die Ergebnisse anhand einer Dimensionsanalyse numerisch betrachtet. Eine grobe Abschätzung der möglichen Störung der Beschichtungsqualität einer Walze im Farbwerk durch eingebrachte Tropfen zeigt die prinzipielle Eignung des Zerstäubens zum Einsatz in einem Sprühfarbwerk. Das Entwicklungspotential des Verfah-rens und mögliche Verbesserungen werden abschließend diskutiert.

Microbial transglutaminase (mTGase) is an acyltransferase that predominantly catalyses the formation of covalent cross-links between protein-bound glutamine and lysine residues, referred to as isopeptide bonds. This typically results in protein polymerisation. The enzymatic polymerisation of caseins, the major protein fraction in milk, has been studied for decades because of its potential to modify physical properties of fermented dairy products. It was suggested that cross-linked caseins form denser gel networks, resulting in higher gel stiffness and increased water holding capacity. However, other studies indicated that there is an optimal cross-linking degree and that prolonged incubation with mTGase results in converse effects. The aim of this research was to elucidate the mechanisms that cause these alterations of the gelation properties. Using non-micellar casein preparations at 27 g·kg-1 protein as model systems, structure-function-interrelationships were studied by molecular characterisation in combination with rheological studies of acid-induced gels. The results suggested that casein molecules self-associate in aqueous solutions and that cross-linking occurs predominantly within distinct casein particles. These cross-links contributed directly to the stiffness of acid-induced gels as indicated by an increased maximum storage modulus. However, in the presence of ions, introduced either prior to or after cross-linking, the highest value was shifted to shorter incubation times. This was attributed to an increased inflexibility of the casein particles with ongoing internal cross-linking, which made them incapable of conformational changes to compensate for the screening of attractive electrostatic interactions through other non-covalent interactions. The findings provide important information for the direct application of mTGase in milk as well as on the utilisation of cross-linked caseinates as additives in food processing. Further studies should be conducted at casein concentrations below self-association as well as above close packing of casein particles to include other cross-linking mechanisms. Moreover, potential applications in the non-food sector should be ascertained.

Ein erfolgversprechender Ansatz in der biomedizinischen Forschung besteht im zielgerichteten Transport von Medikamenten und deren lokaler Anreicherung im erkrankten Bereich. Aktuelle Untersuchungen auf dem Gebiet der Krebstherapie beschäftigen sich mit dem magnetischen Drug Targeting, der Kopplung von Chemotherapeutika an magnetische Nanopartikel und der Anreicherung im erkrankten Bereich unter Verwendung externer Magnetfelder. Um derartige Verfahren perspektivisch zu beherrschen sind die Grundlagen des Strömungsverhaltens der eingesetzten sogenannten Ferrofluide, Suspensionen magnetischer Nanopartikel in geeigneten Trägermedien zu ermitteln. Während von Ferrofluiden aus dem technischen Anwendungsbereich eine starke Viskositätserhöhung durch den Einfluss externer magnetischer Felder bekannt ist, gilt es diese auch für biokompatible Ferrofluide zu untersuchen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung der zahlreichen Einflussparameter wie dem Partikeldurchmesser, der mikroskopischen Struktur oder der magnetischen Konzentration. Weiterhin ist auch das Fließverhalten bei Verdünnung mit Blut in einer Strömungssituation möglichst nahe der medizinischen Anwendung von zentralem Interesse. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit diesen Problemstellungen. Einerseits wurden durch eine umfassende Charakterisierung wichtige Einflussparameter der Viskositätsveränderung unter dem Einfluss externer magnetischer Felder identifiziert und untersucht. Andererseits wurde ein spezielles Kapillarviskosimeter entwickelt. Dieses zeichnet sich durch die Auslegung hinsichtlich der Kapillardurchmesser sowie der Scherraten an Bereiche des menschlichen Organismus aus und es eröffnet die Möglichkeit, mit Blut verdünnte Ferrofluide unter dem Einfluss starker Magnetfelder zu untersuchen. Im Rahmen der Arbeit wurde Schafblut verwendet und es konnten Effekte gefunden werden, die eine Interaktion der Blutbestandteile mit den magnetischen Nanopartikeln vermuten lassen. Die Bildung von kettenartigen Strukturen unter dem Einfluss von Magnetfeldern, die diese Wechselwirkung verursacht, wurde mikroskopisch untersucht und ein Quantifizierungsverfahren zur Bewertung der Abhängigkeit von Magnetfeldstärke und -applikationsdauer eingeführt. Die ermittelten Resultate zeigen eine starke Beeinflussung des rheologischen und mikroskopischen Verhaltens der biokompatiblen Ferrofluide auf, welche das Potenzial besitzt die Anwendung der Flüssigkeiten zu beeinflussen und in zukünftige Forschungen, sowohl hinsichtlich der theoretischen Modellierung als auch der chemischen Synthese, einbezogen werden sollte.