Sternentstehung unter dem Mikroskop

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,

ohne zusätzliche Dauerkühlung ist bei mir nix beschlagen, auch nicht, wenn ich nachträglich auf das außen überstehende Kupfer gesprüht habe. Scheint also irgendwie die durch das Eis gebundene Wasser sich wieder zu erwärmen und innen ?? abzusetzen. Oder ist das Beschlagene außen auf dem oberen Objektträger? Du hattest doch dieses Mittel gegen Feuchtigkeit, hast Du das mal versucht neben die Stelle der Beobachtung anzuwenden? Der Versuch steht bei mir ja auch noch aus, mit Silicagel.

Letztendlich soll es eine mehr oder weniger luftdicht verschlossene Kammer (sehr klein) sein. Da hat man dann durch gezielte Zugabe von vorgetrockneter Luft (wie weiß ich noch nicht) und Deiner Dauerkühlung eine Chance auf langsames Wachstum feiner Kristalle. Idealerweise natürlich ähnlich der Schneeflocken. 
Ich nehme mal an, das man, wie beim Wachstum von anderen Kristallen (z.B. Salz durch Anpusten, oder Anhauchen), auch hier noch Möglichkeiten findet das es langsamer abläuft und trotzdem filigran bleibt. Oder auch nicht! 

Vielleicht hilft es ein paar Salzkristalle mitwachsen zu lassen, geht das bei Minusgraden? Die nehmen auch Luftfeuchte begierig auf.  

Ein paar Ideen kann man noch ausprobieren. Noch gebe ich nicht auf. 

LG Frank

[witweb]

Hallo Frank,

das sieht ja schon recht konkret aus. Bin gespannt auf deine Ergebnisse.
Du hast recht, das Silicagel bzw. Molekularsieb haben wir uns in diesem Zusammenhang noch gar nicht angeschaut. Könnte auch noch mal interessante Ergebnisse liefern.

LG Michael
 

[witweb]

Hallo zusammen,

ich habe mir noch ein paar Gedanken gemacht, wie weitere Versuche mit Schnee-und Eiskristallen aussehen könnten. Hier mal ein paar Ideen:









Viele Grüße

Michael


 

[Nochnmikroskop]

Hi Michael,

So sieht also KI am ersten April im Mikroskopie-Forum aus, cooool.


Sehr sch... ön.

LG Frank

[Jürgen Boschert]

Michael,

ich hoffe Du hast Dir das alles patentieren lassen.

Herrlich!

[purkinje]

Hallo Michael,
herrlich gelacht über deine Thermomiks^™️     
Beste Grüße Stefan

[witweb]

Danke!
Der 1. April ist ja nun vorbei, deshalb mache ich erst mal mit den bewährten Gerätschaften weiter. 
Die Kristalle haben sich so vor dem Objektiv aufgebaut. Nur Feuchtigkeit aus der Raumluft. Temperatur des Kühltisches -25 °C. Bildbreite 1,6 mm.




Viele Grüße

Michael

[witweb]

Kurzes Update

Welche Minustemperaturen sind bei diesem Kühltisch mit Hausmitteln erreichbar?

Ich erreiche bei meinem Aufbau zwischen dem Kühlwasser, welches durch den Kupferblock unter dem Peltierelement strömt, und der Oberfläche des Peltierelements eine Temperaturdifferenz von etwa 50 K. Dieser Wert gilt grob für alle Versuche, die ich gemacht habe.

Bei Kühlwasser mit Raumtemperatur von 22 °C ist also mit einer Temperatur auf dem Peltierelement von -28 °C zu rechnen. Das deckt sich mit früheren Versuchen. Bei einem Wasserkühler mit Lüfter geht dann nicht mehr, denn der arbeitet ja bei Raumtemperatur.

Ich habe nun versucht, tiefere Temperaturen zu erreichen, indem ich das Kühlwasser durch zwei Spiralen aus Kupferrohr geleitet habe. Diese befindet sich in einem Behälter mit kaltem Wasser und XL-Eiswürfeln. Ohne Mühe war in diesem 3-Liter-Eisbad eine Temperatur von etwa +5 °C zu erreichen. Die Oberfläche der Kupferrohre ist nicht besonders groß, sodass im Kühlkreislauf während des Betriebs die Temperatur um 3 K höher lag, also bei knapp +8 °C.



Auf dem Peltierelement waren dann -40,4 °C zu messen.



Später habe ich die Kupferrohre durch Alu-Kühlblöcke ersetzt, weil diese weniger Platz beanspruchen. Passt mehr Eis rein. Auch hier ist die Oberfläche recht klein, sodass das bei den Temperaturen keinen großen Unterschied gemacht hat.


Interessant ist, wie sich das Ganze zeitlich verhält. Die tiefsten Temperaturen werden nach relativ kurzer Zeit erreicht. Aber auch nach 45 Min. betrug die Temperatur noch -35,7 °C, nach 120 Min. immerhin noch - 24,9 °C.

Was könnte man noch tun, wenn die -40 °C nicht ausreichen?
- Kühlkörper auf die Kühlblöcke montieren (kleben). Das würde vielleicht 2 K bringen.
- Das Eiswasser direkt durch den Kühlkreislauf pumpen - 3 K weniger
- Mehr Eis

Dabei kann das Kühlwasser immer noch knapp über 0 °C haben und muss nicht mit Frostschutzmittel versetzt werden. So sollten etwa – 50 °C erreichbar sein.
Der Aufwand zum Vorkühlen des Wassers und für die Eiswürfelherstellung steigt natürlich an. Ich werde mich erst mal mit den -40 °C begnügen, solange kein konkreter Bedarf an tieferen Temperaturen besteht.
Für viele Versuche reicht es auch, das Kühlwasser gar nicht mit Eis zu kühlen, sondern einfach kaltes Leitungswasser zu verwenden. Da sind immer noch Temperaturen zwischen etwa -33 °C bis -22 °C (nach einer Stunde) möglich.



Ich melde ich mich wieder, sobald ich -173 °C erreicht habe.

Viele Grüße

Michael

[Nochnmikroskop]

Hallo zusammen,

auch von mir ein kurzes Update.
Inzwischen habe ich den Kühltisch unter das Stereomikroskop gebastelt. Ich wollte maximal flexibel bleiben, ohne technische Veränderungen am teuren Stativ vorzunehmen.
Ein vorhandener Kreuztisch mit Glasplatte wurde auf 4 Antirutschpads über der Durchlichtbeleuchtung angebracht. Das kleine Peltierelement mit mittiger Bohrung (Außendurchmesser 26 mm, Innendurchmesser 10 mm, 5V) wurde über eine Wärmeleitpaste mit dem Kupferträger verbunden.
Der Rest ist wie gehabt mit Wasserkühlung, ähnlich wie Michael es zeigt, wobei ich ein offenes System verwende.

Wie in den Bildern erkennbar, konnte ich nach wie vor noch keine Schneekristalle herstellen, aber ich bleibe dran. Bilder im Durchlicht werde ich auch noch versuchen.

LG Frank

Die Bilder (mit Handy durchs Okular) der Eiskristalle entstanden bei ca. 19°C Wassertemperatur und dadurch ca. -20°C Peltierelement-Temperatur. Alle im LED Auflicht und per Mitutoyo 10x Planapo. 

Übersicht der Montage. Nicht im Bild das Mitutoyo Objektiv.


Das kleine Stück Kupfer dient zur Kristallbildung, hier mit einem Stück Litze, befestigt mit einem Wassertropfen.

[witweb]

Hallo Frank,

vielen Dank für dein Update. Es ist alles sehr interessant, was und wie du das da machst. Dein rundes Peltierelement scheint gut zu funktionieren und ausreichend zu kühlen. Verwendest du das TES1-04903?
Und die Ergebnisse/Bilder können sich auch sehen lassen!

LG Michael

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,

Bei Amazon wird das unter PUSOKEI TES1-04903 verkauft. 

Eben habe ich noch etwas mit Durchlicht gespielt, aber bessere Ergebnisse als mit Auflicht sind mir noch nicht gelungen. 

Updates folgen.

LG Frank

[witweb]

Hallo zusammen,

bisher hatte ich mich vor allem mit Auflicht-Experimenten beschäftigt. Aber ich hatte den Kühltisch so vorgesehen, dass auch Durchlicht-Aufnahmen im polarisierten Licht möglich sein sollten.
Ganz am Anfang hatte ich dazu schon mal kurz etwas geschrieben.

Hier nun ein paar kurze Infos dazu:
Das Bild zeigt den Kühltisch mit einem Loch für Durchlicht. Das 3 mm dicke Kupfer liegt auf dem Peltierelement und sorgt für die entsprechende Kühlung des Objektträgers.



Ein großes Problem besteht darin, dass natürlich nicht nur das ,,Objekt" (z.B. Wasser, Salzlösung oder anderes) wie gewünscht gefriert, sondern es vereisen auch alle anderen Teile auf dem Kühltisch. So auch das Deckglas, wenn vorhanden, aber auch der Objektträger von unten.

Für POL-Aufnahmen machen sich außerdem die Kühlschläuche negativ bemerkbar, die ein Drehen des Tisches weitestgehend verhindern.

Davon abgesehen, kann man damit gut arbeiten. Hier also ein paar Aufnahmen. Es sind fast alle Schnappschüsse, die ich immer so nebenher mache, nix für die Galerie. Alles Aufnahmen im polarisierten Licht, die meisten mit Verzögerer.

Ich war überrascht, dass sich Wassereis deutlich doppelbrechend zeigte. Das betrifft sowohl Eis unter dem Deckglas (Eisdicke ca. 100 µm), als auch als Tropfen ohne Deckglas.


Wassereis, POL, Bildbreite 4 mm




Gefrieren der Wasserschicht unter dem Deckglas. Passiert in Sekunden.




Wassereis, POL, Bildbreite 4 mm

Beste Grüße
Michael

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,

die Pol-Bilder sind ja ganz interessant, und das alles nur mit Wassereis! 

Bist Du denn mit den anderen Stoffen schon weiter gekommen?

Ich habe erst einmal alles wieder abgebaut, man muss ja schließlich auch mal wieder was anderes ansehen. 

VG aus Minden

[witweb]

Hallo Frank,
die meiste Zeit habe ich damit verbracht, herauszufinden, wie ich das Beschlagen und das nachfolgende Vereisen des Deckglases verhindern kann. Aber der Fokus lag in den letzten Wochen nicht nur auf Mikroskopie, es gibt ja auch noch andere Dinge im Leben. 

Hier zwei Bilder. Auf dem ersten ist zu sehen, wie das Vereisen auf dem Deckglas beginnt. Gut zu sehen, die Spuren der Wasserkristalle.
Das andere Bild zeigt, hier ohne Deckglas, wie der Beschlag (Vereisung) vor dem Rand eines Tropfens haltmacht. Der Tropfen selbst bestand hier aus einer Ascorbinsäure-Lösung.





Und noch zwei Bilder einer gefrorenen Ascorbinsäure-Lösung.




LG Michael

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,

gefriert die Ascorbinsäure erst bei höheren Minusgraden, hast Du das einmal gemessen, oder abgeschätzt?

Die Bilder sind sehr schön geworden, mir gefällt auch der "Schutzschild" um den Ascorbinsäure-Tropfen, interessant. Gab es dann irgendwann doch Berührung zwischen dem Wassereis und der Säure? Wäre Pol-technisch ggf. auch interessant.

LG Frank