Method Article

أنوديزيشنز السطحية المتعددة المتزامنة ومفرزة التحيزات عكس درج مثل أكاسيد الألومنيوم انوديك في الكبريتيك والمنحل بالكهرباء حمض الأكساليك

DOI:

10.3791/56432

⸱

October 5th, 2017

 ,  ,  ,  , 
1School of Advanced Materials Science and Engineering, Sungkyunkwan University, 2Department of Applied Organic Materials Engineering, Inha University

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويرد على بروتوكول لاختلاق أكاسيد الألومنيوم انوديك نانوبوروس عبر أنوديزيشن الأسطح المتعددة المتزامنة تليها مفارز التحيزات عكس الشبيهة بدرج. فإنه يمكن تطبيقها مرارا وتكرارا لنفس الألومنيوم الركازة، نستعرض السطحية والغلة، واستراتيجية نظيفة بيئياً.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بعد الإبلاغ عن أنوديزيشن خطوتين، أكاسيد الألومنيوم انوديك نانوبوروس (AAOs) على نطاق واسع واستخدمت في ميادين العلوم الأساسية وتطبيقاتها الصناعية نظراً على ترتيب الدوري من نانوبوريس مع تنوعاً مرتفعة نسبيا نسبة العرض إلى الارتفاع. بيد التقنيات التي ذكرت حتى الآن، التي يمكن أن تكون فقط صالحة لأحادية السطح anodization، إظهار مساوئ الحاسمة، أي، وإجراءات تستغرق وقتاً طويلاً، فضلا عن التعقيد، تتطلب المواد الكيميائية السامة، وتبديد الموارد الطبيعية الثمينة . في هذه الورقة، ونظهر طريقة سهلة وفعالة ونظيفة بيئياً لاختلاق نانوبوروس AAOs في الشوارد حمض الكبريتيك والاكساليك، ويمكن التغلب على القيود التي تنتج عن التقليدية AAO اختﻻق أساليب. يتم إنتاج AAOs الأولى، والجمع في وقت واحد من خلال أنوديزيشن الأسطح المتعددة المتزامنة (سمسا)، مما يشير إلى ماسبرودوسيبيليتي AAOs مع الصفات قابلة للمقارنة. ثانيا، يمكن فصل تلك AAOs من الركازة الألومنيوم (Al) بتطبيق مثل درج عكس التحيز (سربس) في الكهرباء نفسها المستخدمة سمساس، مما يعني ضمناً الخصائص التكنولوجية البساطة والأخضر. أخيرا، يمكن تطبيق تسلسل وحدة تتكون من سمساس تسلسلياً جنبا إلى جنب مع مفرزة على أساس سربس مرارا وتكرارا إلى الركيزة نفسه، الذي يعزز مزايا هذه الاستراتيجية وأيضا يضمن الاستخدام الكفء للموارد الطبيعية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

AAOs اللتين شكلتا بطلاء بأكسيد ال الركيزة في حمضية المنحل بالكهرباء، وقد اجتذبت اهتماما كبيرا في مختلف العلوم الأساسية والصناعة، على سبيل المثال، قوالب الثابت للأنابيب النانوية/أسلاك1،،من23 , 4 , 5، والطاقة تخزين الأجهزة6،7،،من89، الاستشعار البيولوجي10،11، تصفية تطبيقات12،13 , 14، أقنعة للتبخر و/أو النقش15،،من1617، والرطوبة سعوية تعمل أجهزة الاستشعار18،،من1920،21 ،22، نظراً لهيكلها الذاتي أمر قرص العسل، ونسبة عالية من نانوبوريس، والخواص الميكانيكية المتفوقة23. لتطبيق نانوبوروس AAOs لهذه التطبيقات المختلفة، ينبغي أن تكون أشكال قائما بذاته مع درجة عالية وبعيدة المدى مجموعة مرتبة من نانوبوريس. وفي هذا الصدد، استراتيجيات للحصول على AAOs يجب أن تنظر في تشكيل (وانوده) وفصل (فصل) إجراءات.

في وجهة نظر تشكيل AAO، أنوديزاتيون خفيفة (يشار إليها ك MA) كانت راسخة تحت الشوارد الحمضية الكبريتيك والفوسفوريك الأكساليك23،،من2425،26 ،27. ومع ذلك، أظهرت MA عمليات الغلات منخفضة لتصنيع AAO نظراً لمعدل نموها بطيء اعتماداً على كثافة منخفضة نسبيا من الفولتية انوديك، الذي سوف تتدهور خلال عملية ما من خطوتين لتحسين تواتر نانوبوريس28 ،29. وهكذا، كانت اقترحت تقنيات anodization الثابت (ها) كبدائل لما بتطبيق الفولتية انوديك أعلى (اﻻلكتروﻻيت حمض الكبريتيك/الأكساليك.) أو باستخدام أكثر تركيزاً اﻻلكتروﻻيت (حامض الفوسفوريك)30،31، 32،،من3334،35،36،37،38،،من3940. ها العمليات تظهر تحسينات متميزة من معدلات النمو، فضلا عن الترتيبات الدوري، بينما يؤدي AAOs أصبح أكثر هشاشة، وكثافة نانوبوريس بانخفاض30. وبالإضافة إلى ذلك، مطلوب نظام تبريد مكلفة لتشتيت تدفئة جول بسبب الكثافة العالية الحالية31. تقييد هذه النتائج إمكانية تطبيق AAOs عبر عمليات هكتار.

لفصل AAO من سطح لوحة المقابلة، النقش الكيميائية انتقائية من الركازة Al المتبقية استخدمت على نطاق واسع في عمليات MA وها باستخدام المواد الكيميائية السامة، مثل كلوريد النحاس35،39 ،،من4142 أو الزئبق كلوريد16،17،43،،من4445،46، 47 , 48 , 49-ومع ذلك، هذا الأسلوب يدفع آثار جانبية ضارة، مثلاً، وقتاً أطول رد فعل يتناسب مع سماكة المتبقية من القاعدة، تلوث AAO من أيونات المعادن الثقيلة، والمخلفات الضارة للجسم البشري/الطبيعية بيئات ، وعدم كفاءة استخدام الموارد القيمة. ولذلك، بذلت محاولات عديدة لتحقيق مفرزة مباشرة من AAO. على الرغم من أن الجهد الكاثودية تنسل الأطراف50،51 والجهد انوديك نبض مفرزة7،41،،من4252، 53،،من5455 يقدم ميزة ال المتبقية يمكن إعادة استخدامها الركازة، الأسلوب السابق يأخذ وقت تقريبا قابلة للمقارنة مع تلك الموجودة في أساليب النقش الكيميائية50. على الرغم من تخفيض وقت المعالجة واضحة، المواد الكيميائية الضارة وشدة رد الفعل، بوتانيديوني أمثلة و/أو حمض بيرتشلوريك، واستخدمت كفصل الشوارد في تقنيات هذا الأخير55، حيث تنظيف إضافية الإجراء مطلوب بسبب الكهرباء المتغيرة بين الإجراء ويؤنود وفصلها. خاصة، السلوكيات ونوعية AAOs فصل detaching شديدة التأثير السمك. في حالة AAO مع سمك أرق نسبيا، قد تحتوي على فصل واحد الشقوق أو الفتحات.

طبقت جميع المناهج التجريبية المذكورة أعلاه على "سطح واحد" للعينة ال، باستثناء أغراض حماية والهندسة السطحية، وهذه الميزة من القيود الحرجة المعارض التكنولوجيات التقليدية من تلفيق AAO من حيث المردود، فضلا عن بروسيسيبيليتي، مما يؤثر أيضا إمكانية تطبيق56،AAOs57.

لتلبية الطلبات المتزايدة في الميادين المتصلة AAO من حيث السطحية وعالية الغلة، والنهج التكنولوجية الخضراء، أبلغنا سابقا في سمسا ومفرزة مباشرة من خلال سربس تحت الكبريتيك56 وحمض الأكساليك57 المنحل بالكهرباء، على التوالي. أنها حقيقة معروفة جيدا أن AAOs الجمع يمكن أن تتكون على سطوح متعددة من الركازة Al منغمسين في الشوارد الحمضية. ومع ذلك، تمكين سربس، فرقا رئيسيا لأساليب عملنا، المفرزة من تلك AAOs من الأسطح المتعددة المقابلة من الركازة بن في اﻻلكتروﻻيت الحمضية نفسها المستخدمة سمساس التي تشير إلى الإنتاج الشامل، والبساطة، والأخضر التكنولوجية الخصائص. ونود أن نشير إلى أن مفرزة على أساس سربس استراتيجية مثلى للجمع AAOs ملفقة سمساس56،57 وصالحة حتى لسمك أرق نسبيا من AAOs57 بالمقارنة مع تنسل الأطراف الكاثودية (أي، تحيز عكس ثابت) على سطح واحد 51. أخيرا، يمكن تطبيق تسلسل وحدة تتكون من سمساس تسلسلياً جنبا إلى جنب مع مفرزة على أساس سربس مرارا وتكرارا إلى الركيزة ال نفسه، تجنب الإجراءات المعقدة والمواد الكيميائية السامة/رد الفعل، مما يعزز المزايا لدينا الاستراتيجيات وأيضا يضمن الاستخدام الكفء للموارد الطبيعية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الرجاء يكون على بينه من جميع المواد ذات الصلة كشوف بيانات السلامة (MSDS) قبل بداية. على الرغم من طبيعة صديقة لهذا البروتوكول، وعدد قليل من الأحماض والمؤكسدات تستخدم في الإجراءات ذات الصلة. أيضا، استخدام جميع المناسبة معدات الوقاية الشخصية (معطف مختبر، والقفازات، ونظارات السلامة، إلخ).

1-"التحضير لحل"

ملاحظة: بعد اكتمال ختم السفينة التي تحتوي على الحل، طبق إثارة المغناطيسية القوية لجميع الحلول في درجة حرارة الغرفة في وقت كاف.

  1. إعداد حل حمض بيرتشلوريك
    1. يخلط 400 مل إيثانول المطلق (2 ح ج 5 أوه، 100%) بنسبة 1 إلى 4 حجم 100 مل حمض بيرتشلوريك (هكلو 4، 60%).
  2. إعداد حل حمض الكروميك
    1. حل أكسيد الكروميك ز 9.0 (CrO 3) وحامض الفوسفوريك مل 20.3 (ح 3 ص 4، 85 في المائة) في ماء منزوع 479.7 مل (D.I.) (الكرواتي ماريو انسيتش 3: ح 3 ص. ب. 4 = M:0.56 0.18 متر)-
  3. إعداد المنحل بالكهرباء حمض الكبريتيك
    1. ميكس 16.2 مل حامض الكبريتيك (ح 2 هكذا 4, 98 في المائة) في المياه D.I. مل 983.8 أسفر التركيز المولى من 0.3 م.
  4. إعداد المنحل بالكهرباء حمض الأكساليك
    1. حل 27.012 ز اللامائى حمض الأكساليك (ج 2 ح 2 س 4) في المياه D.I. 1 لتر أسفر التركيز المولى من 0.3 م.

2. المعالجة المسبقة من الركازة Al

  1. العينة "بالقطع ال"
    1. قطع العينة تنقية (> 99.99 ٪ نقية) في شكل متوازي مستطيل (العرض × الارتفاع × سمك = 20.0 مم × 50.0 ملم × 1.0 مم) مع زوايا قائمة بين جميع الأسطح المجاورة، الذي يشار إليه ك " الركيزة " الآخرة.
    2. البولندية أسطح متعددة الركيزة ميكانيكيا باستخدام الصنفرة مع ISO/شأن "الحصباء تعيين" عدد مناسب أكثر من P1000.
      ملاحظة: انظر معلومات تكميلية للحصول على مزيد من التفاصيل.
  2. اليكتروبوليشينج المتزامنة على أسطح متعددة من الركازة Al
    1. من أجل تقريب 350 مل من محلول الإيثانول حمض بيرتشلوريك في الكأس سترة مزدوجة مع أقصى قدرة 600 مل. ثم تزج أربعة أخماس من الركازة بن في حل حامض بيرتشلوريك-
    2. تعيين درجة حرارة محلول حمض بيرتشلوريك عند 7 هو درجة مئوية باستخدام مدوار حمام متصلة دورق سترة مزدوجة.
    3. تنظيف الركازة ال من خلال ultrasonication في الأسيتون ل 30-40 دقيقة، واستخدام الأسيتون وتجسدت شطف المياه قليلة الأوقات لإزالة المخلفات العضوية على أسطح الركيزة بن-
    4. الجاف الركيزة استخدام بندقية الهواء أو النتروجين (N 2) الغاز ضربة لإزالة المذيبات المتبقية.
      ملاحظة: التجفيف الطبيعي ضمن بيئة الغلاف الجوي لا يكون ينصح بسبب آثار المذيبات تتأثر سلبا بآثار اليكتروبوليشينج.
      5. الاتصال
    5. الكهربائي العامل الركازة ال (نحن) إلى المنفذ الموجب (+) والبلاتين (Pt) سلك العداد الكهربائي (م) إلى ميناء السالب (-) للبرمجة العاصمة إمدادات الطاقة، باستخدام مقاطع التمساح. شركة الركيزة وحزب العمال الأسلاك يجب أن تكون موازية لبعضها البعض (انظر الشكل S2).
    6. تطبيق توجيه تحيز +20.0 الخامس إلى "نحن شركة" فيما يتعلق "حزب العمال م" لمدة 2-4 دقيقة في المتوسط. اعتماداً على حالة السطحية، مثل التلوث أو خشونة، يمكن الإبقاء الوقت تطبيق يصل إلى 5 دقيقة فحص جميع أسطح مغمورة في الحل للتحقق من ما إذا كانت بقايا على السطح تقشر والانزلاق إلى أسفل إلى الحل. أثناء هذه الخطوة، غير مستحسن إثارة المغناطيسية للتفتيش الصعب تحت التحريك، وتدفق الحل قد تؤثر تأثير اليكتروبوليشينج-
      ملاحظة: لا اليكتروبوليش لأكثر من 5 دقائق، التي قد تتدهور السطوح.
      الخيار: تسجيل الزمن الحالي (أنا-t) خصائص السلوك عبر واجهة الكمبيوتر مفيد للرصد الداخلي اليكتروبوليشينج بما في ذلك النقاط غير طبيعي إذا كانت موجودة-
    7. إيقاف تطبيق التحيز وقطع مقاطع التمساح. التقاط ال الركيزة وقطب حزب العمال بعناية من الحل اليكتروبوليشينج. ثم، قم بإزالة حل المتبقية على سطح الركازة استخدام الإيثانول (95 في المائة) وتجسدت في الماء عدة مرات. إذا اليكتروبوليشينج القيام بذلك بشكل صحيح، يمكن التعرف على السطوح مثل مرآة الانتهاء من الركازة Al (انظر الشكل S1 و S3 الرقم)-
    8. تخزين اليكتروبوليشيد Al الركيزة في الإيثانول (95 في المائة) حتى الإجراء التالي لتقليل أكسدة سطح.

3. تصنيع AAOs ضخمة تحت "المنحل بالكهرباء حمض الأكساليك"

ملاحظة: AAOs لترتيبات طويلة المدى من نانوبوريس ' تواترها، استخدمت خطوتين سمساس الداخلي، الذي مزخرفة بشكل دوري كانت الأسطح المتعددة ال الحصول على من خلال ما قبل-سمسا، وبعد ذلك، أجرى سمسا الرئيسية لاختلاق AAOs المؤهلين تأهيلاً عاليا. يمكن الحفاظ على إنتاج التطبيق المتكرر لتسلسل وحدة AAOs الجمع وتكاد تكون متطابقة حتى تبقى الركيزة Al. " ن " ترمز إلى رقم تسلسل التطبيقية.

  1. ن ال ما قبل-سمسا
    1. من أجل تقريب 650 مل محلول مائي من حمض الأكساليك مع التركيز المولى 0.3 متر داخل دورق سترة مزدوجة مع القدرة القصوى من 1.0 ل. ثم تزج حوالي ثلاثة أرباع الركازة بن في حل حامض الأكساليك.
    2. تعيين درجة حرارة المنحل بالكهرباء حمض الأكساليك الساعة 15 هو درجة مئوية باستخدام مدوار حمام متصلة دورق سترة مزدوجة.
    3. تلتقط اليكتروبوليشيد Al الركيزة من الإيثانول، وإزالة المذيبات المتبقية استخدام بندقية الهواء أو ضربة الغاز 2 ن.
    4. الاتصال اليكتروبوليشيد سلك الركازة ال نحن (+) وحزب العمال إلى م (-) من إمدادات الطاقة DC قابلة للبرمجة باستخدام إحدى قصاصات التمساح. ينبغي ال الركيزة وسلك Pt موازية لبعضها البعض. ثم تزج في الجزء اليكتروبوليشيد من الركازة بن في المنحل بالكهرباء حمض الأكساليك.
      ملاحظة: تأكد من وجود مساحة كافية (مثلاً، تقريبية 1 سم) بين الجزء العلوي من الجسم حمضية وأسفل القصاصة التمساح متصلاً بالركيزة بن، وإلا يحدث التآكل الشديد في موقف قصاصة متصلة التمساح.
    5. تطبيق التحيز انوديك من +40.0 الخامس على نحن فيما يخص م لأكثر من 1-2 ح تحت إثارة المغناطيسية معتدلة من 100-150 دورة في الدقيقة للحفاظ على درجة حرارة الجسم.
      ملاحظة: إذا كان الوقت قبل سمسا قصيرة جداً، الأسطح المتعددة من الركازة بن سوف لا يكون محكم بشكل صحيح.
      الخيار: تسجيل أنا-t خصائص السلوك عبر واجهة الكمبيوتر مفيد لفهم السلوكيات النمطية في سمسا-
    6. توقف تطبيق انوديك التحيز afثالثا التشطيب قبل-سمسا، وقطع مقاطع التمساح. التقاط العينة بعناية من اﻻلكتروﻻيت الحمضية، وشطف قبل-سمسايد Al الركيزة باستخدام الأسيتون وتجسدت في الماء عدة مرات.
  2. ن ال ما قبل-AAOs النقش
    1. تعيين درجة حرارة المحلول حمض الكروميك في 60-65 درجة مئوية.
    2. تزج قبل-سمسايد Al الركيزة إلى حل حمض الكروميك ح 1-2 لإزالة AAOs قبل على الركازة Al-
      3. إزالة
    3. شطف قبل-AAOs Al الركازة مع الأسيتون والمياه D.I. بضع مرات. قياس المقاومة للركيزة تأكيد ما إذا كان ما قبل-AAOs قد أزيلت تماما على السطح. إذا لم يكن كذلك، كرر الإجراء النقش مرة أخرى (الخطوة 3.2.2).
  3. ن ال الرئيسية-سمسا
    1. إعادة تعيين كافة الظروف التجريبية واتصالات كتلك المستخدمة في الخطوة 3، 1-
      ملاحظة: من الجدير أن المنحل بالكهرباء حمض الأكساليك يمكن استخدامها في اثنين من تسلسل، وهذا لا يؤثر الصفات الرئيسية-AAOs. ولكن للمقارنات الكمية، من المستحسن أن الكهرباء المستخدمة في تسلسل أسرة واحدة، وثم تبادلت مع واحدة جديدة.
    2. انوديك تحيز +40.0 الخامس تنطبق نحن فيما يخص م؛ وتطبيق وقت يمكن أن تختلف تبعاً لسمك AAO المرغوب فيه. معدل نمو AAO قدرت بحوالي 8.0 و 7.5 ميكرومتر/ح على الجبهة والسطح مرة أخرى من الركازة Al عند درجة حرارة 15 درجة مئوية، والكهرباء على التوالي (انظر مرجع 57 لمزيد من التفاصيل).
  4. ن ال مفرزة سربس
    1. ووقف تطبيق التحيز انوديك وآثاره بعد الانتهاء الرئيسية-سمسا، والاتصال الرئيسية--سمسايد سلك الركازة ال م (-) وحزب العمال إلى نحن (+) لوحدة تحكم المجال DC قابلة للبرمجة إمدادات الطاقة عن طريق التحول كل قصاصة التمساح.
    2. تنطبق سربس، وفحص الآثار محتدما نموذجية على طول حواف متعددة من الركازة ال مغطاة AAOs الرئيسية. تفاصيل عن حالة سربس، مثل كثافة م ع بداية، عدد من السلالم، والمدة في كل درج، ترتبط وثيقا مع سمك AAOs الرئيسية. للرئيسية-AAOs أكثر سمكا من 60 ميكرومتر، تمت السيطرة على درج في سربس من الخامس-21 إلى-24 الخامس مع الزيادة-1 V ودون الفاصل الزمني بين الدرج المجاور. المدة-21 الخامس والخامس-22-23 الخامس كانت ثابتة في 10 دقيقة، وأبقى على درج النهائي من-24 الخامس حتى إجراء detaching على الانتهاء (انظر المرجع 57 لمزيد من التفاصيل بما في ذلك حالة أرق AAOs)-
      ملاحظة: فإنه ينصح بشدة للمبتدئين على استخدام الكمبيوتر موصول السيطرة سربس وسجل أنا-تي المنحنيات المميزة خلال هذا الإجراء-
    3. قم بإنهاء تطبيق سربس بعد الانتهاء من المفرزة، وقطع مقاطع التمساح. التقاط العينة بعناية من اﻻلكتروﻻيت الحمضية، وشطف لهم بعناية مع الأسيتون وتجسدت المياه عددا كافياً من المرات.
    4. منفصلة كل AAO من المقابلة السطح تماما. الحق بعد الخطوة 3.4.3، الأجزاء العلوية من AAOs فصل أنك لا تزال متصلاً بن الركازة، التي ينبغي أن تكون مكسورة يدوياً.
  5. ن ال ألومينا المتبقية النقش
    1. تعيين درجة حرارة حل حمض الكروميك في 60-65 درجة مئوية، وتزج الركيزة لفصل AAOs لحوالي 30 دقيقة للقضاء على الألومينا المتبقية.
    2. بيك آب ال محفوراً الركازة، وشطف مع الأسيتون و D.I. الماء عدة مرات. قياس المقاومة لتأكيد الإزالة الكاملة لشركة ألومينا المتبقية. إذا لم يكن كذلك، كرر الخطوة 3.5.2.
  6. تسلسل th n + 1
    1. انتقل إلى الخطوة 3.1، وتكرار تسلسل كامل استخدام الركيزة المتبقية شركة ألومينا محفوراً.

4. تصنيع AAOs ضخمة تحت "المنحل بالكهرباء حمض الكبريتيك"

ملاحظة: في هذا القسم، يتم أشار شروط وضوح مختلفة عن تلك الموجودة في الخطوة 3.

  1. ن ال ما قبل-سمسا
    1. من أجل تقريب 650 مل محلول مائي من حامض الكبريتيك (0.3 M) في كوب سترة مزدوجة مع القدرة القصوى من 1.0 ل. ثم، هو الركيزة حوالي ثلاثة أرباع منغمسين في حل حامض الكبريتيك.
    2. تعيين درجة حرارة الكهرباء في درجة مئوية هو 0.
    3. إزالة المذيبات المتبقية في اليكتروبوليشيد الركيزة استخدام بندقية الهواء أو ن 2 الغاز ضربة، والاتصال شركة الركيزة لإمدادات طاقة DC قابلة لبرمجة باستخدام مقاطع التمساح (الرجوع إلى الخطوة 3.1.4)
    4. تطبيق التحيز انوديك من +25.0 الخامس نحن فيما يخص م لأكثر من 1-2 ح تحت التحريك المغناطيسي المعتدل (100-150 لفة في الدقيقة)-
    5. إنهاء تطبيق التحيز انوديك بعد الانتهاء من قبل-سمسا، وقطع مقاطع التمساح. التقاط وشطف قبل-سمسايد Al الركيزة باستخدام الأسيتون وتجسدت في الماء عدة مرات.
      ملاحظة: بالنسبة ن ال ما قبل-AAOs النقش، الرجوع إلى الخطوة 3، 2-
  2. ن ال الرئيسية-سمسا
    1. إعادة تعيين كافة الظروف التجريبية واتصالات كتلك المستخدمة في الخطوة 4، 1-
    2. تطبيق نفس التحيز انوديك. تطبيق وقت يمكن أن تختلف تبعاً لسمك AAO المرغوب فيه. معدل نمو AAO قدرت بحوالي 5.3 ميكرومتر/ح (الرجوع إلى مرجع 56 لمزيد من التفاصيل).
  3. ن ال مفرزة سربس
    1. قم بإنهاء تطبيق التحيز انوديك وآثاره بعد الانتهاء الرئيسية-سمسا، والاتصال الرئيسية--سمسايد سلك الركازة ال م (-) وحزب العمال إلى نحن (+) للطاقة DC قابلة للبرمجة الإمداد بتبديل كل قصاصة التمساح.
      2. سربس تطبيق
    2. ، وتفقد آثار محتدما نموذجية على طول حواف متعددة للعينة. ويسيطر على درج في سربس من-15 V إلى-17 الخامس مع الزيادة-1 V ودون الفاصل الزمني بين الدرج المجاور. المدة-15 الخامس والخامس-16 كانت ثابتة في 10 دقيقة، وأبقى درج النهائي من-17 الخامس حتى إكمال الإجراء ديتاتشينج.
      ملاحظة: استناداً إلى طبيعة أكثر هشاشة من AAOs ملفقة تحت المنحل بالكهرباء حمض الكبريتيك، تمت زيادة المستوى الحالي فجأة في لحظات detaching مصحوبة بأصوات النقر ملحوظ.
    3. إنهاء تطبيق سربس بعد الانتهاء من المفرزة، وقطع مقاطع التمساح. التقاط العينة بعناية من اﻻلكتروﻻيت الحمضية، وشطف بعناية مع الأسيتون وتجسدت المياه عددا كافياً من المرات.
    4. فصل كل AAO من السطح المقابلة ميكانيكيا عن طريق كسر الأجزاء العليا من AAOs كفصل.
      ملاحظة: الألومينا المتبقية ال ن النقش بالرجوع إلى الخطوة 3، 5-
  4. تسلسل th n + 1
    1. انتقل إلى الخطوة 4، 1، وتكرار تسلسل كامل استخدام الركيزة المتبقية شركة ألومينا محفوراً.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

رسم بياني نال AAO اختﻻق تسلسل تتكون أساسا من خطوتين سمساس، سربس-مفرزة، والمتعلقة بالمواد الكيميائية النقش قد قدم العريضة في الشكل 1a. إظهار كل اقحم صورة المسح الضوئي مجهر الإلكتروني (SEM) مورفولوجية سطح المقابلة في كل الإجراءات الفردية وصورة فوتوغرافية التقطت فور مفرزة سربس. توضيح تخطيطي بعد تكرار تسلسل وحدةال 5 إجمالي معارضها مزايا سمسا والاستراتيجيات المستندة إلى سربس (الشكل 1b). وقورنت أنا

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الورقة، بنجاح أثبتنا السطحية، عالية الغلة، وطريقة نظيفة بيئياً اختﻻق نانوبوروس AAOs من خلال سمسا ومفرزة سربس، التي يمكن أن تتكرر للركيزة ال نفسه إلى حد كبير في تعزيز ماسبرودوسيبيليتي فضلا عن سهولة الاستخدام للموارد الطبيعية المحدودة. كما هو موضح في مخطط تدفق الشكل 1a، يستند لدينا استراتيجية تصنيع AAO anodization خطوتين التقليدية، الذي تم تعديله في حالة الأسطح المتعددة. تعمل الإجراءات الفردية المستقلة الأسطح الأخرى، نظراً للمجالات الكهربائية في إجراءات سمساس اليكتروبوليشينج وخطوتين شكل...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأيد هذا البحث في جزء المنح الوطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني) تموله حكومة كوريا (مسيب) (رقم 2016R1C1B1016344 و 2016R1E1A2915664).

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
حمض الكبريتيك >98٪كاشف دوكسان5950
حمض الأكساليك اللامائي ، 99.5-100.2٪مادة كيميائية كانتو31045-73
حمض الفوسفوريك ، 85٪SAMCHUN الكيميائيةP0463
حمض البركلوريك ، 60٪SAMCHUN الكيميائيةP0181
أكسيد الكروم عالي التفاعل (VI)سيجما ألدريتش232653قوي مؤكسد
الإيثانول ، 95٪SAMCHUN الكيميائيةE0219
الإيثانول المطلق ، 99.9٪SAMCHUN الكيميائيةE1320
دورق سترة مزدوجةiNexus27-00292-05
تدوير الحمام بدرجة حرارة منخفضةJEIO TECHAAH57052K
طاقة DC قابل للبرمجةPNCYSEDP-3001 & nbsp ؛
صفيحة ألومنيوم ، >99.99٪أسطوانة بلاتينية Goodfellow
واتمان444685
نقية وأمبير نظام المياه فائقة النقاء (المياه منزوعة الأيونات)العلوم الإنسانيةPwer II & HIQ II
جهاز مزود

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hong, Y. K., et al. Tuning and enhancing photoluminescence of light-emitting polymer nanotubes through electron-beam irradiation. Adv. Funct. Mater. 19 (4), 567-572 (2009).
  2. Hong, Y. K., et al. Fine Characteristics Tailoring of Organic and Inorganic Nanowires Using Focused Electron-Beam Irradiation. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (16), 3734-3738 (2011).
  3. Lee, J. H., et al. Iron-gold barcode nanowires. Angew. Chem. Int. Ed. 46 (20), 3663-3667 (2007).
  4. Qin, L., Banholzer, M. J., Millstone, J. E., Mirkin, C. A. Nanodisk codes. Nano Lett. 7 (12), 3849-3853 (2007).
  5. Park, D. H., Kim, M. S., Joo, J. Hybrid nanostructures using π-conjugated polymers and nanoscale metals: synthesis, characteristics, and optoelectronic applications. Chem. Soc. Rev. 39 (7), 2439-2452 (2010).
  6. Ahn, Y. K., et al. Enhanced electrochemical capabilities of lithium ion batteries by structurally ideal AAO separator. J. Mater. Chem. A. 3 (20), 10715-10719 (2015).
  7. Chen, J., Wang, S., Ding, L., Jiang, Y., Wang, H. Performance of through-hole anodic aluminum oxide membrane as a separator for lithium-ion battery. J. Membr. Sci. 461, 22-27 (2014).
  8. Gao, Y., et al. Three-dimensional nanotube electrode arrays for hierarchical tubular structured high-performance pseudocapacitors. Nanoscale. 8 (27), 13280-13287 (2016).
  9. Hu, J., et al. Dual-template ordered mesoporous carbon/Fe2O3 nanowires as lithium-ion battery anodes. Nanoscale. 8 (26), 12958-12969 (2016).
  10. Kim, K., et al. Externally controlled drug release using a gold nanorod contained composite membrane. Nanoscale. 8 (23), 11949-11955 (2016).
  11. Poplausks, R., et al. Electrochemically etched sharp aluminium probes with nanoporous aluminium oxide coatings: Demonstration of addressed DNA delivery. RSC Adv. 4 (89), 48480-48485 (2014).
  12. Chen, X., Qiu, M., Ding, H., Fu, K., Fan, Y. A reduced graphene oxide nanofiltration membrane intercalated by well-dispersed carbon nanotubes for drinking water purification. Nanoscale. 8 (10), 5696-5705 (2016).
  13. Dervin, S., Dionysiou, D. D., Pillai, S. C. 2D nanostructures for water purification: graphene and beyond. Nanoscale. 8 (33), 15115-15131 (2016).
  14. Han, K., Heng, L., Wen, L., Jiang, L. Biomimetic heterogeneous multiple ion channels: a honeycomb structure composite film generated by breath figures. Nanoscale. 8 (24), 12318-12323 (2016).
  15. Kim, J., Kim, Y. H., Choi, S. H., Lee, W. Curved Silicon Nanowires with Ribbon-like Cross Sections by Metal-Assisted Chemical Etching. ACS Nano. 5 (6), 5242-5248 (2011).
  16. Zeng, Z., et al. Fabrication of Graphene Nanomesh by Using an Anodic Aluminum Oxide Membrane as a Template. Adv. Mater. 24 (30), 4138-4142 (2012).
  17. Lim, N., et al. A tunable sub-100 nm silicon nanopore array with an AAO membrane mask: reducing unwanted surface etching by introducing a PMMA interlayer. Nanoscale. 7 (32), 13489-13494 (2015).
  18. Zhang, J., Liu, X., Neri, G., Pinna, N. Nanostructured Materials for Room-Temperature Gas Sensors. Adv. Mater. 28 (5), 795-831 (2016).
  19. Blank, T. A., Eksperiandova, L. P., Belikov, K. N. Recent trends of ceramic humidity sensors development: A review. Sens. Actuators B. 228, 416-442 (2016).
  20. Kim, Y., et al. Capacitive humidity sensor design based on anodic aluminum oxide. Sens. Actuators B. 141 (2), 441-446 (2009).
  21. Mahboob, M. R., Zargar, Z. H., Islam, T. A sensitive and highly linear capacitive thin film sensor for trace moisture measurement in gases. Sens. Actuators B. 228, 658-664 (2016).
  22. Sharma, K., Islam, S. S. Optimization of porous anodic alumina nanostructure for ultra high sensitive humidity sensor. Sens. Actuators B. 237, 443-451 (2016).
  23. Lee, W., Park , S. J. Porous Anodic Aluminum Oxide: Anodization and Templated Synthesis of Functional Nanostructures. Chem. Rev. 114 (15), 7487-7556 (2014).
  24. Keller, F., Hunter, M., Robinson, D. Structural features of oxide coatings on aluminum. J. Electrochem. Soc. 100 (9), 411-419 (1953).
  25. Diggle, J. W., Downie, T. C., Goulding, C. W. Anodic oxide films on aluminum. Chem. Rev. 69 (3), 365-405 (1969).
  26. O'Sullivan, J. P., Wood, G. C. The Morphology and Mechanism of Formation of Porous Anodic Films on Aluminium. Proc. R. Soc. London A. 317 (1531), 511-543 (1970).
  27. Thompson, G. E., Wood, G. C. Porous anodic film formation on aluminium. Nature. 290 (5803), 230-232 (1981).
  28. Masuda, H., Fukuda, K. Ordered Metal Nanohole Arrays Made by a Two-Step Replication of Honeycomb Structures of Anodic Alumina. Science. 268 (5216), 1466-1468 (1995).
  29. Masuda, H., Satoh, M. Fabrication of Gold Nanodot Array Using Anodic Porous Alumina as an Evaporation Mask. Jpn. J. Appl. Phys. 35 (1B), L126-L129 (1996).
  30. Chu, S. Z., Wada, K., Inoue, S., Isogai, M., Yasumori, A. Fabrication of Ideally Ordered Nanoporous Alumina Films and Integrated Alumina Nanotubule Arrays by High-Field Anodization. Adv. Mater. 17 (17), 2115-2119 (2005).
  31. Lee, W., Ji, R., Gösele, U., Nielsch, K. Fast fabrication of long-range ordered porous alumina membranes by hard anodization. Nature Mater. 5 (9), 741-747 (2006).
  32. Li, Y., Zheng, M., Ma, L., Shen, W. Fabrication of highly ordered nanoporous alumina films by stable high-field anodization. Nanotechnology. 17 (20), 5101-5105 (2006).
  33. Li, Y. B., Zheng, M. J., MA, L. High-speed growth and photoluminescence of porous anodic alumina films with controllable interpore distances over a large range. Appl. Phys. Lett. 91 (7), 073109(2007).
  34. Lee, W., et al. Structural engineering of nanoporous anodic aluminium oxide by pulse anodization of aluminium. Nature Nanotech. 3 (4), 234-239 (2008).
  35. Li, Y., Ling, Z. Y., Chen, S. S., Wang, J. C. Fabrication of novel porous anodic alumina membranes by two-step hard anodization. Nanotechnology. 19 (22), 225604(2008).
  36. Schwirn, K., et al. Self-Ordered Anodic Aluminum Oxide Formed by H2SO4 Hard Anodization. ACS Nano. 2 (2), 302-310 (2008).
  37. Yao, Z., Zheng, M., MA, L., Shen, W. The fabrication of ordered nanoporous metal films based on high field anodic alumina and their selected transmission enhancement. Nanotechnology. 19 (46), 465705(2008).
  38. Lee, W., Kim, J. C., Cösele, U. Spontaneous Current Oscillations during Hard Anodization of Aluminum under Potentiostatic Conditions. Adv. Funct. Mater. 20 (1), 21-27 (2010).
  39. Yi, L., Zhiyuan, L., Shuoshuo, C., Xing, H., Xinhua , H. Novel AAO films and hollow nanostructures fabricated by ultra-high voltage hard anodization. Chem. Commun. 46 (2), 309-311 (2010).
  40. Kim, M., Ha, Y. C., Nguyen, T. N., Choi, H. Y., Kim, D. Extended self-ordering regime in hard anodization and its application to make asymmetric AAO membranes for large pitch-distance nanostructures. Nanotechnology. 24 (50), 505304(2013).
  41. Chen, W., Wu, J. S., Yuan, J. H., Xia, X. H., Lin, X. H. An environment-friendly electrochemical detachment method for porous anodic alumina. J. Electroanal. Chem. 600 (2), 257-264 (2007).
  42. Gao, L., Wang, P., Wu, X., Yang, S., Song, X. A new method detaching porous anodic alumina films from aluminum substrates. J. Electroceram. 21 (1-4 SPEC), 791-794 (2008).
  43. Asoh, H., Nishio, K., Nakao, M., Tamamura, T., Masuda, H. Conditions for Fabrication of Ideally Ordered Anodic Porous Alumina Using Pretextured Al. J. Electrochem. Soc. 148 (4), B152-B156 (2001).
  44. Wu, M. T., Hon Leu, I. C., H, M. Effect of polishing pretreatment on the fabrication of ordered nanopore arrays on aluminum foils by anodization. J. Vac. Sci. Technol., B. 20 (3), 776-782 (2002).
  45. Asoh, H., Ono, S., Hirose, T., Nakao, M., Masuda, H. Growth of anodic porous alumina with square cells. Electrochim. Acta. 48 (20-22), 3171-3174 (2003).
  46. Masuda, H., et al. Ordered Mosaic Nanocomposites in Anodic Porous Alumina. Adv. Mater. 15 (2), 161-164 (2003).
  47. Chu, S. Z., et al. Large-Scale Fabrication of Ordered Nanoporous Alumina Films with Arbitrary Pore Intervals by Critical-Potential Anodization. J. Electrochem. Soc. 153 (9), B384-B391 (2006).
  48. Byun, J., Lee, J. I., Kwon, S., Jeon, G., Kim, J. K. Highly Ordered Nanoporous Alumina on Conducting Substrates with Adhesion Enhanced by Surface Modification: Universal Templates for Ultrahigh-Density Arrays of Nanorods. Adv. Mater. 22 (18), 2028-2032 (2010).
  49. Gong, J., Butler, W. H., Zangari, G. Tailoring morphology in free-standing anodic aluminium oxide: Control of barrier layer opening down to the sub-10 nm diameter. Nanoscale. 2 (5), 778-785 (2010).
  50. Schneider, J. J., Engstler, J., Budna, K. P., Teichert, C., Franzka, S. Freestanding, highly flexible, large area, nanoporous alumina membranes with complete through-hole pore morphology. Eur. J. Inorg. Chem. 2005 (12), 2352-2359 (2005).
  51. Choudhary, E., Szalai, V. Two-step cycle for producing multiple anodic aluminum oxide (AAO) films with increasing long-range order. RSC Adv. 6 (72), 67992-67996 (2016).
  52. Yuan, J. H., He, F. Y., Sun, D. C., Xia, X. H. A Simple Method for Preparation of Through-Hole Porous Anodic Alumina Membrane. Chem. Mater. 16 (10), 1841-1844 (2004).
  53. Yuan, J. H., Chen, W., Hui, R. J., Hu, Y. L., Xia, X. H. Mechanism of one-step voltage pulse detachment of porous anodic alumina membranes. Electrochim. Acta. 51 (22), 4589-4595 (2006).
  54. Zhao, S., Chan, K., Yelon, A., Veres, T. Preparation of open-through anodized aluminium oxide films with a clean method. Nanotechnology. 18 (24), 245304(2007).
  55. Brudzisz, A., Brzózka, A., Sulka, G. D. Effect of processing parameters on pore opening and mechanism of voltage pulse detachment of nanoporous anodic alumina. Electrochim. Acta. 178, 374-384 (2015).
  56. Hong, Y. K., Kim, B. H., Kim, D. I., Park, D. H., Joo, J. High-yield and environment-minded fabrication of nanoporous anodic aluminum oxide templates. RSC Adv. 5 (34), 26872-26877 (2015).
  57. Jeong, S. H., et al. Massive, eco-friendly, and facile fabrication of multi-functional anodic aluminum oxides: application to nanoporous templates and sensing platforms. RSC Adv. 7 (8), 4518-4530 (2017).
  58. Houser, J. E., Hebert, K. R. The role of viscous flow of oxide in the growth of self-ordered porous anodic alumina films. Nature Mater. 8 (5), 415-420 (2009).
  59. Jessensky, O., Müller, F., Gösele, U. Self-organized formation of hexagonal pore arrays in anodic alumina. Appl. Phys. Lett. 72 (10), 1173-1175 (1998).
  60. Li, F., Zhang, L., Metzger, R. M. On the Growth of Highly Ordered Pores in Anodized Aluminum Oxide. Chem. Mater. 10 (9), 2470-2480 (1998).
  61. Li, A. P., Müller, F., Bimer, A., Nielsch, K., Gösele, U. Hexagonal pore arrays with a 50-420 nm interpore distance formed by self-organization in anodic alumina. J. Appl. Phys. 84 (11), 6023-6026 (1998).
  62. Nielsch, K., Choi, J., Schwirn, K., Wehrspohn, R. B., Gösele, U. Self-ordering Regimes of Porous Alumina: The 10% Porosity Rule. Nano Lett. 2 (7), 677-680 (2002).
  63. Yanagishita, T., Masuda, H. High-Throughput Fabrication Process for Highly Ordered Through-Hole Porous Alumina Membranes Using Two-Layer Anodization. Electrochim. Acta. 184, 80-85 (2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Anodic Aluminum OxidesSimultaneous Multi surface AnodizationStair like Reverse BiasesSulfuric Acid ElectrolyteOxalic Acid ElectrolyteAAO DetachmentAluminum Substrate ReuseElectropolishing ProcedureChromic Acid SolutionScanning Electron Microscopy

Related Articles