يصف هذا البروتوكول طريقة لحفر النص والأنماط والصور على سطح متجانسات السيليكا إيروجيل في شكل أصلي ومصبوغ وتجميع الطائرات في تصاميم فسيفساء.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
جماليا تعزيز السيليكا Aerogel عن طريق دمج الليزر النقش والأصباغ
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
ويرد في هذه المخطوطة وصف لإجراء لتعزيز جماليا ل متجانسات السيليكا إيروجيل عن طريق النقش بالليزر وإدماج الأصباغ. باستخدام طريقة استخراج فائقة الحرجة السريعة، يمكن تصنيع متجانسة كبيرة من السيليكا aerogel (10 سم × 11 سم × 1.5 سم) في حوالي 10 ساعة. الأصباغ المدرجة في خليط السلائف يؤدي إلى aerogels الأصفر والوردي والبرتقالي. يمكن أن يكون النص والأنماط والصور محفورة على سطح (أو أسطح) المتجانس aerogel دون الإضرار الهيكل السائبة. يمكن استخدام حفار الليزر لقطع الأشكال من aerogel وتشكيل الفسيفساء الملونة.
المقدمة
السيليكا aerogel هي نانوبور، مساحة سطح عالية، مواد عازلة صوتيا مع الموصلية الحرارية المنخفضة التي يمكن استخدامها في مجموعة من التطبيقات من جمع الغبار الفضاء لبناء مواد العزل1،2. عندما تصنع في شكل متجانس، السيليكا aerogels شفافة ويمكن استخدامها لجعل نوافذ عازلة للغاية3،4،5.
في الآونة الأخيرة ، أثبتنا أنه من الممكن تغيير مظهر aerogel السيليكا عن طريق النقش على السطح أو قطعه باستخدام نظام النقش بالليزر6،7 دون التسبب في أضرار هيكلية كبي....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
يجب ارتداء نظارات السلامة أو النظارات الواقية عند إعداد حلول السلائف aerogel ، والعمل مع الصحافة الساخنة ، واستخدام نظام النقش بالليزر. يجب ارتداء قفازات المختبر عند تنظيف القالب وإعداده ، وإعداد محلول الكاشف الكيميائي ، وصب المحلول في القالب في الصحافة الساخنة والتعامل مع aerogel. اقرأ أوراق بيانات السلامة (SDS) لجميع المواد الكيميائية، بما في ذلك المذيبات، قبل العمل معها. يجب التعامل مع رباعي ميثيل تقويم العظام (TMOS) والميثانول والأمونيا المركزة والحلول التي تحتوي على هذه الكواشف داخل غطاء الدخان. يمكن أن تكون الأصباغ سامة و / أو مسرطنة ، لذلك من المهم استخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة (انظر SDS). كما لوحظ في البروتوكول السابق15، يجب تر....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يمكن استخدام هذا البروتوكول لإعداد مجموعة واسعة من متجانسات aerogel الجمالية للتطبيقات بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، الفن وتصميم المباني المستدامة. ويلاحظ فقط إدراج في خليط السلائف من كميات صغيرة من الصبغة المستخدمة هنا للتأثير على لون المتجانس aerogel الناتجة؛ لا يتم ملاحظة التغيرات في الخصائص البصرية أو الهيكلية الأخرى.
ويبين الشكل 8 نهجا لإعداد فسيفساء ايروجيل من متجانسات السيليكا الكبي.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يوضح هذا البروتوكول كيف يمكن استخدام النقش بالليزر وإدراج الأصباغ لإعداد مواد aerogel ممتعة جماليا.
مما يجعل كبيرة (10 سم × 11 سم × 1.5 سم) المتجانسات aerogel يتطلب إعداد العفن السليم من خلال الرملي والتنظيف، وتطبيق الشحوم لمنع aerogel من الالتصاق القالب والشقوق الرئيسية من تشكيل. أجزاء من القالب في اتصال مباشر مع الحل السلائف / قريبا أن تتشكل aerogel هي الأكثر أهمية. الحد من خشونة السطح من القالب عن طريق تلميع الجهاز سوف يحسن الأداء. من المهم تطبيق الشحوم فقط على المحيط الخارجي (13 ملم) من ال.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
شكر وتقدير
ويود المؤلفون أن يعترفوا بصندوق أبحاث كلية الاتحاد، وبرنامج منحة أبحاث الطلاب، وبرنامج أبحاث المرحلة الجامعية الصيفية للدعم المالي للمشروع. كما يود المؤلفون الاعتراف بجوانا سانتوس لتصميم القالب المؤلف من ثلاث قطع ، وكريس أفانيسيان لتصوير SEM ، ورونالد توتشي للحفر على سطح aerogel المنحني ، والدكتور يوانيس Michaloudis للإلهام والعمل الأولي على مشروع النقش وكذلك لتوفير صورة كوروس والألعاب الهوائية الأسطوانية.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2000 حصى ورق الصنفرة | مختلف | ||
| 50W ليزر حفارة | أي قاطع ليزر مناسب | ||
| Acetone | Fisher Scientific www.fishersci.com | A18-20 | ACS Certified Reagent Grade |
| هيدروكسيد الأمونيوم (الأمونيا المائية) | فيشر www.fishersci.com العلمي A669S212 | معتمد من ACS Plus ، حوالي 14.8 نيوتن ، 28.0-20.0 وزن / وزن ٪ | |
| أكواب | تم شراؤها من فيشر ساينتفيك | أي دورق زجاجي مناسب. | |
| المياه منزوعة الأيونات | على الصنبور في المنزل | ||
| الميزان الرقمي | OHaus Explorer Pro | أي ميزان رقمي مناسب. | |
| مناديل تنظيف يمكن التخلص منها | فيشر ساينتفيك www.fishersci.com | 06-666 | KimWipe |
| Drawing Drawing Graphics | Suite | CorelDraw | |
| ورقة الجرافيت المرنة | فيلبس المنتجات الصناعية | 7500.062.3 | 1/16 بوصة سميكة |
| الفلورسين | سيجما ألدريتش www.sigmaaldrich.com | F2456 | محتوى الصبغة ~ 95٪ |
| فرشاة طلاء رغوة | متنوعة | 1-2 سم حجم | |
| الشحوم عالية الفراغ | داو كورنينج | ||
| الهيدروليكية الضغط الساخن | رباعي السطوح www.tetrahedronassociates.com | MTP-14 | أي مكبس ساخن مع التحكم في درجة الحرارة والقوة سيعمل. يحتاج إلى درجة حرارة قصوى ~ 550 فهرنهايت وقوة قصوى تبلغ 24 طنا. |
| ليزر حفارة | خاتمة ليزر | - 24 | 50 واط |
| ميثانول (MeOH) فيشر | Scientific www.fishersci.com | A412-20 | معتمد من كاشف ACS الصف ، & ge ؛ 99.8٪ |
| قالب | ملفق في المنزل | تصنيع من الفولاذ المدلفن على البارد أو الفولاذ المقاوم للصدأ. | |
| فيلم البارافين | فيشر العلمي www.fishersci.com | S37441 | Parafilm M فيلم مختبر |
| Rhodamine-6G Rhodamine-6g FlouresceinRhodamine-6g | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com | 20،132-4 | محتوى الصبغة ~ 95٪ |
| Rhodamine-B Rhodamine-6g FlouresceinRhodamine-6g | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com | R-953 | محتوى الصبغة ~ 80٪ |
| صابون لتنظيف العفن | مختلف | ||
| رقائق الفولاذ المقاوم | مختلفة.0005 "سميكة ، 304 الفولاذ المقاوم للصدأ | ||
| نظام العادم الفراغي | Purex | 800i | أي نظام عادم مناسب. |
| ماصة دقيقة متغيرة ، 100-1000 وميكرو ؛ L | تم تصنيعها بواسطة Eppendorf ، تم شراؤها من Fisher Scientific www.fishersci.com | S304665 | أي 100-1000 & micro ؛ ماصة L مناسبة. |
المراجع
- Aerogels Handbook. Aegerter, M. A., Leventis, N., Koebel, M. M. , Springer. New York. (2011).
- Pierre, A. C., Pajonk, G. M. Chemistry of aerogels and their applications. Chemical Reviews. 102 (11), 4243-4266 (2002).
- Zinzi, M., et al.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
