ברזל יצוק בייצור ננו-נקבובי אלומיניום ואיפיון

בעבודה זו, אנו מתארים פרוטוקול ליצירת ננו-חוט ברזל, כולל היווצרות קרום אלומינה נקבובי המשמש כתבנית, הפקדת לתוך תבניות באמצעות האלקטרוליט פתרון, ושחרורו של ננו לתוך הפתרון.

פרוטוקול ייצור שלנו מבוסס על האלקטרודה עם תחמוצת אלומיניום ננו נקבובי, שהיא השיטה היחידה שיכולה לתת את תכונות nanowires שאנחנו צריכים. היתרון העיקרי של טכניקה זו, הוא שהיא מאפשרת ייצור פשוט ומהיר של תבניות תחמוצת אלומיניום ננו נקבוביות מסודרות מאוד עם מגוון רחב של גדלי נקבוביות. חומרים ננו מגנטי משכו הרבה עניין בשל שלהם זה יכול להיות שימושי באבחון או במבחנה, או אפילו לטיפול במצבים רפואיים.

שיטות אלה דורשות כמות ניכרת של מאמץ ות זמן כדי להשיג תוצאות לשחזור. בצע את הפרוטוקול בזהירות ולתרגל כדי להשיג תוצאה טובה. לאחר שטיפת דיסקי האלומיניום שלוש פעמים עם מים deionized, להשתמש פינצטה להעביר את הדיסק לתוך לשטוף אצטון, ואחריו לשטוף אלכוהול isopropyl, וארבעה שטיפות מים deionized.

לאחר שטיפת המים האחרונה, sonicate הדיסקים אצטון במשך 10 דקות. לאחר שלוש שטיפות במים שעברו דה-יונו, השתמש במלקשי ההלבשה כדי לטבול את תבניות האלומיניום הנקיות בבקבוק המכיל תווי אלקטרוליט של ארבע מעלות צלזיוס ואלקטרודה של רשת פלטינה. חבר את דיסק האלומיניום לטרמינל החיובי ואלקטרודה רשת הפלטינה לטרמינל השלילי של ספק הכוח.

לאחר מכן להחיל מתח של 20 וולט בעוד הזרם מוגבל לשני אמפים. יש ללטש את הדיסקים במשך שלוש דקות ב-400 סיבובים בדקה, לפני שטיפת הדיסקים במים טריים. עבור אנודיזציה קשה, למקם את הדיסקים לתוך הרכבה התא ולמלא את התא עם 0.3-חומצה אוקסלית טוחה.

מניחים את התא על צלחת קרה של ארבע מעלות צלזיוס. כאשר טמפרטורת החומצה האוקסלית מגיעה לשתיים עד חמש מעלות צלזיוס, יש למרוח 40 וולט למשך 20 דקות כדי להפוך את התבניות לאנודיות קלות, לפני הגדלת המתח ב-0.1 וולט לשנייה מגביר עד שהמתח מגיע ל-140 וולט. TheN להחזיק את הדיסקים במתח זה במשך 45 דקות.

כאשר התבנית הופכת לאנודית, היא תהפוך לצבע זהוב בהיר. כדי להכין את הדיסקים לתצהיר, לאחר שטיפה עם מים deionized וייבוש עם חנקן, למקם את הדיסקים בחזרה לתוך התא ולהוסיף פתרון נחושת מוכן טרי בר ערבוב מגנטי לתא. להתסיס את בר מערבבים ל 300 סיבובים לדקה במשך 15 דקות.

כאשר הפתרון הופך שקוף, להחליף את הפתרון עם פתרון נחושת טרי במשך חמש דקות נוספות של תסיסה. לאחר כביסה וייבוש כפי שהוכח, מניחים את הצד האחורי של המדגם בצלחת פטרי על רצועת pH, ומכסים לחלוטין את הממברנה עם 10 חומצה זרפורית במשקל במשך שש וחצי שעות דגירה בטמפרטורת החדר. בסיום הטיפול, לשטוף ולייבש את הדיסקים כפי שהוכח, ו sputter להפקיד 200 ננומטר של זהב על הדיסקים.

עבור תצהיר nanowire, הר את קרום האלומיניום לקוטר 15 מילימטר של התא, ויוצקים תחמוצת חומצה בורית ברזל גופרתי טרי L-ascorbic חומצה לתוך התא. חבר את מד המקור עם המגע השלילי המחובר לצלחת הנחושת וחבר את המגע החיובי לרשת הפלטינה. לאחר מכן להחיל זרם קבוע של 2.5 מיליאמפר כדי להתחיל את האלקטרודה.

כדי לשחרר את nanowires, למלא צינור מיקרו 1.5 מילימטר עם מיליליטר אחד של פתרון כרום מוכן טרי חתיכות קטנות של קרום המכיל את nanowires עבור דגירה 24 שעות ביממה ב 40 מעלות צלזיוס. כאשר nanowires משתחררים לחלוטין, אין חלקיקים שחורים יש לראות בעין בלתי. לאחר מכן מניחים את המיקרו-טיוב על מתלה מגנטי, ומחליפים את תווי הכרום במיליליטר אחד של אתנול לפחות 10 פעמים כדי לשטוף את הננו-חוטים.

לאחר האלקטרופוליש, דיסקי האלומיניום משקפים היטב את האור. אם נצפו שריטות או נקודות קטנות, השלך את הדיסק. העלילה של הזרם המיושם במהלך תהליך אנודיזטיומה צריכה להיות חלקה ולעקוב אחר שלושת השלבים של אנודיזציה.

במקרה של פתרון מזוהם, פגמים מוגזמים על פני השטח של הדיסק, הכנה שגויה של התא, או הפתרון להיות חם מדי, עקומות העלילה הנוכחי להחיל יראה פסגות ואי סדרים. אנודיזציה מתרחשת בצד אחד של דיסק האלומיניום. לאחר הסרת גב האלומיניום, הממברנה צריכה להיות גלויה בבירור משני הצדדים.

ואת פתח הנקבוביות ניתן לבדוק באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה בצד התחתון. כאן, תמונה של ננו-חוט ברזל מיקרומטר אחד צולמה לאחר שבירת הממברנה. הננו-חוט מזוהה בבירור מממברנה האלומיניום בשל צפיפות האלקטרונים הגבוהה יותר שלו.

חשוב כי טמפרטורת האתר היא בין שתיים לחמש מעלות צל"ש כאשר שלב anodization מתחיל, או הדגימות עלולות לשרוף. הגדר כל MSDS לפני השימוש בהם. ולהשתמש בהוכחת הסיכה לפי הצורך.