Name: Aerogel di silice esteticamente migliorato tramite incorporazione di incisioni e coloranti laser (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Scopri la tecnica di incisione laser su aerogel di silice per applicazioni estetiche e funzionali. Questo metodo semplice consente di personalizzare monoliti di qualsiasi forma, dimensione e colore con precisione.

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Gli autori vorrebbero riconoscere l'Union College Faculty Research Fund, il programma Student Research Grant e il programma di ricerca universitaria estivo per il sostegno finanziario del progetto. Gli autori vorrebbero anche ringraziare Joana Santos per il design dello stampo a tre pezzi, Chris Avanessian per l'imaging SEM, Ronald Tocci per l'incisione sulla superficie curva dell'aerogel e il Dr. Ioannis Michaloudis per l'ispirazione e il lavoro iniziale sul progetto di incisione, nonché per la fornitura dell'immagine Kouros e dell'aerogel cilindrico.

<ol><li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Aerogels+Handbook%22">Aerogels Handbook</a>. Aegerter, M. A., Leventis, N., Koebel, M. M. , Springer. New York. (2011).</li>
<li>Pierre, A. C., Pajonk, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+of+aerogels+and+their+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Chemistry of aerogels and their applications.</a> Chemical Reviews. 102 (11), 4243-4266 (2002).</li>
<li>Zinzi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+and+visual+experimental+characterization+of+a+glazing+system+with+monolithic+silica+aerogel%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy%22%5BJournal%5D)">Optical and visual experimental characterization of a glazing system with monolithic silica aerogel.</a> Solar Energy. 183, 30-39 (2019).</li>
<li>Bhuiya, M. M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+monolithic+silica+aerogel+for+fenestration+applications%3A+scaling+up%2C+reducing+cycle+time%2C+and+improving+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+%26+Engineering+Chemistry+Research%22%5BJournal%5D)">Preparation of monolithic silica aerogel for fenestration applications: scaling up, reducing cycle time, and improving performance.</a> Industrial & Engineering Chemistry Research. 55 (25), 6971-6981 (2016).</li>
<li>Jelle, B. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fenestration+of+today+and+tomorrow%3A+A+state-of-the-art+review+and+future+research+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Fenestration of today and tomorrow: A state-of-the-art review and future research opportunities.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 96, 1-28 (2012).</li>
<li>Michalous, I., Carroll, M. K., Kupiec, S., Cook, K., Anderson, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+method+for+surface+etching+of+silica+aerogel+monoliths%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sol-Gel+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Facile method for surface etching of silica aerogel monoliths.</a> Journal of Sol-Gel Science and Technology. 87 (1), 22-26 (2018).</li>
<li>Stanec, A. M., Anderson, A. M., Avanessian, C., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+and+characterization+of+etched+silica+aerogels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sol-Gel+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Analysis and characterization of etched silica aerogels.</a> Journal of Sol-Gel Science and Technology. 94, 406-415 (2020).</li>
<li>Sun, J., Longtin, J. P., Norris, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+laser+micromachining+of+silica+aerogels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Ultrafast laser micromachining of silica aerogels.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 281 (1-3), 39-47 (2001).</li>
<li>Bian, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromachining+of+polyurea+aerogel+using+femtosecond+laser+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Micromachining of polyurea aerogel using femtosecond laser pulses.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 357 (1), 186-193 (2011).</li>
<li>Yalizay, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Versatile+liquid-core+optofluidic+waveguides+fabricated+in+hydrophobic+silica+aerogels+by+femtosecond-laser+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Versatile liquid-core optofluidic waveguides fabricated in hydrophobic silica aerogels by femtosecond-laser ablation.</a> Optical Materials. 47, 478-483 (2015).</li>
<li>Vainos, N. A., Karoutsos, V., Mills, B., Eason, R. W., Prassas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isotropic+contractive+scaling+of+laser+written+microstructures+in+vitrified+aerogels%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Materials+Express%22%5BJournal%5D)">Isotropic contractive scaling of laser written microstructures in vitrified aerogels.</a> Optical Materials Express. 6 (12), 3814-3825 (2016).</li>
<li>Plata, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerogel-platform+optical+sensors+for+oxygen+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-+Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Aerogel-platform optical sensors for oxygen gas.</a> Journal of Non- Crystalline Solids. 350, 326-335 (2004).</li>
<li>Carroll, M. K., Anderson, A. M. Aerogels as platforms for chemical sensors. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCarroll%2C+MK+%22Aerogels+Handbook.+Advances+in+Sol-Gel+Derived+Materials+and+Technologies%22">Aerogels Handbook. Advances in Sol-Gel Derived Materials and Technologies</a>. Aegerter, M., Leventis, N., Koebel, M. , Springer. New York. (2011).</li>
<li>Bockhorst, M., Heinloth, K., Pajonk, G. M., Begag, R., Elaloui, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+dye+doped+aerogels+for+the+enhancement+of+Cerenkov+light+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Fluorescent dye doped aerogels for the enhancement of Cerenkov light detection.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 186, 388-394 (1995).</li>
<li>Carroll, M. K., Anderson, A. M., Gorka, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparing+silica+aerogel+monoliths+via+a+rapid+supercritical+extraction+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Preparing silica aerogel monoliths via a rapid supercritical extraction method.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (84), e51421(2014).</li>
<li>Gauthier, B. M., Bakrania, S. D., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fast+supercritical+extraction+technique+for+aerogel+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">A fast supercritical extraction technique for aerogel fabrication.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 350, 238-243 (2004).</li>
<li>Gauthier, B. M., Anderson, A. M., Bakrania, S. D., Mahony, M. K., Bucinell, R. B. Method and device for fabricating aerogels and aerogel monoliths obtained thereby. U.S. Patent. , 8080591 (2011).</li>
<li>Gauthier, B. M., Anderson, A. M., Bakrania, S. D., Mahony, M. K., Bucinell, R. B. Method and device for fabricating aerogels and aerogel monoliths obtained thereby. U.S. Patent. , 7384988 (2008).</li>
<li>Estok, S. K., Hughes, T. A., Carroll, M. K., Anderson, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+characterization+of+TEOS-based+silica+aerogels+prepared+using+rapid+supercritical+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sol-gel+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Fabrication and characterization of TEOS-based silica aerogels prepared using rapid supercritical extraction.</a> Journal of Sol-gel Science and Technology. 70 (3), 371-377 (2014).</li>
<li>Roth, T. B., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+a+rapid+supercritical+extraction+aerogel+fabrication+process%3A+Prediction+of+thermodynamic+conditions+during+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Analysis of a rapid supercritical extraction aerogel fabrication process: Prediction of thermodynamic conditions during processing.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 354 (31), 3685-3693 (2008).</li>
<li>Bouck, R. M., Anderson, A. M., Prasad, C., Hagerman, M. E., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cobalt-alumina+sol+gels%3A+Effects+of+heat+treatment+on+structure+and+catalytic+ability%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Cobalt-alumina sol gels: Effects of heat treatment on structure and catalytic ability.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 453, 94-102 (2016).</li>
<li>Dunn, N. J. H., Carroll, M. K., Anderson, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+alumina+and+nickel-alumina+aerogels+prepared+via+rapid+supercritical+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Preprints%22%5BJournal%5D)">Characterization of alumina and nickel-alumina aerogels prepared via rapid supercritical extraction.</a> Polymer Preprints. 52 (1), 250-251 (2011).</li>
<li>Tobin, Z. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+copper-containing+alumina+and+silica+aerogels+for+catalytic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sol-gel+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of copper-containing alumina and silica aerogels for catalytic applications.</a> Journal of Sol-gel Science and Technology. 84 (3), 432-445 (2017).</li>
<li>Tsou, P., Brownlee, D. E., Glesias, R., Grigoropoulos, C. P., Weschler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cutting+silica+aerogel+for+particle+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Lunar+and+Planetary+Science+XXXVI.+Part+19%22%5BJournal%5D)">Cutting silica aerogel for particle extraction.</a> Lunar and Planetary Science XXXVI. Part 19. , (2005).</li>
<li>Ishii, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+extraction+of+dust+impact+tracks+from+silica+aerogel+by+ultrasonic+microblades%5BTitle%5D)+AND+%22Meteoritics+%26+Planetary+Science%22%5BJournal%5D)">Rapid extraction of dust impact tracks from silica aerogel by ultrasonic microblades.</a> Meteoritics & Planetary Science. 40 (11), 1741-1747 (2005).</li>
<li>Ishii, H. A., Bradley, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macroscopic+subdivision+of+silica+aerogel+collectors+for+sample+return+missions%5BTitle%5D)+AND+%22Meteoritics+%26+Planetary+Science%22%5BJournal%5D)">Macroscopic subdivision of silica aerogel collectors for sample return missions.</a> Meteoritics & Planetary Science. 41 (2), 233-236 (2006).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Questo protocollo dimostra come l'incisione laser e l'inclusione di coloranti possano essere impiegate per preparare materiali aerogel esteticamente gradevoli.
La realizzazione di monoliti di aerogel di grandi dimensioni (10 cm x 11 cm x 1,5 cm) richiede una corretta preparazione dello stampo attraverso la levigatura, la pulizia e l'applicazione del grasso per evitare che l'aerogel si attacchi allo stampo e si formino crepe importanti. Le parti dello stampo a diretto contatto con la soluzione ...

L'aerogel di silice è un materiale nanoporoso, ad alta superficie, acusticamente isolante con bassa conduttività termica che può essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, dalla raccolta della polvere spaziale al materiale isolante per l'edilizia1,2. Se fabbricati in forma monolitica, gli aerogel di silice sono traslucidi e possono essere utilizzati per realizzare finestre altamente isolanti3,4,5.
Recentemente, abbiamo dimostrato che è possibile alterare l'aspetto di un aerogel di silice incidendo o tagliando la superficie utilizzando un sistema di incisione laser6,7 senza causare danni strutturali di massa all'aerogel. Ciò potrebbe essere utile per apportare miglioramenti estetici, stampare informazioni di inventario e lavorare monoliti di aerogel in varie forme. I laser a femtosecondi hanno dimostrato di funzionare per la "micro-lavorazione" grezza di aerogel8,9,10,11; tuttavia, l'attuale protocollo dimostra la capacità di alterare la superficie degli aerogel con un semplice sistema di incisione laser. Di conseguenza, questo protocollo è ampiamente applicabile alle comunità artistiche e tecniche.
È anche possibile incorporare coloranti nella miscela di precursori chimici aerogel e quindi produrre aerogel drogati con coloranti con una gamma di tonalità. Questo metodo è stato utilizzato per fabbricare sensori chimici12,13,per migliorare il rilevamento di Cerenkov14e per ragioni puramente estetiche. Qui, dimostriamo l'uso di coloranti e incisioni laser per preparare aerogel esteticamente gradevoli.
Nella sezione che segue, descriviamo le procedure per realizzare grandi monoliti di aerogel di silice, alterando la procedura di preparazione del monolite per incorporare coloranti, incidendo testo, motivi e immagini sulla superficie di un monolite di aerogel e tagliando forme da grandi monoliti tinti per essere assemblati in mosaici.

<table><tbody><tr><td>Carta vetrata a grana 2000</td><td>Vari</td><td></td><td></td></tr><tr><td>incisori laser da 50 W</td><td>Laser Epilog Qualsiasi</td><td></td><td>taglierina laser è adatta</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A18-20</td><td>Certificato ACS Reagente Grado&nbsp;</td></tr><tr><td>Idrossido di ammonio (ammoniaca acquosa)</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>certificato ACS Plus A669S212</td><td>, circa 14,8 N, 28,0-20,0 p/p%</td></tr><tr><td>Bicchieri</td><td>Acquistato da Fisher Scientific</td><td></td><td>Qualsiasi bicchiere di vetro è adatto.</td></tr><tr><td>Acqua deionizzata</td><td>Alla spina in casa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bilancia digitale</td><td>OHaus Explorer Pro</td><td></td><td>Qualsiasi bilancia digitale è adatta.</td></tr><tr><td>Salviette detergenti usa e getta</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>06-666</td><td>Software di</td></tr><tr><td>disegno</td><td>KimWipe CorelDraw Graphics Suite</td><td></td><td>CorelDraw</td></tr><tr><td>Foglio di grafite flessibile</td><td>Phelps Industrial Products</td><td>7500.062.3</td><td>1/16" di spessore</td></tr><tr><td>Fluoresceina</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>F2456</td><td>Contenuto di colorante ~95%</td></tr> <tr><td>Pennello in schiuma&nbsp;</td><td>Vari&nbsp;</td><td></td><td>1-2 cm di dimensioni</td></tr><tr><td>Grasso per alto vuoto</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tetraedro</td> idraulico<td>per pressa a caldo</td> www.tetrahedronassociates.com <td>MTP-14</td><td>Qualsiasi pressa a caldo con controllo della temperatura e della forza funzionerà. Necessita di una temperatura massima di ~550 F e di una forza massima di 24 tonnellate.</td></tr><tr><td>Epilogo dell'incisore laser</td> Elica <td>laser</td><td>- 24</td><td>50 W</td></tr><tr><td>Metanolo (MeOH)</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A412-20</td><td>Certificato ACS Reagente Grado, &ge; 99,8%</td></tr><tr><td>Stampo</td><td>fabbricato in casa</td><td></td><td>Fabbricato in acciaio laminato a freddo o acciaio inossidabile.</td></tr><tr><td>Film di paraffina</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>S37441</td><td>Parafilm M Film da laboratorio</td></tr><tr><td>Rodammina-6G Rodamina-6g FlouresceinRodamina-6g</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>20,132-4</td><td>Contenuto di colorante ~95%</td></tr><tr><td>Rodamina-B Rodamina-6g FlouresceinRodamina-6g</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>R-953</td><td>Contenuto di colorante ~80%</td></tr><tr><td>Sapone per pulire lo stampo</td><td>Vari</td><td></td><td></td></tr><tr><td>fogli di acciaio inossidabile</td> <td>Various.0005" di spessore, 304</td>Tetrametilortosilicato di acciaio inossidabile <td></td> (TMOS) Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com 218472-500G 98% di purezza, CAS 681-84-5 Pulitore ad ultrasuoni FisherScientific FS6 153356 Qualsiasi sonicatore è adatto.<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema di scarico a vuoto</td><td>Purex</td><td>800i</td><td>Qualsiasi sistema di scarico è adatto.</td></tr><tr><td>Micropipettatore variabile, 100-1000 &; L</td><td>Prodotto da Eppendorf, acquistato da Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>S304665</td><td>qualsiasi 100-1000 &micro; L pipettatore è adatto.</td></tr></tbody></table>

aerogel di silice esteticamente migliorato tramite incorporazione di incisioni e coloranti laser

Aesthetically Enhanced Silica Aerogel Via Incorporation of Laser Etching and Dyes

Una procedura per migliorare esteticamente i monoliti di aerogel di silice mediante incisione laser e incorporazione di coloranti è descritta in questo manoscritto. Utilizzando un rapido metodo di estrazione supercritica, il monolite di aerogel di silice di grandi dimensioni (10 cm x 11 cm x 1,5 cm) può essere fabbricato in circa 10 ore. I coloranti incorporati nella miscela precursore provocano aerogel tinti di giallo, rosa e arancione. Testo, motivi e immagini possono essere incisi sulla superficie (o sulle superfici) del monolite di aerogel senza danneggiare la struttura di massa. L'incisore laser può essere utilizzato per tagliare forme dall'aerogel e formare mosaici colorati.

Questo protocollo può essere impiegato per preparare un'ampia varietà di monoliti aerogel esteticamente gradevoli per applicazioni tra cui, ma non solo, arte e progettazione di edifici sostenibili. L'inclusione nella miscela precursore delle piccole quantità di colorante qui impiegate è osservata solo per influenzare il colore del monolite di aerogel risultante; non si osservano cambiamenti in altre proprietà ottiche o strutturali.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page=...

Questo protocollo descrive un metodo per incidere testo, modelli e immagini sulla superficie dei monoliti di aerogel di silice in forma nativa e tinta e assemblare gli aerogel in disegni a mosaico.

Aerogel di silice esteticamente migliorato tramite incorporazione di incisioni e coloranti laser

A procedure for aesthetically enhancing silica aerogel monoliths by laser etching and incorporation of dyes is described in this manuscript. Using a rapid ...

Questo protocollo presenta la prima metodologia visiva per l'incisione e il taglio di Aerogel semplici e tinti utilizzando un sistema di incisione laser. Il vantaggio principale di questa tecnica è la sua semplicità in quanto consente di incidere monoliti Aerogel di qualsiasi forma, dimensione o colore. La presentazione video consente di dimostrare le considerazioni pratiche del protocollo, incluso il posizionamento dell'Aerogel e l'allineamento della fresa laser.Per preparare uno stampo per la fabbricazione di monoliti Aerogel, selezionare uno stampo in acciaio in tre parti costituito da una parte superiore, centrale e inferiore con dimensioni esterne di 15,24 per 14 centimetri in una cavità di 10 per 11 centimetri al centro. La parte superiore dello stampo dovrebbe avere sette fori di sfiato di 0,08 centimetri su ciascun lato. Utilizzare sapone diluito e una spugna ruvida per strofinare le parti superiore, centrale e inferiore dello stampo e asciugare tutte le parti pulite dello stampo con un tovagliolo di carta.Dopo l'asciugatura, utilizzare salviette detergenti monouso indo in acetone per pulire lo stampo fino a quando la salvietta detergente rimane pulita. Successivamente, utilizzare carta vetrata a grana 2.000 per levigare leggermente tutte le superfici fino a quando lo stampo non è liscio al tatto e qualsiasi residuo di usi precedenti è stato rimosso, prestando particolare attenzione all'interno dello stampo centrale in cui si forma l'Aerogel. Pulire i fori di sfiato sulla parte superiore dello stampo con aria compressa e applicare manualmente circa 2,4 millilitri di grasso ad alto vuoto in uno spessore, anche uno o due millimetri di strato su tutta la superficie di collegamento superiore dello stampo inferiore e circa un millilitro di grasso in uno spesso strato, anche da uno a due millimetri alla metà esterna della superficie di collegamento inferiore dello stampo superiore.Applicare circa 0,5 millilitri di grasso ad alto vuoto in uno strato anche inferiore a 0,5 millimetri sulle superfici interne degli stampi superiore e inferiore e utilizzare una salvietta detergente monouso per rimuovere il grasso in eccesso fino a quando la superficie non si sente liscia e non rimane appiccicosità dal grasso. Applicare manualmente 0,5 millilitri di grasso ad alto vuoto in uno strato di grasso anche inferiore a 0,5 millimetri sulla superficie interna dello stampo centrale. Per preparare il file del modello di incisione, aprire un nuovo documento in un'applicazione di disegno appropriata e aggiungere il testo o l'immagine desiderata di qualsiasi dimensione e larghezza di linea direttamente al documento, quindi salvare il file.Per incidere un monolite Aerogel, accendere prima l'incisore laser, il sistema di scarico a vuoto e il computer collegato. Misurare la dimensione della superficie monolitica Aerogel che verrà incisa e aprire il file del pattern di incisione. Impostare la dimensione del documento in modo che corrisponda alla dimensione del monolite Aerogel misurata e aprire il coperchio dell'incisore laser.Usa una mano guantata per posizionare l'Aerogel sulla piattaforma dell'incisore laser e allinea l'Aerogel nell'angolo in alto a sinistra con l'Aerogel che tocca i righelli superiore e sinistro. Capovolgere l'indicatore di messa a fuoco manuale del magnete a forma di V collegato al laser a testa in giù e premere Focus sull'incisore laser. Proteggere il monolite Aerogel con una salvietta detergente monouso e utilizzare la freccia su sul pannello di controllo dell'incisore laser per spostare la piattaforma dell'incisore laser fino a quando la parte inferiore del misuratore di messa a fuoco manuale tocca solo l'Aerogel.Rimuovere la salvietta e riportare l'indicatore nella posizione originale. Chiudere il coperchio dell'incisore laser e fare clic su File e stampa nel programma di disegno. Selezionare l'incisore laser come posizione di stampa e aprire la finestra delle preferenze per impostare le proprietà della stampante.Selezionare la modalità raster all'interno di un DPI di 600, una velocità del 100% e una potenza del 55%Confermare che la dimensione del pezzo corrisponda alla dimensione del monolite Aerogel misurata e fare clic su Applica e stampa. Sul pannello frontale dell'incisore laser, fare clic su Lavoro e selezionare il nome file corrispondente. Fare clic su Vai.Al termine dell'incisore laser, fare clic su Messa a fuoco e utilizzare la freccia in giù sul pannello di controllo frontale dell'incisore laser per abbassare la base.Utilizzare una mano guantata per trasferire delicatamente l'Aerogel dalla piattaforma dell'incisore laser al suo contenitore e fare clic su Cestino per eliminare il lavoro dall'incisore. Per tagliare un monolite Aerogel, accendere l'incisore laser, il sistema di scarico a vuoto e il computer collegato e misurare le dimensioni della superficie del monolite Aerogel da tagliare. Per il taglio generale, aprite un nuovo documento nel programma di disegno e immettete le dimensioni per le dimensioni del documento da correlare alla dimensione del monolite Aerogel misurata.Utilizzate lo strumento di disegno larghezza attaccatura capelli per creare il motivo che verrà tagliato e posizionate il modello in modo che corrisponda alla posizione di taglio desiderata sull'Aerogel. Pulire un foglio di lamina di acciaio inossidabile spesso 0,0127 millimetri abbastanza grande da coprire la base del monolite Aerogel con acetone e posizionare la lamina sulla piattaforma dell'incisore laser. Allineare l'Aerogel e la lamina di acciaio inossidabile nell'angolo in alto a sinistra con l'Aerogel che tocca i righelli superiore e sinistro e regolare la posizione del misuratore come dimostrato.Fare clic su File e stampa nel programma di disegno e selezionare l'incisore laser come posizione di stampa e aprire la finestra delle preferenze per impostare le proprietà della stampante. Selezionare la modalità vettoriale e impostare il DPI su 600, la velocità al 3%, la potenza al 90% e la frequenza di 1.000 Hertz. Verificare che la dimensione del pezzo corrisponda alla dimensione Aerogel misurata.La profondità del taglio varierà con la velocità del laser. Fate clic su Lavoro (Job) e Su vai (Go) per avviare il taglio, come illustrato. Dopo aver raccolto il campione, utilizzare una spazzola di schiuma per rimuovere delicatamente eventuali piccoli pezzi di Aerogel ablato lasciati sulla faccia del monolite che era in contatto con il laser.Per questo approccio a mosaico Aerogel, lo stesso modello è stato tagliato in tre diversi monoliti Aerogel tinti e i pezzi sono stati riassemblati in un motivo a mosaico. È possibile incidere disegni su pezzi monolitici più piccoli come dimostrato per ottenere disposizioni visivamente interessanti in condizioni di luce naturale e ultravioletta anche su pezzi più piccoli. Come illustrato, gli Aerogel nativi possono essere incisi con motivi di varia densità con fotografie stampate sulla superficie anteriore di un Aerogel planare, su una superficie curva e su Aerogel tinti fluorescenti.In questa immagine al microscopio elettronico a scansione di un Aerogel di silice incisa, si può osservare l'interfaccia tra le linee incise e l'Aerogel nanoporoso non inciso quasi liscio. L'incisione provoca l'ablazione e la fusione del materiale superficiale in strutture simili a filamenti come osservato in questa immagine che mostra l'effetto di un singolo impulso laser dell'Aerogel. Un'attenta preparazione, compresa la regolazione del contrasto delle immagini da incidere, è fondamentale per ottenere risultati di alta qualità.Un ulteriore perfezionamento del metodo di incisione laser potrebbe fornire un'alternativa alla micro-lavorazione degli Aerogel di silice. I monoliti estetici Aerogel potrebbero trovare applicazione in un'ampia varietà di settori, tra cui opere d'arte ed edifici sostenibili.

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Si descrivono l'uso di una tecnica di anidride carbonica reflow laser per fabbricare cavità risonanti silice, incluse autoportante microsfere e on-chip microtoroids. Il metodo di reflow rimuove le imperfezioni della superficie, che consente lunghi tempi di vita dei fotoni all'interno di entrambi i dispositivi. I dispositivi ultra risultanti hanno fattori di alta qualità, consentendo applicazioni che vanno dalle telecomunicazioni alla rilevazione di agenti biologici.

Fabbricazione di Microrisonatori silice Ultra High Quality Factor

Questo articolo descrive un metodo di estrazione supercritica rapida per la realizzazione di aerogel di silice. Utilizzando uno stampo confinato e pressa calda idraulica, aerogel monolitici possono essere effettuate in otto ore o meno.

Preparazione Silica Aerogel Monoliti tramite una rapida supercritica metodo di estrazione

Riportiamo un processo di alterazione in situ di HF trattata Si (001) superficie in uno stato idrofilo o idrofobo irradiando campioni in camere microfluidica riempiti con H 2 O 2 / H 2 O soluzione (0,01% -0,5%) o soluzioni di metanolo per mezzo del laser pulsato UV di un parente a bassa fluenza impulso.

Area selettiva Modifica della Silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser UV irradiazione in ambiente liquido

Questa procedura descrive come incapsulare citocromo c (cit. C) in silicio (SiO 2) sol-gel, processo questi gel per formare bioaerogels, e utilizzare questi bioaerogels di riconoscere rapidamente l'ossido nitrico (NO) attraverso una reazione in fase gassosa. Questo tipo di protocollo può essere di aiuto nel futuro sviluppo di biosensori o altri dispositivi bioanalitici.

incapsulante citocromo<em&gt; c</em&gt; In Silica Aerogel nanoarchitetture senza metallo nanoparticelle, pur mantenendo bioattività gas-phase

Qui presentiamo i protocolli per la preparazione e test catalitica aerogels incorporando specie metalliche nelle piattaforme di aerogel di silice e allumina. Metodi per la preparazione di materiali usando sali di rame e rame-contenente nanoparticelle sono presenti. Catalitica dei protocolli dei test dimostrano l'efficacia di questi aerogel per applicazioni di catalisi di tre vie.

Fabbricazione e collaudo di aerogel catalitico preparato tramite rapida estrazione supercritica

Qui, presentiamo un protocollo per sintetizzare materiali bioinalati silice e immobilizzare gli enzimi in esso. Silice sono sintetizzata dalla combinazione di silicato di sodio e un'ammina "additiva", che neutralizzano a velocità controllata. Funzione e proprietà dei materiali possono essere alterate in situ immobilizzazione degli enzimi o post-sintetiche eluizione acida di additivi incapsulati.

Preparazione di silice funzionale utilizzando un metodo bioinalati

Viene presentato un metodo di sintesi di riduzione basato su soluzione rapida, diretta per ottenere gli aerogel Au, Pd e Pt.

Un metodo di sintesi rapida per Au, Pd e Pt Aerogels tramite riduzione diretta basata su soluzione

Questo lavoro presenta protocolli di microfabbricazione per il raggiungimento di cavità e pilastri con profili rientranti e doppiamente rientranti sui wafer SiO2/Si utilizzando la fotolitografia e l'incisione a secco. Le superfici microstrutturate risultanti dimostrano una notevole repellenza liquida, caratterizzata da una robusta intrappolamento dell'aria a lungo termine sotto liquidi umidi, nonostante l'intrinseca bagnabilità della silice.

Rendering di siO2/Si Superfici omnifobiche da intaglio Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant e Doubly Reentrant Cavities or Pillars

Presentato qui è un protocollo graduale per la realizzazione di membrane di intrappolamento del gas (GEM) da Wafer SiO2/Si utilizzando la tecnologia integrata di microfabbricazione a circuito. Quando i GEIici sono immersi nell'acqua, l'intrusione dell'acqua viene prevenuta, nonostante la composizione amaro dall'acqua della silice.

Proof-of-Concept per le membrane che affliggiano il gas Derivate da SiO2/Si/SiO2 Wafers per la desalinizzazione verde

Questo lavoro ha lo scopo di facilitare lo sviluppo di tecniche standardizzate per l'impregnazione o l'innesto di composti aminati su substrati di silice, che sono spesso ampiamente descritte in letteratura. Verranno discusse in dettaglio le quantità specifiche di solvente, substrato, ammine e i valori di altri importanti parametri sperimentali.

Una metodologia sintetica per la preparazione di compositi di silice a base di ammine impregnati e innestati per la cattura del carbonio

Scopri la tecnica di incisione laser su aerogel di silice per applicazioni estetiche e funzionali. Questo metodo semplice consente di personalizzare monoliti di qualsiasi forma, dimensione e colore con precisione.

Aerogel di silice esteticamente migliorato tramite incorporazione di incisioni e coloranti laser

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