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方法論記事

レーザーエッチングと染料の組み込みによる美的強化シリカ・アエロゲル

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DOI:

10.3791/61986

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2021年3月12日

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Union College, 2Department of Chemistry, Union College

この記事について

サマリー

このプロトコルは、ネイティブおよび染色された形態でシリカエアロゲルモノリスの表面にテキスト、パターン、画像をエッチングし、エアロゲルをモザイクデザインに組み立てる方法を説明しています。

要約

この原稿には、レーザーエッチング及び染料の組み込みによるシリカエアロゲルモノリスを審美的に増強する手順について説明する。迅速な超臨界抽出法を用いて、大型シリカエアロゲルモノリス(10cm x 11cm x 1.5cm)を約10時間で製造することができる。前駆体混合物に組み込まれた染料は、黄色、ピンク、オレンジ色のエアロゲルになります。テキスト、パターン、画像は、バルク構造を損なうことなく、エアロゲルモノリスの表面(または表面)にエッチングすることができます。レーザー彫刻機は、エアロゲルから形状をカットし、カラフルなモザイクを形成するために使用することができます。

概要

シリカエアロゲルは、ナノ多孔性、高表面積、低熱伝導率を有する音響絶縁材料であり、スペースダストの収集から建築絶縁材1、2までの幅広い用途で使用することができる。モノリシック形式で製造する場合、シリカエアロゲルは半透明であり、高絶縁窓3、4、5を作るために使用することができます。

近年、レーザー彫刻システム6,7を用いて表面にエッチングや切断することで、エアロゲルにバルク構造損傷を与えることなく、シリカエアロゲルの外観を変化させることができることが実証されました。これは、美的な改善、在庫情報の印刷、および加工エアロゲルモノリスをさまざまな形式にするのに役立ちます。フェムト秒レーザーは、エアロゲル8、9、10、11の粗雑な「マイクロ加工」のために働くことを示されている。しかし、現在のプロトコルは、簡単なレーザー彫刻システムでエアロゲルの表面を変更する能力を示しています。その結果、このプロトコルは、芸術および技術コミュニティに広く適用されます。

また、エアロゲル化学前駆体混合物に染料を組み込み、色相の範囲で色素ドープエアロゲルを作ることもできます。この方法は、化学センサ12、13、セレンコフ検出14を増強するために、純粋に審美的な理由のために製造するために使用されてきた。ここでは、審美的に心地よいエアロゲルを準備するための染料とレーザーエッチングの使用を実証します。

以下のセクションでは、大型シリカエアロゲルモノリスを作り、単石製剤を変更して、染料、エッチングテキスト、パターン、画像をエアロゲルモノリスの表面に組み込む手順、およびモザイクに組み立てる大きな染色モノリスから形状を切断する手順について説明します。

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プロトコル

エアロゲル前駆体ソリューションを準備したり、ホットプレスで作業したり、レーザー彫刻システムを使用したりする際には、安全メガネまたはゴーグルを着用する必要があります。ラボの手袋は、金型の洗浄と準備、化学試薬溶液の調製、ホットプレスでの金型への溶液の流れ、エアロゲルの取り扱い時に着用する必要があります。溶剤を含むすべての化学物質の安全データシート(SDS)を読み取り、それらを使用する前に、テトラメチルオルソケイ酸(TMOS)、メタノールおよび濃縮アンモニア、およびこれらの試薬を含む溶液は、ヒュームフード内で取り扱わなければならない。色素は毒性や発がん性があり、適切な個人用保護具を使用することが重要です(SDS参照)。私たちの前のプロトコル15で述べたように、ホットプレスの周りに安全シールドを設置する必要があります。熱い出版物は適切に通気され、点火源は取り外されるべきである。レーザー彫刻機を使用する前に、真空排気システムが動作していることを確認してください。

1. エアロゲルモノリスを入手または製造する

注:迅速な超臨界抽出法(RSCE)15、16、17、18を介して、含有金属鋳型中の10cm x11cmx1.5cmのエアロゲルモノリスを作る方法をここに記載します。このRSCEプロセスは、構造崩壊を引き起こすことなく、シリカマトリックスの細孔から溶媒混合物を除去する。前駆体混合物が金型を充填するので、この方法は、他の高温アルコール超臨界抽出方法よりも有意に小さいアルコール量(この場合、メタノール)の超臨界抽出を伴う。この方法で製造されたエアロゲルは、約0.09g/mLの密度と約500m2/gの表面積を有する。エッチングの場合、モノリスは、エッチングするのに十分な大きさの任意のサイズで、任意の適切な方法(すなわち、CO2超臨界抽出、凍結乾燥、環境乾燥)を介して調製することができる。染色されたエアロゲルの場合、これらの他の方法は、溶媒交換工程中に染料が浸出する可能性があるため、適さない場合があります。別のソースから取得したモノリスを使用する場合は、手順 2 に進みます。

  1. 金型の準備
    注:すべてのソリューションの準備は、手袋と安全ゴーグルを着用してヒュームフードで行う必要があります。
    1. 上部、中央、および底部から成る3部(4140合金)鋼金型を、外側の寸法が15.24cm x 14cm、中央に10cm x 11cmの空洞を取り込みます( 図1参照)。金型の上部には、14個の0.08cmのベントホールがあり、両側に7つがあります。この金型アセンブリは、10 cm x 11 cm x 1.5 cm のエアロゲルを製造します。
      注: 異なるサイズの金型を使用することができます。ただし、ロス、アンダーソン、キャロル20で説明されているように、パラメータを調整する必要があります。
    2. 希釈した石鹸と粗いテクスチャースポンジを使用して、金型の上部、中央部、底部をスクラブして洗浄します。きれいなペーパータオルを使用して、金型のすべての部分を乾燥させます。
    3. 50 mL 以上のビーカーに20 mLのアセトンを注ぎます。使い捨てのクリーニングワイプをアセトンに浸し、各部分の新しいクリーニングワイプを使用して金型を拭きます。拭いた後にクリーニングワイプがきれいに表示されるまで繰り返します。
    4. 金型が触れるまで2,000グリットサンドペーパーですべての表面を軽く砂で砂にし、以前の使用からの残留物を取り除きます。エアロゲルが形成される中間型の内側に特別な注意を払ってください。
    5. 上部金型部品のベント穴を通して圧縮空気を流して、それらをクリアします。
    6. 約2.4mLの高真空グリースを絞り出し、底型の上部接続面全体(26mm)全体に厚くて1〜2mmのグリースを手動で塗布します( 図1参照)。
    7. 約1.0mLの高真空グリースを絞り出し、上部金型の底部接続面の外側半分(13mm)に厚い1〜2mmのグリースを手動で塗布します( 図1参照)。
    8. 約0.5mLの高真空グリースを絞り出し、薄い(0.5mm未満)、上および底部の金型の内側表面にグリースの層を手動で塗布します(前駆体溶液と得られたエアロゲルに接触する表面は、 図1を参照)。
    9. 表面が滑らかで、グリースからの粘着性が感じなくなるまで、使い捨て洗浄ワイプで余分なグリースを拭き取ります。
    10. 約0.5mLの高真空グリースを絞り出し、真ん中の金型の内側表面に薄い(0.5mm未満)の薄い層を手動で塗布します( 図1参照)。余分なグリースを拭き取らない。
    11. 中央のモールドパーツを下部金型部品の上部に配置します。使い捨てのクリーニングワイプで覆われたゴムハンマー(金型表面を保護するために)を使用し、すべての側面が均等に密封されるまで中央部を底部にそっと打ち込みます。
    12. 2つの0.0005"(0.0127ミリメートル)厚い16 cm x 15 cmのステンレス鋼箔、および0.0625インチ(1.59 mm)厚い16cm x 15 cmの柔軟なグラファイトシートを使用して、ステンレス鋼箔の2つの層の間に挟まれた黒鉛からなる底ガスケットを作ります。金型の上部に同様のガスケットを作ります。
    13. 下部のガスケットを下側のホットプレスプテンに置き、組み立てた中央および底の金型片をガスケットの上に置きます( 図2参照)。金型アセンブリがホットプレスプテンの中央に配置されていることを確認し、ホットプレスを使用して、約5分間、金型に90 kNの力を加えて2つの部分を密封します。
    14. ホットプレスから金型を取り外します。使い捨てクリーニングワイプを使用して、中間部分と底部の間に絞り出した余分なグリースを取り除きます。金型の内側の表面に破片がないことを確認します。
  2. エアロゲル前駆体混合物の準備
    注:このレシピは、セクション1.1で説明した金型で作ることができるTMOSベースのシリカエアロゲルのためのものです。任意の適切なシリカエアロゲルのレシピは、前駆体レシピのゲル化が室温で15分以上かかるが120分未満である限り使用することができます(例えば、Estok et al.19 は適切なテトラエチルオルソケイ酸塩ベースのRSCEレシピを参照)。エアロゲルは、ネイティブ(ステップ1.2.1)または染色形態(ステップ1.2.2)で調製することができる。すべてのソリューションの準備作業は手袋および安全ゴーグルを使用してヒュームフードで行われる。
    1. ネイティブエアロゲル
      1. 以下の試薬を収集する:TMOS、メタノール、脱イオン水、および1.5 Mアンモニア。
      2. 分析バランスを使用して、TMOSの34.28 gをクリーンな250 mLビーカーに測定します。測定したTMOSを清潔な600 mLビーカーに注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。
      3. 分析バランスを使用して、85.76 gのメタノールを別の 250 mL ビーカーに測定します。測定したメタノールをTMOSを含む600 mLビーカーに注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。
      4. 分析バランスを使用して、14.14gの脱イオン水を50 mLビーカーに測定します。マイクロピペットを使用して、ビーカーの水に1.5 Mアンモニアの1.05 mLを加えます。やさしくかき混ぜます。
      5. 残りの試薬で600 mLビーカーに水とアンモニア混合物を注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。ビーカーをソニケーターに入れ、5分間超音波処理します。
    2. 染料ドープエアロゲル
      注:溶剤交換を伴う別の手順を使用する場合、交換中に大量の染料が洗い流されます。結果として得られるエアロゲルの色はここで提示されるものほど鮮やかではありません。
      1. テトラメチルオルソケイ酸(TMOS)、メタノール、脱イオン水、1.5 Mアンモニア、適当な色素の試薬を収集します。
      2. 分析バランスを使用して、TMOSの34.28 gをクリーンな250 mLビーカーに測定します。測定したTMOSを清潔な600 mLビーカーに注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。
      3. 分析バランスを使用して、42.88 gのメタノールを250 mLビーカーに測定します。測定したメタノールをTMOSを含む600 mLビーカーに注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。分析バランスを使用して、250 mLビーカーに別の42.88 gのメタノールを測定します。
      4. 分析バランスを使用して、フルオレセイン(黄色を帯びたエアロゲルを作る場合)またはローダミンBの0.042 g(ピンク色のエアロゲルを作る場合)または0.067 gのローダミン6G(オレンジ色のヒキしたエアロゲルを作る)を10 mLビーカーに測定します。メタノールを含む250 mLビーカーに染料を加え、溶けるまで軽く混ぜます。
        注: これらの手順は、サンプルモザイクデザインで使用されるエアロゲル用です。生成物濃度を変更して、得られたエアロゲルの色深度を変更することができます( 表1を参照)。
      5. TMOSを含む600 mLビーカーに染料溶液を注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。
      6. 分析バランスを使用して、14.14gの脱イオン水を50 mLビーカーに測定します。マイクロピペットを使用して、ビーカーの水に1.5 Mアンモニアの1.05 mLを加えます。
      7. 残りの試薬で600 mLビーカーに水とアンモニア混合物を注ぎ、パラフィンフィルムで覆います。ビーカーをソニケーターに入れ、5分間超音波処理します。
  3. 迅速な超臨界抽出を実行する
    注:この手順では、安全シールドを装備した30トンのプログラマブルホットプレスを使用します。手袋と安全ゴーグルは着用する必要があります。
    1. ホットプレス抽出プログラムを 、表2に示すパラメータでプログラムします。パラメータは、ステップ1.1.1で説明した金型に10 cm x 11 cm x 1.5 cmのエアロゲルを調製するように設定されています。異なるサイズの金型を使用する場合は、ロス、アンダーソン、キャロル20で説明されているように、パラメータを調整する必要があります。
    2. ホットプレスで、中央/下部の金型アセンブリを下部ガスケットの上に戻します。金型がホットプレスプテンの中央に配置されていることを確認します( 図2を参照)。
    3. エアロゲル前駆体溶液(天然または染料含有)を、溶液が上から〜2mmになるまで金型に注ぎます。これにより、金型の上部が追加されたときに、金型が前駆体溶液で完全に充填されます。ビーカーには約10mLの混合物が残り、これを廃棄したり、室温でゲル化させたりすることができます。
    4. 金型の上部を中央/底部の金型アセンブリの位置に慎重に配置します。過剰な溶液は、金型の上部にあるベントホールから、中央の金型に配置される場合があります。使い捨てのクリーニングワイプで溶液を拭き取ります。
    5. 金型表面を保護するために、金型の上に使い捨て洗浄ワイプを置きます。ゴムハンマーを使用して、上部の金型を両面に均等に密閉するまで軽くタップします。
    6. 組み立てられた金型の上に上部のガスケットを置きます。安全シールドを閉じて、ホットプレスプログラムを開始します。前駆体混合物は、システムが加熱するにつれてゲル化する。全体のプロセスは、このサイズのエアロゲルのために完了するために10.25時間かかります。
  4. 金型からエアロゲルモノリスを除去
    注意:手袋は、エアロゲルモノリスを扱うときに着用する必要があります。
    1. 抽出プロセスが完了したら、安全シールドを開き、金型を取り外し、クリーンな作業面に配置します。
    2. 上部と中央の金型の間のキャビティに、フラット ヘッド ドライバを挿入します( 図 1を参照)。手袋をはめた手をモールドの裏側に置き、ドライバーを押し下げて上部と中央の金型部品を分離します。
    3. シールが壊れたら、ステップ1.4.2を繰り返し、ドライバーを押しながら金型の端を回り、上部のモールド部品を解放します。手袋をはめた手は、金型を開きながら、金型を押さえるために必要な場所に置きます。
    4. 上部金型の側面がすべて中央の金型から解放されたら、上部の金型を取り外します。上部のモールドを側面に置きます。
    5. エアロゲルを保持するのに十分な大きさの蓋付き容器を手に入れる。蓋を外し、コンテナと金型キャビティを揃えた中央金型の上にコンテナの底部を逆さまにします。金型を逆さまに反転します。エアロゲルは容器の中にやさしく落とす必要があります。
    6. エアロゲルを保護するために、蓋を容器に戻します。エアロゲルは、エッチングや切断を行う前に無期限に保管することができます。

2. レーザー彫刻の印刷ファイルを準備する

メモ:エアロゲル上でテキスト、パターン、画像を印刷することができます。任意の適切な描画プログラムを使用することができます。画像はグレースケールで解釈されます。レーザー彫刻は、テキストまたはパターンがある場所でエアロゲル表面を破壊し、グレースケール値を達成するためにレーザーパルス密度を変化させます。エッチングは、印刷された画像が白以外の場所で発生します。画像が白いところではエッチングは行われません。テキスト、パターン、またはイメージ ファイルには、別々の指示が含まれています。必要に応じて、3つすべてを1つのファイルに結合することができます。

  1. テキスト ファイル
    1. 図面アプリケーションを開き、新しいドキュメントを起動します。任意のサイズ、線幅、およびスタイルのテキストをドキュメントに直接追加します。
    2. ファイルを保存します。
  2. パターンファイル
    1. 図面アプリケーションを開き、新しいドキュメントを起動します。
    2. 目的の線幅を使用して、線や図形をドキュメントに直接追加します。
    3. エアロゲルモノリスから切り取られるモザイクパターンを設計するには、ツールボックスの形状と線を使用し、すべての線幅をヘアラインに設定します。モザイク パターンの例については、 図 3 を参照してください。
    4. ファイルを保存します。
  3. イメージ ファイル
    1. 画像を選択し、任意の画像処理プログラムを使用して編集します。
    2. イメージ処理ソフトウェアを使用して、印刷されない白以外のセクションをイメージから削除します。この例については 、図 4 を参照してください。
      メモ:エッチングは白以外の場所で発生します。
    3. 画像をグレースケールに変換して、エッチングされた画像の外観を視覚的に示し、目的の特徴を示す十分なコントラストが存在するまで画像の色相のコントラストを調整します( 図 4参照)。
      注: 必要なコントラストのレベルは、ユーザーがエアロゲルにエッチングすることを望む画像の詳細の量に依存します。描画プログラムはガイダンスを提供する必要がありますが、ユーザーは目的の結果を達成するために異なるコントラスト レベルを試す必要があります。
    4. 図面アプリケーションを開き、新しいドキュメントを起動します。画像を描画プログラムにアップロードします。
    5. ファイルを保存します。

3. エッチング手順

注: 以下の手順は、50 WCO2 レーザー彫刻器/カッター用ですが、他のシステムで使用するように変更できます。このシステムは、0%から100%までの割合で速度と電力特性を調整します。関連するレーザー彫刻のプロパティは 、表 3に含まれています。レーザー彫刻機を通用するには、真空排気システムを使用する必要があります。エアロゲルモノリスを取り扱う際は手袋を使用してください。

  1. レーザー彫刻器、真空排気システム、および接続されたコンピュータをオンにします。
  2. エッチングされるエアロゲルモノリス表面のサイズを測定します(上記の例では、サイズは10cm x 11cmです)。
  3. 図面プログラムを起動し、以前に保存したファイルを開きます(手順 2.1、2.2、または 2.3)。測定されたエアロゲルモノリスサイズに対応するように、ドキュメントの寸法/ピースサイズを設定します。
  4. レーザー彫刻の蓋を開けます。手袋をはめた手を使用して、 図 5に示すように、レーザー彫刻機プラットフォームにエアロゲル (ネイティブまたは染色) を配置します。左上隅のエアロゲルを配置して、エアロゲルが上のルーラーと左のルーラーに触れるようにします。
  5. レーザーに取り付けられたV字磁石マニュアルフォーカスゲージを取り、それを逆さまに反転させます。レーザー彫刻機に フォーカス を押します。
    注意:シリカエアロゲルモノリスの透明性のため、エッチング用の焦点パラメータを手動で設定する必要があります。オートフォーカスを使用しないでください。
  6. それを保護するためにエアロゲルモノリスの上に使い捨て洗浄ワイプを置きます。レーザー彫刻ツールコントロールパネルの上矢印を使用して、手動フォーカスゲージの下部がエアロゲルに触れるまでレーザー彫刻機プラットフォームを移動します。
  7. 使い捨て洗浄ワイプを取り外し、ゲージを元の位置に戻します。レーザー彫刻機の蓋を閉じます。
  8. 図面プログラムで、[ ファイル ] をクリックし、[ 印刷] をクリックします。印刷場所として図面プログラムを選択し、[ プロパティ] ウィンドウを開きます。
  9. [ラスター ]モードを選択してプロパティを調整します:DPI 600、速度100%(208 cm/s)、55%(27.5 W)のパワー )。ピースサイズが測定されたエアロゲルモノリスサイズと一致することを確認します。[適用] をクリックし、[印刷]をクリックします。
  10. レーザー彫刻の前面パネルで、[ ジョブ ]をクリックし、対応するファイル名を選択します。[ 移動] をクリックします。
  11. レーザー彫刻が完了したら、[ フォーカス ]をクリックし、レーザーフロントコントロールパネルの下矢印を使用してベースを下げます。手袋をはめた手を使用して、レーザー彫刻機のプラットフォームからエアロゲルをそっと取り出し、容器に戻します。
  12. [ゴミ箱]ボタンをクリックして、レーザー彫刻家からジョブをパージします。レーザー彫刻器と真空をオフにします。

4. 切削加工

  1. レーザー彫刻器、真空排気システム、および接続されたコンピュータをオンにします。
  2. カットされるエアロゲルモノリス表面のサイズを測定します(上記の例では、サイズは10cm x 11cmです)。
  3. 一般的な切削の場合は、図面プログラムを開き、新しいドキュメントを開始します。測定されたエアロゲルモノリスサイズと相関するドキュメント/ピースサイズの寸法を入力します。
  4. 描画プログラムのツールを使用して、"ヘアライン" の線幅を使用して切り取る図形または線を作成します。エアロゲルの目的のカット位置に合わせて、形状/線分を見つけます。
  5. モザイク パターンの場合は、以前に保存したファイルをインポートし(ステップ 2.2 から)、Aerogel モノリスのサイズに合わせてサイズを調整します。
  6. エアロゲルモノリスのベースを覆うのに十分な大きさのステンレス箔の厚い0.0005"(0.0127 mm)のシートを入手してください。クリーニングワイプを使用して、アセトンでステンレス鋼をきれいにします。
  7. レーザー彫刻機の蓋を開け、切断中にプラットフォーム上の残留物がエアロゲルを変色しないようにするために、レーザー彫刻機プラットフォームにステンレス箔を置き、ホイルの上にエアロゲルモノリスを置きます。左上隅にあるエアロゲルとステンレススチール箔を、上部と左の定規に触れるエアロゲルと一緒に位置合わせします。
  8. 上記のエッチング手順の手順3.5~3.8に従ってください。
  9. 印刷プロパティを調整します。ベクトルモード:DPI 600、速度3%(0.27 cm/s)、90%(45 W)、周波数1,000 Hzを選択します。カットの深さはレーザー速度によって異なります。表 4および図 6を参照してください。
  10. エッチング手順のステップ3.10~3.12に従ってください。
  11. 図 7に示すように、アブレートされたエアロゲルの小片は、レーザーと接触していたモノリスの面に残されます。パーティクルを取り除くためには、泡ブラシを使用し、そっとピースを拭き取ります。

5. エアロゲルモザイクの作成

  1. 三色のモザイクを生成するには、同じ厚さの異なる色素を持つ 3 つの異なるモノリスを準備します。(同じ厚さの異なるモノリスを使用して同じ色素の濃度を変えて、3つの異なる色合いのモザイクを生成することも、モザイクパターンで染色されたエアロゲルを持つネイティブエアロゲルを含めることもできます。
  2. セクション 2.2 のモザイク設計でセクション 4 の切断手順を使用して、モザイク パターンを同じ厚さの 3 つの異なる色のエアロゲルにカットします。
  3. カットカラーのエアロゲルを平らで清潔な面に置きます。
  4. 各単色のエアロゲルをそっと分解し、ピンセットまたは鋭利なナイフを使用してカットデザインのコンポーネントを分離して、分離を容易にし、破損を防ぎます。
  5. 各形状の側面を泡ブラシでそっと磨き、レーザー切断手順で残された余分な白い粒子を取り除きます。
  6. 同じ図形を異なる色で交換して、色の異なるモザイクを作成し(図 8)、それらを圧縮して、ガラスフレーム内に配置できる完全なモザイクのようなタイルを形成することによってカット形状を組み立てます。

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結果

このプロトコルは、芸術および持続可能な建築設計を含むが、これらに限定されない用途のための審美的に楽しいエアロゲルモノリスの多種多様を調製するために使用することができる。ここで使用される少量の色素の前駆体混合物に含めることは、得られたエアロゲルモノリスの色に影響を与えるだけ観察される。他の光学的または構造的特性の変化は認められない。

図8は、大型シリカモノリスからエアロゲルモザイクを調製するアプローチを示す。同じパターン(図3に示す)は、3つの異なる染色エアロゲルモノリスに切断される(図8a-c)。エアロゲルピースは、モザイクパターンに再構成されます(図8d-e)。

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ディスカッション

このプロトコルは、レーザーエッチングと染料の含有を採用して、美的に心地よいエアロゲル材料を調製する方法を示しています。

大型(10cm x 11cm x 1.5 cm)のエアロゲルモノリスを作る場合、アエロゲルが金型に付着し、大きな亀裂が形成されるのを防ぐため、サンディング、クリーニング、グリースアプリケーションを通じて適切なモールド調製が必要です。前駆体溶液に直接接触する金型の部品/すぐに形成されるエアロゲルは最も重要である。機械研磨を通じて金型の表面粗さを低減することで、性能が向上します。熱いプレス力が金型に加えられると、金型の空洞にグリースが浸透しないように、金型の上部の外周(13 mm)にのみグリースを塗布することが重要です。グリースが空洞に入ると、エアロゲルに大きな亀裂が生じるでしょう。

レーザー彫刻機を使用する場合、エアロゲルはレーザー彫刻器の左上隅に適切に配置する必要があり、エアロゲルの寸法は、描画プログラム文書のものと対応する必要があります。エッチングされる画像は、白以外の背景を削除し、コントラストを調整して画...

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開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

著者らは、ユニオンカレッジ教員研究基金、学生研究助成プログラム、およびプロジェクトの財政支援のための夏の学部研究プログラムを認めたいと考えています。著者らはまた、3ピース型の設計、SEMイメージングのためのクリス・アヴァネシアン、曲面エアロゲル表面にエッチングするためのロナルド・トッチ、エッチングプロジェクトのインスピレーションと初期の作業、そしてクーロスのイメージと円筒形のエアロゲルを提供するためのイオアニス・ミハルディス博士の設計についてジョアナ・サントスを認めたいと考えています。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
2000グリットサンドペーパーさまざまな
50Wレーザー彫刻機エピローグレーザー任意のレーザーカッターが適しています
アセトンフィッシャーサイエンティフィック www.fishersci.comA18-20認定ACS試薬グレード 
水酸化アンモニウム(水性アンモニア)フィッシャーサイエンティフィック www.fishersci.comA669S212認定ACSプラス、約14.8N、28.0-20.0 w / w%
ビーカーッシャーサイエンティフィック任意のガラスビーカーが適しています。
脱イオン水オンタップ インハウス
デジタルバランスOHaus Explorer Proどんなデジタルバランスでも適しています。
使い捨てクリーニングワイプフィッシャーサイエンティフィック www.fishersci.com06-666KimWipe
描画ソフトウェアCorelDraw グラフィックス スイートCorelDraw
フレキシブル グラファイト シートフェルプス 工業製品7500.062.31/16" 厚さ
フルオレセインシグマ アルドリッチ www.sigmaaldrich.comF2456染料含有量 ~95%
フォーム ペイント ブラシ 色々 1-2 cmのサイズ
の高真空グリースダウのコーニング
油圧熱い出版物の四面体 www.tetrahedronassociates.comMTP-14温度および力制御が付いているあらゆる熱い出版物は働く。~550 F の最高温度と 24 トンの最大力が必要です。
レーザー彫刻機エピローグ レーザーヘリックス - 2450 W
メタノール (MeOH)フィッシャー サイエンティフィック www.fishersci.comA412-20認定 ACS 試薬グレード、≥99.8%
で製造された金型冷間圧延鋼またはステンレス鋼から製造します。
パラフィンフィルムフィッシャーサイエンティフィック www.fishersci.comS37441パラフィルム M ラボラトリーフィルム
ロダミン-6G
ローダミン-6g
フルオレセインローダミン-6g		シグマ アルドリッチwww.sigmaaldrich.com 20,132-4染料含有量 ~95%
ローダミン-B
ローダミン-6g
フルオレセインローダミン-6g		シグマ アルドリッチ www.sigmaaldrich.comR-953染料含有量 ~80%
型をきれいにする石鹸様々な
ステンレス鋼箔"厚、304ステンレス鋼
テトラメチルオルトシリケート(TMOS)シグマAldrich www.sigmaaldrich.com218472-500G98%純度、CAS 681-84-5
超音波クリーナーFisherScientific FS6153356任意の超音波発生器が適しています。
真空排気システムPurex800iどんな排気システムにも適しています。
可変マイクロピペッター、100-1000 µLエッペンドルフ製で、フィッシャーサイエンティフィック www.fishersci.com から購入S304665Any 100-1000 & micro;Lピペッターが適しています。
フィから購入 の社内Various.0005

参考文献

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