Name: 레이저 에칭과 염료의 통합을 통해 미학적으로 향상된 실리카 에어로겔 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: 학습하세요 레이저 에칭 기법을 사용하여 실리카 에어로겔에 텍스트와 패턴을 새기는 방법을. 다양한 형태와 색상의 에어로겔을 미학적으로 커스터마이징할 수 있는 이 간단한 기술은 재료 과학 연구에 활용됩니다.

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저자는 유니온 대학 교수 연구 기금, 학생 연구 보조금 프로그램 및 프로젝트의 재정 지원을위한 여름 학부 연구 프로그램을 인정하고 싶습니다. 저자는 또한 3 피스 금형의 디자인에 대한 조아나 산토스를 인정하고 싶습니다, SEM 이미징크리스 Avanessian, 곡선 에어로겔 표면에 에칭로널드 토치, 박사 요안니스 미카라우디스는 영감과 에칭 프로젝트에 대한 초기 작업뿐만 아니라 쿠로스 이미지와 원통형 에어로겔을 제공하기위한.

<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>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

이 프로토콜은 레이저 에칭과 염료의 포함이 심미적으로 만족스러운 에어로겔 재료를 준비하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지 보여줍니다.
에어로겔 모놀리스(10cm x 11cm x 1.5cm)의 에어로겔 모놀리스를 제작하려면 에어로겔이 곰팡이에 달라붙지 않도록 샌드링, 클리닝 및 그리스 어플리케이션을 통해 적절한 금형 준비가 필요합니다. 전구체 용액과 직접 접촉하는 금형의 부품이 /곧 형성될 에어로겔이 가장 중요합니다. 기계 연마를 통해 금형의 표면 거칠기를 줄이면 성능이 향상됩니다. 금형 의 상단 부분의 외부 둘레 (13mm)에만 그리스를 적용하여 뜨거운 프레스 힘이 금형에 적용 될 때, 그리스가 금형의 캐비티에 스며들지 않도록하는 것이 중요합니다. 그리스가 캐비티에 들어가면 에어로겔에 큰 균열이 형성됩니다.
레이저 조각기를 사용하는 경우 에어로겔은 레이저 조각기의 왼쪽 위 모서리에 적절하게 배치되어야 하며 에어로겔의 치수는 드로잉 ...

실리카 에어로겔은 나노다공성, 높은 표면적, 음향적으로 절연 재료로 공간 먼지 를 모으는 것에서 건물 절연 재료1,2에이르기까지 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 모놀리식 형태로 제조될 때 실리카 에어로겔은 반투명하며 고절연 윈도우3,4,5를만드는 데 사용할 수 있습니다.
최근에는 레이저 인그레이빙 시스템6,7을 사용하여 표면에 에칭하거나 절단하여 실리카 에어로겔의 외관을 변경할 수 있음을 입증하여 에어로겔에 대량 구조적 손상을 일으키지 않고 있다. 이는 미적 향상, 재고 정보 인쇄 및 다양한 형태로 에어로겔 모놀리스를 가공하는 데 유용할 수 있습니다. 펨토초 레이저는 에어로겔8,9,10,11의조잡한 "마이크로 가공"을 위해 작동하는 것으로 나타났습니다. 그러나, 현재 프로토콜은 간단한 레이저 인그레이빙 시스템으로 에어로겔의 표면을 변경할 수 있는 능력을 보여줍니다. 따라서 이 프로토콜은 예술 및 기술 커뮤니티에 광범위하게 적용됩니다.
또한 에어로겔 화학 전구체 혼합물에 염료를 통합하여 다양한 색조로 염료 도핑 에어로겔을 만들 수 있습니다. 이 방법은 화학 센서 를 제조하는 데 사용되었습니다12,13,Cerenkov 검출을 향상시키기 위해14,순전히 미적 이유. 여기서는 염료와 레이저 에칭을 사용하여 심미적으로 만족스러운 에어로겔을 준비합니다.
다음 섹션에서는 대형 실리카 에어로겔 모놀리스를 만들고, 염료를 통합하기 위한 모놀리스 준비 절차를 변경하고, 텍스트를 에칭하고, 패턴과 이미지를 에어로겔 모놀리스 표면에 삽입하고, 큰 염색된 모놀리스에서 모양을 절단하여 모자이크로 조립하는 절차를 설명합니다.

<table><tbody><tr><td>2000 그릿 샌드페이퍼</td><td>다양한</td><td></td><td></td></tr><tr><td>50W 레이저 조각사</td><td>에필로그 레이저</td><td></td><td>어떤 레이저 커터도 적합합니다</td></tr>. <tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A18-20</td><td>인증 ACS 시약 등급&nbsp;</td></tr><tr><td>수산화암모늄(수성 암모니아)</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A669S212</td><td>인증 ACS Plus, 약 14.8N, 28.0-20.0 w/w%</td></tr><tr><td>비커</td><td>Fisher Scientific</td><td></td>에서 구입 <td>모든 유리 비커가 적합합니다.</td></tr><tr><td>탈이온수</td><td>사내</td><td></td><td></td>수돗물</tr><tr><td>디지털 저울</td><td>OHaus Explorer Pro</td><td></td><td>모든 디지털 저울이 적합합니다.</td></tr><tr><td>일회용 청소용 물티슈</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>06-666</td><td>KimWipe</td></tr><tr><td>드로잉 소프트웨어</td><td>CorelDraw 그래픽 제품군</td><td></td><td>CorelDraw</td></tr><tr><td>유연한 흑연 시트</td><td>Phelps Industrial Products</td><td>7500.062.3</td><td>1/16" 두께</td></tr><tr><td>Fluorescein</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>F2456</td><td>염료 함량 ~95%</td></tr><tr><td>Foam 페인트 브러시&nbsp;</td><td>여러&nbsp;</td><td></td><td>1-2cm 크기</td></tr><tr><td>고진공 그리스</td><td>다우 코닝</td><td></td><td></td></tr><tr><td>유압 핫 프레스</td><td>테트라에드론 www.tetrahedronassociates.com</td><td>MTP-14</td><td>온도 및 힘 제어 기능이 있는 모든 핫 프레스가 작동합니다. ~550F의 최대 온도와 24톤의 최대 힘이 필요합니다.</td></tr><tr><td>레이저 조각사</td><td>에필로그 레이저</td><td>헬릭스 - 24</td><td>50 W</td></tr><tr><td>메탄올 (MeOH)</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A412-20</td><td>인증 ACS 시약 등급, &ge; 99.8%</td></tr> <tr><td>집에서</td><td></td> 제작된 <td>금형</td>은 <td>냉간 압연 강판 또는 스테인리스강으로 제작합니다.</td></tr><tr><td>파라핀 필름</td><td>피셔 사이언티픽 www.fishersci.com</td><td>S37441</td><td>파라필름 M 실험실 필름</td></tr><tr><td>로다민-6G 로다민-6g Flourescein로다민-6g</td><td>시그마 알드리치 www.sigmaaldrich.com</td><td>20,132-4</td><td>염료 함량 ~95%</td></tr><tr><td>로다민-B 로다민-6g Flourescein로다민-6g</td><td>시그마 알드리치 www.sigmaaldrich.com</td><td>R-953</td><td>염료 함량 ~80%</td></tr><tr><td>금형을 청소하는 비누</td><td>다양한</td><td></td><td></td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 호일</td><td></td> Various.0005 <td></td><td>"두께, 304 스테인레스 스틸</td></tr><tr><td>테트라 메틸 오르토 실리케이트 (TMOS)</td> <td>시그마 알드리치 www.sigmaaldrich.com</td><td>218472-500G</td><td>98 % 순도, CAS 681-84-5</td></tr><tr><td>초음파 세척기</td><td>FisherScientific FS6</td><td>153356</td><td>모든 초음파 발생기가 적합합니다.</td></tr><tr><td>진공 배기 시스템</td><td>Purex</td><td>800i</td><td>모든 배기 시스템이 적합합니다.</td></tr><tr><td>가변 마이크로피펫터, 100-1000 &마이크로; L</td><td>Eppendorf에서 제조, Fisher Scientific www.fishersci.com 에서 구매 S304665</td><td></td><td>Any 100-1000 &micro; L 피펫터가 적합합니다.</td></tr></tbody></table>

레이저 에칭과 염료의 통합을 통해 미학적으로 향상된 실리카 에어로겔

Aesthetically Enhanced Silica Aerogel Via Incorporation of Laser Etching and Dyes

레이저 에칭 및 염료의 통합에 의해 실리카 에어로겔 모놀리스를 심미적으로 향상시키는 절차는이 원고에 설명되어 있습니다. 빠른 초임계 추출 방법을 사용하여 대형 실리카 에어로겔 모놀리스(10cm x 11cm x 1.5cm)를 약 10시간으로 제작할 수 있습니다. 전구체 혼합물에 통합된 염료는 노란색, 분홍색 및 주황색 으로 된 에어로겔을 생성합니다. 텍스트, 패턴 및 이미지는 벌크 구조를 손상시키지 않고 에어로겔 모놀리스의 표면(또는 표면)에 새겨질 수 있습니다. 레이저 조각기는 에어로겔에서 모양을 잘라 다채로운 모자이크를 형성하는 데 사용할 수 있습니다.

이 프로토콜은 예술 및 지속 가능한 건축 설계를 포함하되 이에 국한되지 않는 애플리케이션을 위해 다양한 심미적으로 만족스러운 에어로겔 모놀리스를 준비하는 데 사용할 수 있습니다. 여기에 사용되는 소량의 염료의 전구체 혼합물에 포함되는 것은 생성된 에어로겔 모놀리스의 색에 영향을 미치는 것으로만 관찰된다; 다른 광학 적 또는 구조 적 특성의 변화는 관찰되지 않습니다.
도 8은 큰 실리카 모놀리스에서 에어로겔 모자이크를 준비하는 방법을 나타낸다. 동일한 패턴(도 3에도시됨)은 세 가지 염색 에어로겔 모놀리스(도8a-c)로절단된다. 에어로겔 조각은 모자이크<strong class=...

이 프로토콜은 텍스트, 패턴 및 이미지를 네이티브 및 염색 된 형태로 실리카 에어로겔 모놀리스표면에 에칭하고 에어로겔을 모자이크 디자인으로 조립하는 방법을 설명합니다.

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

이 프로토콜은 레이저 인그레이빙 시스템을 사용하여 일반 및 염색 에어로겔을 에칭하고 절단하기위한 최초의 시각적 방법론을 제공합니다. 이 기술의 주요 장점은 모든 모양, 크기 또는 색상의 Aerogel 모놀리스를 에칭 할 수 있기 때문에 단순함입니다. 비디오 프레젠테이션을 통해 Aerogel 배치 및 레이저 커터 정렬을 포함하여 프로토콜의 실질적인 고려 사항을 시연할 수 있습니다.Aerogel 모놀리스 제작을 위한 금형을 준비하려면 상단, 중간 및 하단 부분으로 구성된 3부 강철 금형을 선택하여 15.24 x 14cm의 바깥쪽 치수로 중앙의 10x 11cm 캐비티에서 선택합니다. 금형의 상단 부분에는 양쪽에 7 개의 0.08 센티미터 벤트 구멍이 있어야합니다. 희석 된 비누와 거친 질감의 스폰지를 사용하여 금형의 상단, 중간 및 하단 부분을 스크럽하고 종이 타월로 금형의 깨끗한 부분을 모두 건조시하십시오.건조 후, 청소 닦아 깨끗한 남아있을 때까지 금형을 닦아 개별 일회용 아세톤 담근 청소 물티슈를 사용합니다. 다음으로, 2, 000 모래 사포를 사용하여 금형이 터치에 부드러워질 때까지 모든 표면을 가볍게 모래로 모래로 만들고 이전 사용의 잔류물이 제거되어 에어로겔이 형성되는 중간 금형의 내부에 각별한 주의를 기울입니다. 상단 금형 부품의 통풍구를 압축 공기로 지우고 고진공 그리스약 2.4밀리리터를 두꺼운 두께로 수동으로 적용하고, 바닥 금형의 전체 연결 표면에 1~2밀리리터층, 심지어 상단 몰드의 바깥쪽 절반까지 1~2밀리리터의 그리스를 두께로 균일하게 발라주세요.상부 및 하단 금형의 내부 표면에 0.5 밀리미터 미만의 고진공 그리스약 0.5 밀리리터를 바르고 일회용 클리닝 와이프를 사용하여 표면이 매끄럽고 기름에서 끈적거림이 남아 있지 않습니다. 중간 금형의 내부 표면에 0.5 밀리미터 미만의 그리스 층으로 0.5 밀리리터의 고진공 그리스를 수동으로 적용하십시오. 에칭 패턴 파일을 준비하려면 적절한 드로잉 응용 프로그램에서 새 문서를 열고 모든 크기와 줄 너비의 원하는 텍스트 또는 이미지를 문서에 직접 추가한 다음 파일을 저장합니다.Aerogel 모놀리스를 병에 새기려면 먼저 레이저 조각기, 진공 배기 시스템 및 연결된 컴퓨터를 켭니다. 에칭 패턴 파일을 에칭하고 열 에어로겔 모놀리스 표면의 크기를 측정합니다. 측정된 Aerogel 모놀리스 크기에 해당하는 문서의 치수 크기를 설정하고 레이저 조각기의 뚜껑을

aesthetically-enhanced-silica-aerogel-via-incorporation-laser-etching

Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

Biosensors은 복잡한 생물 학적 환경과 인터페이스 및 표면 변형을 통해 센서에 부착된 매우 구체적인 프로브와 고감도 센서를 결합하여 타겟 검색을 수행합니다. 여기서는 센서 및 생물 학적 환경을 해소하기 위해 실란 커플링 에이전트를 이용하여 비오틴과 실리카 광 센서의 표면 작용화를 보여줍니다.

실란 커플링 에이전트를 사용하여 실리카 광 Biosensors에 생물 학적 프로브를 부착

우리는 자유 서 microspheres 및 온칩 microtoroids 포함한 실리카 공진 충치를 조작하는 이산화탄소 레이저 reflow 기법의 사용을 설명합니다. reflow 메서드는 두 장치 사이 긴 광자 수명 있도록, 표면 결함을 제거합니다. 그 결과 디바이스는 통신에서 biodetection에 이르기까지 애플 리케이션을 가능하게, 초고 품질 요인이 있습니다.

실리카 초고 품질 팩터 Microresonators의 제작

이 문서에서는 실리카 에어로겔을 제조하기위한 빠른 초 임계 추출 방법에 대해 설명합니다. 밀폐 된 금형 및 유압 핫 프레스를 이용하여, 모 놀리 식 에어로겔 8 시간 이하로 할 수있다.

빠른 초 임계 추출 방법을 통해 실리카 에어로젤, 모노 리드 (monolith)를 준비

우리는 HF의 시츄 변경이 2 O 2 / H 2 O 용액 (0.01 % -0.5 %) 또는 메탄올 용액 H로 채워진 미세 유체 챔버에서 샘플을 조사함으로써 친수성 또는 소수성 상태의 Si (001) 표면 처리에서의 공정보고 상대적으로 낮은 펄스 UV 플루 언스의 레이저 펄스를 사용.

액체 환경에서의 펄스 자외선 레이저 조사에 의한 실리콘 표면의 젖음성의 선택 영역 수정

이 절차 bioaerogels을 형성하는 (SiO2를) 졸 - 겔 공정이 겔 실리카 시토크롬 C (CYT. C)를 캡슐화하고 신속 가스상 반응을 통해 산화 질소 (NO) 인식이 bioaerogels를 사용하는 방법을 설명한다. 프로토콜이 종류의 생체 시료의 바이오 센서 또는 다른 장치의 향후 개발에 도움이된다.

시토크롬을 캡슐화<em&gt; C</em&gt; 금속 나노 입자없이 실리카 에어로젤 Nanoarchitectures에 가스 상 생체 활성을 유지하면서

여기 선물이 준비 하 고 금속 종 알 루미나와 실리 카 aerogel 플랫폼으로 통합 하 여 촉매 aerogels를 테스트 하기 위한 프로토콜. 사용 하 여 재료를 준비 하기 위한 방법 구리 소금 그리고 포함 하는 구리 나노 입자. 촉매 테스트 프로토콜 3 방향 촉매 응용 프로그램에 대 한 이러한 aerogels의 효과 보여 줍니다.

제조 및 급속 한 초 임계 추출 통해 준비 촉매 Aerogels의 테스트

여기, 우리는 bioinspired 실리 카 재료를 합성 하 고 거기에 효소를 무력화 하는 프로토콜을 제시. 실리 카는 규 산 나트륨 및 '첨가제'는 아민 제어 속도로 중화 결합 하 여 합성 됩니다. 제자리에서 효소 동원 정지 또는 캡슐화 된 첨가제의 합성 후 산 차입 하 여 물성 및 기능을 변경할 수 있습니다.

Bioinspired 메서드를 사용 하 여 기능성 실리 카의 준비

Au, Pd, Pt aerogels를 신속 하 고 직접적인 솔루션 기반 감소 합성 방법은 제공 됩니다.

Au, Pd, Pt Aerogels 직접 솔루션 기반 감소를 통해 빠른 합성 방법

이 작품은 포토리소그래피와 건식 에칭을 사용하여 SiO2/Si웨이퍼에서 재진입 및 이중 재진입 프로파일로 충치 및 기둥을 달성하기 위한 미세 가공 프로토콜을 제공합니다. 그 결과 미세 질감 표면은 실리카의 본질적인 습윤성에도 불구하고 습윤 액체 하에서 공기의 견고한 장기 트랩을 특징으로하는 놀라운 액체 발압을 보여줍니다.

렌더링 SiO2/Si 표면 재진입 및 이중 재진입 구멍 또는 기둥을 포함하는 가스 를 포함하는 미세 질감을 조각하여 전지성

여기에 제시된 단계별 프로토콜은 집적 회로 미세 제조 기술을 사용하여SiO 2/Si 웨이퍼의 가스-포획 멤브레인 멤브레인(GEM)을 실현하기 위한 단계별 프로토콜입니다. 실리카-GEM이 물에 잠기면 물을 사랑하는 실리카의 조성에도 불구하고 물의 침입을 방지합니다.

녹색 담수화용 수중 SiO 2/Si/SiO2 웨이퍼에서 파생된 가스 포획 멤브레인에 대한 개념 증명

이 작업은 아미네이트 화합물을 실리카 기판에 함침 또는 접목하기 위한 표준화된 기술의 개발을 촉진하는 것을 목표로 하며, 이는 종종 문헌에 광범위하게 설명되어 있습니다. 용매, 기질, 아민의 특정 양 및 기타 중요한 실험 매개변수의 값이 자세히 논의될 것입니다.

탄소 포집을 위한 함침 및 접목된 아민 기반 실리카 복합재를 제조하기 위한 합성 방법론

학습하세요 레이저 에칭 기법을 사용하여 실리카 에어로겔에 텍스트와 패턴을 새기는 방법을. 다양한 형태와 색상의 에어로겔을 미학적으로 커스터마이징할 수 있는 이 간단한 기술은 재료 과학 연구에 활용됩니다.

레이저 에칭과 염료의 통합을 통해 미학적으로 향상된 실리카 에어로겔

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