Name: Gelijktijdige meerdere oppervlakte Anodizations en trap-achtige omgekeerde vertekeningen detachement van Anodic aluminium stikstofoxiden in zwavelzuur en oxaalzuur elektrolyt (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 27 s
Description: Leer een efficiënte methode voor het fabriceren van anodisch aluminiumoxide (AAO) via gelijktijdige meervlakkige anodisatie en trapsgewijze omgekeerde bias. Dit protocol minimaliseert giftige chemicaliën en herbruikt het aluminiumsubstraat.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs hebben niets te onthullen.

Wees u ervan bewust van alle de verwante materialen veiligheidsinformatiebladen (MSDS) voordat u begint. Ondanks het milieuvriendelijke karakter van dit protocol, worden een paar zuren en oxidatiemiddelen gebruikt in de bijbehorende procedures. Ook gebruik maken van alle de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen (laboratoriumjas, handschoenen, veiligheidsbril, enz.).
 1. bereiding van de oplossing Opmerking: na volledige afdichting oplossing bevattende vessel, krachtige magnetische roeren was toegepast op alle oplossingen bij kamertemperatuur tijdig.
<ol><li>Voorbereiding van perchloorzuuroplossing <ol><li>100 mL perchloorzuuroplossing (HClO 4, 60%) mengen met absolute ethanol (C 2 H 5 OH, 100%) in 1 tot en met 4 volumeverhouding 400 mL.</li>
	</ol></li> <li>Bereiding van chroomzuur oplossing <ol><li>los 9.0 g chroomzuur oxide (CrO 3) en 20,3 mL fosforzuur (H 3 PO 4, 85%) in 479.7 mL gedeïoniseerd (D.I.) water (CrO 3: H 3 PO 4 = 0.18 M:0.56 M).</li>
	</ol></li> <li>Voorbereiding van zwavelzuur elektrolyt <ol><li>Mix 16.2 mL zwavelzuur (H 2 SO 4, 98%) in 983.8 mL D.I. water wat resulteert in Molaire concentratie van 0.3 M.</li>
	</ol></li> <li>Voorbereiding van oxaalzuur elektrolyt <ol><li>los 27.012 g watervrij oxaalzuur (C 2 H 2 O 4) in 1 L D.I. water wat resulteert in Molaire concentratie van 0.3 M.</li>
	</ol></li></ol> 2. Voorbehandelingsplatformen van Al Substrate <ol><li>Al verspanen specimen <ol><li>knippen het gezuiverde Al specimen (&#62; 99,99% zuiver) in een rechthoekig parallellepipedum vorm (breedte x hoogte x dikte = 20,0 x 50.0 x 1.0 mm) met rechte hoeken tussen alle de aangrenzende oppervlakken, die wordt genoemd &#34; substraat &#34; hierna.</li>
		<li>Pools de multi oppervlakken van het substraat van de Al mechanisch met behulp van schuurpapier met goede ISO/FEPA Grit aanwijzing nummer meer dan P1000. 
		Opmerking: Zie de Aanvullendeinformatie voor meer details.</li>
	</ol></li> <li>Gelijktijdige elektrolytisch polijsten op meerdere oppervlakken van het substraat Al <ol><li>Pour geschatte 350 mL perchloorzuuroplossing ethanol in dubbele mantel bekerglas met maximale capaciteit van 600 mL. Vervolgens vier vijfden van het substraat Al onderdompelen in perchloorzuuroplossing.</li>
		<li>Set de temperatuur van perchloorzuuroplossing 7 ±0.1 ° C met behulp van een bad rondpompthemostaat met een dubbele mantel bekerglas verbonden.</li>
		<li>Het substraat Al door met ultrasone trillingen in aceton voor 30-40 min, en spoelen met behulp van aceton en D.I water een paar keer om de organische reststoffen op de oppervlakken van het substraat Al Clean.</li>
		<li>Droog het substraat van de Al met luchtpistool of stikstof (N 2) gas blazen voor het elimineren van residuele oplosmiddelen. 
		Opmerking: Natuurlijk drogen onder atmosferische omgevingen wordt worden afgeraden omdat de solvabele sporen last ondervinden van de gevolgen van het elektrolytisch polijsten.</li>
		<li>Verbinden met de Al substraat werken elektrode (W.E.) de positieve (+)-poort en de platina (Pt) draad teller-elektrode (C.E.) om de negatieve (-) poort van programmeerbare DC power supply, alligator clips gebruiken. De Al substraat en Pt draad moet evenwijdig aan elkaar (Zie de Figuur S2).</li>
		<li>Toepassen toekomen bias van +20.0 V de W.E. Al met betrekking tot Pt C.E. voor 2-4 min gemiddeld. Afhankelijk van het oppervlak, zoals verontreiniging of ruwheid, konden de toepassing tijd worden gehandhaafd tot 5 min. inspecteren alle oppervlakken ondergedompeld in de oplossing om te controleren of de residuen op het oppervlak schil af en schuif naar beneden in de oplossing. Tijdens deze stap, magnetische roeren wordt niet aanbevolen omdat de inspectie is moeilijk onder roeren, en de stroom van de oplossing kan beïnvloeden het elektrolytisch polijsten effect. 
		Opmerking: Geen elektrolytisch polijsten voor meer dan 5 min, die de oppervlakken kan verslechteren. 
		Optie: Opname huidige-tijdweergave (Ik-t) kenmerken gedrag via PC-interface is nuttig voor het toezicht op de procedure van de elektrolytisch polijsten met inbegrip van abnormale punten als ze bestaan.</li>
		<li>Niet meer toepassen van vooringenomenheid en koppel de alligator clips. Halen van de Al substraat en Pt-elektrode zorgvuldig uit het elektrolytisch polijsten-oplossing. Verwijder vervolgens de resterende oplossing op het oppervlak van het substraat van de Al met ethanol (95%) en D.I water een paar keer. Als het elektrolytisch polijsten wordt naar behoren uitgevoerd, spiegel-achtige afgewerkte oppervlakken van het substraat Al kunnen worden geïdentificeerd (Zie de Figuur S1 en Figuur S3).</li>
		<li>Bewaren de oppervlaktegesteldheid Al substraat in ethanol (95%) tot de volgende procedure om te minimaliseren van oppervlakte oxidatie.</li>
	</ol></li></ol> 3. Massale productie van AAOs onder oxaalzuur elektrolyt Opmerking: voor AAOs met een lange-afstands rangschikking van nanopores &#39; periodiciteit, SMSAs-procedure in twee fasen werden gebruikt, in die periodiek getextureerde waren Al meerdere oppervlakken verkrijgen via pre-SMSA, en vervolgens, main-SMSA werd uitgevoerd voor het fabriceren van de hooggekwalificeerde AAOs. Herhaalde toepassing van een sequentie van de eenheid kan houden het produceren van meervoud en bijna identiek AAOs totdat het substraat Al blijft. &#34; n &#34; geeft aantal de toegepaste volgorde.
<ol><li>n th Pre-SMSA <ol><li>Pour benaderen met Molaire concentratie van 0,3 M in een bekerglas van dubbele mantel 650 mL van een waterige oplossing van oxaalzuur met maximale capaciteit van 1,0 L. Dan, ongeveer driekwart van het substraat Al onderdompelen in de oplossing van oxaalzuur.</li>
		<li>Set de temperatuur van oxaalzuur elektrolyt op 15 ±0.1 ° C met behulp van een bad rondpompthemostaat met een dubbele mantel bekerglas verbonden.</li>
		<li>Halen de oppervlaktegesteldheid Al substraat van ethanol, en verwijder het resterende oplosmiddel met een luchtpistool of de N 2 gas blazen.</li>
		<li>Sluit de oppervlaktegesteldheid Al substraat W.E. (+) en Pt draad tot C.E. (-) van programmeerbare DC power supply met behulp van een alligator-clip. De Al substraat en Pt draad moet evenwijdig aan elkaar. Dan, dompel de oppervlaktegesteldheid gedeelte van het substraat Al in oxaalzuur elektrolyt. 
		Opmerking: Zorg ervoor dat er voldoende ruimte (b.v., ongeveer 1 cm) tussen de bovenkant van de zure elektrolyt en de onderkant van de alligator clip aangesloten op het Al substraat, anders ernstige corrosie treedt op bij de alligator clip verbonden positie.</li>
		<li>Toepassen anodic bias van +40.0 V W.E. met betrekking tot C.E. voor meer dan 1-2 h onder gematigde magnetische roeren van 100-150 rpm voor de maximumtemperatuur van de elektrolyt. 
		Opmerking: Als de Pre-SMSA-tijd te kort is, meerdere oppervlakken van het substraat Al zal niet worden getextureerde goed. 
		Optie: Opname ik-t kenmerken gedrag via PC-interface is nuttig voor het begrijpen van de typische gedrag in de SMSA.</li>
		<li>Stop toepassing anodic bias after afwerking van de pre-SMSA, en ontkoppel de alligator clips. Het monster zorgvuldig van zure elektrolyt halen, en spoel de pre-SMSAed Al-substraat met behulp van aceton en D.I water een paar keer.</li>
	</ol></li> <li>n th Pre-AAOs etsen <ol><li>de temperatuur van de waterige oplossing chroomzuur bij 60-65 ° C.</li>
		<li>Immerse de pre-SMSAed Al substraat in chroomzuur oplossing voor 1-2 h te verwijderen van de pre-AAOs op het substraat Al.</li>
		<li>Rinse de pre-AAOs verwijderd Al substraat met aceton en D.I. water een paar keer. Meet de weerstand van de ondergrond van de Al te bevestigen of de pre-AAOs volledig zijn verwijderd op het oppervlak. Zo niet, herhaal de etsen procedure opnieuw (stap 3.2.2).</li>
	</ol></li> <li>n th Main-SMSA <ol><li>opnieuw instellen alle proefomstandigheden en verbindingen als die welke worden gebruikt in stap 3.1. 
		Opmerking: Opgemerkt moet worden dat oxaalzuur elektrolyt kan worden gebruikt in een paar sequenties, en dit heeft geen invloed op de kwaliteiten van de main-AAOs. Voor de kwantitatieve vergelijkingen, het wordt echter aanbevolen dat de elektrolyt is gebruikt in een hele reeks, en vervolgens met een verse uitgewisseld.</li>
		<li>Van toepassingop anodic bias van +40.0 V W.E. met betrekking tot C.E.; toepassing van tijd kan worden gevarieerd afhankelijk van een wenselijk dikte van AAO. AAO groeitempo op jaarbasis werd geraamd op ongeveer 8.0 en 7.5 μm/h op de voorkant en terug oppervlak van het substraat Al bij de elektrolyt temperatuur van 15 ° C, respectievelijk (verwijs om te verwijzen naar 57 voor meer details).</li>
	</ol></li> <li>n th SRBs-detachement <ol><li>stoppen met toepassing van de anodic bias en na het beëindigen van de main-SMSA roeren, en sluit de main-SMSAed Al substraat C.E. (-) en Pt draad tot W.E. (+) voor de programmeerbare DC voeding door over te schakelen van elke alligator clip.</li>
		<li>De SRBs van toepassing, en typische borrelende effecten langs aan de meerdere randen van het substraat van de Al bedekt met main-AAOs inspecteren. Details voor SRBs voorwaarde, zoals de intensiteit van de begin-RB, aantal trappen, en duur in elke trap, zijn nauw gecorreleerd met de dikte van de main-AAOs. Voor main-AAOs dikker dan 60 μm, werd trap in SRBs geregeld van-21 V van-24 V met de toename van -1 V en zonder tijdsinterval tussen aangrenzende trappen. De duur van de-21 V -22 V en -23 V is vastgesteld op 10 min, en de laatste trap van-24 V werd gehandhaafd tot het ontkoppelen procedure voltooid (zie referentie 57 voor meer details inclusief het geval van dunner AAOs). 
		Opmerking: Het wordt sterk aanbevolen voor een beginner te gebruiken PC geïnterfacet controle van SRBs en het opnemen van de ik-t karakteristiek curven tijdens deze procedure.</li>
		<li>Sluit SRBs toe te passen na het beëindigen van het detachement af en koppel de alligator clips. Het monster zorgvuldig van zure elektrolyt halen, en spoel ze zorgvuldig met aceton en D.I water een voldoende aantal malen.</li>
		<li>Scheiden elke AAO van betreffende Al oppervlak volledig. Direct na stap 3.4.3, bovendelen van de vrijstaande AAOs zijn nog steeds aangesloten op het Al substraat, die handmatig gebroken moet.</li>
	</ol></li> <li>n th residuele aluminiumoxide etsen <ol><li>Stel de temperatuur van chroomzuur oplossing bij 60-65 ° C, en dompel het substraat AAOs-vrijstaand Al voor ongeveer 30 minuten om te elimineren residuele aluminiumoxide.</li>
		<li>Pick-up de geëtste Al substraat, en spoelen met aceton en D.I. water een paar keer. Meet de weerstand om volledig verwijderen van resterende aluminiumoxide te bevestigen. Zo niet, herhaal stap 3.5.2.</li>
	</ol></li> <li>n + 1 th reeks <ol><li>Ga naar stap 3.1, en herhaal de hele reeks met behulp van de resterende aluminiumoxide-geëtst Al substraat.</li>
	</ol></li></ol> 4. Massale productie van AAOs onder zwavelzuur elektrolyt Opmerking: In dit gedeelte duidelijk verschillende omstandigheden van die in stap 3 zijn gewezen.
<ol><li>n th Pre-SMSA <ol><li>Pour geschatte 650 mL zwavelzuur waterige oplossing (0,3 M) in een bekerglas van dubbele mantel met maximale capaciteit van 1,0 L. Dan, ongeveer driekwart van het substraat Al is ondergedompeld in de oplossing met zwavelzuur.</li>
		<li>Stel de temperatuur van het elektrolyt bij 0 ±0.1 ° C.</li>
		<li>Verwijder het resterende oplosmiddel op de oppervlaktegesteldheid Al substraat met behulp van een lucht-pistool of N 2 gas blazen, en sluit het substraat Al aan een programmeerbare DC power supply alligator clips (verwijs naar stap 3.1.4) gebruiken</li>
		<li>Toepassen anodic bias van +25.0 V naar W.E. met betrekking tot C.E. voor meer dan 1-2 h onder gematigde magnetische roeren (100-150 rpm).</li>
		<li>Quit toepassen de anodic bias na afwerking van de pre-SMSA, en ontkoppel de alligator clips. Pick-up en spoel de pre-SMSAed Al-substraat met behulp van aceton en D.I water een paar keer. 
		Opmerking: voor n th Pre-AAOs etsen, zie stap 3.2.</li>
	</ol></li> <li>n th Main-SMSA <ol><li>opnieuw instellen alle proefomstandigheden en verbindingen als die welke worden gebruikt in stap 4.1.</li>
		<li>Gelden de zelfde anodic bias. Toepassing van de tijd kan worden gevarieerd afhankelijk van een wenselijk AAO-dikte. AAO groeitempo op jaarbasis werd geraamd op ongeveer 5,3 μm/h (verwijs om te verwijzen naar 56 voor meer details).</li>
	</ol></li> <li>n th SRBs-detachement <ol><li>sluit de toepassing van de anodic bias en roeren na het beëindigen van de main-SMSA af en sluit de main-SMSAed Al substraat C.E. (-) en Pt draad tot W.E. (+) van programmeerbare gelijkstroom leveringen door over te schakelen van elke alligator clip.</li>
		<li>De SRBs van de toepassing, en typische borrelende effecten langs aan de meerdere randen van het monster te inspecteren. Trap in SRBs werd gecontroleerd van -15 V te-17 V met de toename van -1 V en zonder tijdsinterval tussen aangrenzende trappen. De duur van -15 V en -16 V is vastgesteld op 10 min, en laatste trap van-17 V werd gehandhaafd tot het ontkoppelen procedure afgerond. 
		Opmerking: Gebaseerd op de meest kwetsbare aard van AAOs vervaardigd onder zwavelzuur elektrolyt, het huidige niveau werd abrupt verhoogd op het ontkoppelen momenten gepaard met opvallende klikgeluiden.</li>
		<li>Sluit de SRBs toe te passen na het beëindigen van het detachement af en koppel de alligator clips. Het monster zorgvuldig van de zure elektrolyt halen, en een voldoende aantal malen zorgvuldig met aceton en D.I water afspoelen.</li>
		<li>Scheiden elke AAO van het betreffende oppervlak Al mechanisch door het breken van de bovenste delen van als-vrijstaand AAOs. 
		Opmerking: N th residuele aluminiumoxide etsen Zie stap voor 3.5.</li>
	</ol></li> <li>n + 1 th reeks <ol><li>Ga naar stap 4.1, en herhaal de hele reeks met behulp van de resterende aluminiumoxide-geëtst Al substraat.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Dit onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door de National Research Foundation van Korea (NRF) subsidie gefinancierd door de regering van Korea (MSIP) (nr. 2016R1C1B1016344 en 2016R1E1A2915664).

In deze paper, we succesvol gebleken een facile, hoge opbrengst en ecologisch schoon methode te fabriceren nanoporeuze AAOs via SMSA en SRBs-detachement, die kan worden herhaald op de dezelfde Al substraat voor het aanzienlijk verbeteren van mass-producibility als goed als bruikbaarheid van schaarse natuurlijke hulpbron. Zoals aangetoond in het stroomschema van Figuur 1a, is onze AAO vervaardigen strategie gebaseerd op de anodisatie van conventionele in twee stappen, die is bewerkt op meerde...

AAOs die werden gevormd door het anodiseren Al substraat in een zure elektrolyt, hebben grote belangstelling in diverse fundamentele wetenschap en industrie, bijvoorbeeld hard sjablonen voor nanotubes/nanowires1,2,3 , 4 , 5, energie-opslag apparaten6,7,8,9, bio-sensing10,11, filteren van toepassingen12,13 , 14, maskers voor verdamping en/of etsen15,16,17, en capacitieve vochtigheid sensoren18,19,20,21 ,22, als gevolg van hun zelf bestelde honingraatstructuur, hoge hoogte-breedteverhouding van nanopores en superieure mechanische eigenschappen23. Zij moeten voor de toepassing van de nanoporeuze AAOs om deze verschillende toepassingen, vrijstaande vormen met een sterk en lange-afstands geordende matrix van nanopores. In dit verband strategieën voor het verkrijgen van AAOs moeten rekening houden met zowel de vorming (anodiseren) en de scheiding (losmaken) procedures.
In het gezichtspunt van de AAO-formatie was milde anodisatie (hierna genoemd als MA) goed ingeburgerd onder fosforzuur, zwavelzuur en oxaalzuur zure elektrolyten23,24,25,26 ,27. Echter, MA processen tentoongesteld laag-opbrengsten van AAO fabricage vanwege hun trage groei afhankelijk van relatief lage intensiteiten van anodic spanningen, die verder door middel van een proces van twee stappen MA verslechteren zou voor de verbetering van de periodiciteit van de nanopores'28 ,29. Dus werden harde anodisatie (HA) technieken voorgesteld als alternatieven voor MA door toepassen van hogere anodic spanningen (oxaalzuur/zwavelzuur zuur elektrolyt) of het gebruik van meer geconcentreerde elektrolyt (fosforzuur)30,31, 32,33,34,35,,36,,37,38,39,40. HA tonen processen verschillende verbeteringen van groeicijfers, alsmede periodieke regelingen, overwegende dat als gevolg AAOs werd meer kwetsbaar, en de dichtheid van nanopores waren verlaagd30. Bovendien, is een dure koelsysteem vereist voor het absorberen van Joule verwarming veroorzaakt door hoge stroomdichtheid31. Deze resultaten beperken de mogelijke toepasbaarheid van de AAOs via HA processen.
Voor een AAO scheiden van het betreffende oppervlak van de plaat Al, werd selectieve chemische etsen van de resterende Al substraat wijdst gebruikt in zowel de MA en HA processen met behulp van giftige chemische stoffen, zoals koper chloride35,39 ,41,42 of kwik chloride16,17,43,44,45,46, 47 , 48 , 49. echter, deze methode induceert nadelige bijwerkingen, bijvoorbeeld, een langere reactietijd evenredig zijn aan de resterende dikte van het Al, verontreiniging van AAO door zware metaal ionen, schadelijke residuen aan menselijke lichaam/natuurlijke omgevingen , en het inefficiënt gebruik van waardevolle hulpbronnen. Daarom zijn veel pogingen zijn gedaan voor het realiseren van directe detachement van een AAO. Hoewel zowel kathodische spanning delaminatie50,51 en anodic spanning pulse detachement7,41,42,52, 53,54,55 presenteren een verdienste dat de resterende Al substraat kan worden hergebruikt, de voormalige techniek duurt bijna vergelijkbaar met die in chemische etsen methoden50. Ondanks een duidelijke vermindering van de verwerkingstijd, werden schadelijk en zeer reactieve chemicaliën, voor voorbeelden Butaandion en/of perchloorzuur, gebruikt als loskoppelen van elektrolyten in de laatste technieken55, waar een extra reiniging procedure is nodig vanwege de veranderende elektrolyt tussen de procedure anodiseren en ontkoppelen. Vooral beïnvloeden het ontkoppelen gedrag en de kwaliteit van de vrijstaande AAOs ernstig de dikte. In het geval van de AAO met relatief dunner dikte bevatten de vrijstaande één scheuren en/of openingen.
De experimentele benaderingen die hierboven vermeld zijn vereffend met een "single-oppervlakte" van het Al-model, met uitzondering van de oppervlakte bescherming/engineering doeleinden, en deze functie van de conventionele technologieën exposities kritische beperkingen van de AAO fabricage in termen van rendement evenals de processibility, die ook van invloed op de mogelijke toepasbaarheid van de AAOs56,57.
Om te voldoen aan de toenemende eisen op het gebied van AAO-gerelateerde in termen van facile, hoge opbrengst en groene technologische benaderingen, meldden we eerder op SMSA en directe detachement via SRBs onder zwavelzuur56 en oxaalzuur57 zuur elektrolyt, respectievelijk. Het is een bekend feit dat meervoud AAOs op meerdere oppervlakken van het substraat van de Al ondergedompeld in zure elektrolyten kunnen worden gevormd. Echter de SRBs, een belangrijk onderscheid van onze methoden, het losmaken van deze AAOs van de bijbehorende multi oppervlakken van het substraat van de Al in de dezelfde zure elektrolyt gebruikt voor de SMSAs met vermelding van de massaproductie, eenvoud en groen technologische inschakelen kenmerken. Wij willen erop wijzen dat SRBs gebaseerde detachement een optimale strategie voor meervoud AAOs vervaardigd door SMSAs56,57 en zelfs geldig voor relatief dunnere diktes van AAOs57 in vergelijking is met kathodische delaminatie (d.w.z., constante omgekeerde bias) op single-oppervlakf "> 51. Tot slot, een opeenvolging van de eenheid die bestaat uit de SMSAs opeenvolgend gecombineerd met SRBs gebaseerde detachement herhaaldelijk kan worden toegepast op de dezelfde Al substraat, vermijden van ingewikkelde procedures en giftig/reactieve chemicaliën, die versterkt de voordelen van onze strategieën en garandeert ook het efficiënte gebruik van natuurlijke hulpbronnen.

<table><tbody><tr><td>Zwavelzuur >98%</td><td>DUKSAN reagens</td><td>5950</td><td></td></tr><tr><td>Oxalzuur Anhydrous, 99,5-100,2%</td><td>KANTO chemical</td><td>31045-73</td><td></td></tr><tr><td>Fosforzuur, 85%</td><td>SAMCHUN chemical</td><td>P0463</td><td></td></tr><tr><td>Perchloorzuur, 60%</td><td>SAMCHUN chemical</td><td>P0181</td><td>Hoog reactief</td></tr><tr><td>Chroom(VI) Oxide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>232653</td><td>Sterk oxidatiemiddel</td></tr><tr><td>Ethanol, 95%</td><td>SAMCHUN chemical</td><td>E0219</td><td></td></tr><tr><td>Absoluut Ethanol, 99,9%</td><td>SAMCHUN chemical</td><td>E1320</td><td></td></tr><tr><td>Dubbelmantelbeker</td><td>iNexus</td><td>27-00292-05</td><td></td></tr><tr><td>Circulator voor laagtemperatuurbad</td><td>JEIO TECH</td><td>AAH57052K</td><td></td></tr><tr><td>Programmeerbare DC-voeding</td><td>PNCYS</td><td>EDP-3001&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Aluminiumplaat, >99,99%</td><td>Goodfellow</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Platinumcilinder</td><td>Whatman</td><td>444685</td><td></td></tr><tr><td>Puur &amp; Ultra Puur Water Systeem (De-ioniseert Water)</td><td>Human Science</td><td>Pwer II &amp; HIQ II</td><td></td></tr></tbody></table>

gelijktijdige meerdere oppervlakte anodizations en trap-achtige omgekeerde vertekeningen detachement van anodic aluminium stikstofoxiden in zwavelzuur en oxaalzuur elektrolyt

Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte

Na rapportage over de twee stappen anodisatie, nanoporeuze anodic aluminium stikstofoxiden (AAOs) hebben grote schaal gebruikt in het veelzijdige gebied van fundamentele wetenschappen en industriële toepassingen als gevolg van hun periodieke regeling van nanopores met relatief hoge hoogte-breedteverhouding. Echter de technieken tot nu toe gerapporteerd die kon worden alleen geldig voor mono-oppervlak anodisatie, Toon kritische nadelen, dat wil zeggen, tijdrovende evenals ingewikkelde procedures, te verplichten op giftige chemische stoffen, en verspilling van waardevolle natuurlijke hulpbronnen . In deze paper tonen we een facile, efficiënte en milieuvriendelijke schone methode om te fabriceren nanoporeuze AAOs in zwavelzuur en oxaalzuur zure elektrolyten, die kunnen overwinnen van de beperkingen die voortvloeien uit conventionele AAO fabriceren van methoden. Eerste, meervoud AAOs worden geproduceerd op een bepaald moment door gelijktijdige meerdere oppervlakken anodisatie (SMSA), met vermelding van de mass-producibility van de AAOs met vergelijkbare kwaliteiten. Ten tweede, deze AAOs kunnen worden gescheiden van het substraat aluminium (Al) door trap-achtige omgekeerde vooroordelen (SRBs) toe te passen in de dezelfde elektrolyt gebruikt voor de SMSAs, eenvoud en groen technologische kenmerken impliceren. Tot slot kan een reeks van de eenheid die bestaat uit de SMSAs opeenvolgend gecombineerd met SRBs gebaseerde detachement herhaaldelijk worden toegepast op de dezelfde Al substraat, die de voordelen van deze strategie versterkt en ook garandeert het efficiënt gebruik van natuurlijke hulpbronnen.

Stroomdiagram van nth AAO reeks voornamelijk bestaande uit twee stappen SMSAs, SRBs-detachement, fabriceren en verwante chemische etsen werd schematisch voorgesteld in Figuur 1a. Elke inzet een Scannende Elektronen Microscoop (SEM) afbeelding van de overeenkomstige oppervlakte morfologie bij elke afzonderlijke procedure en een foto genomen onmiddellijk na SRBs-detachement weergeven. Een schematische afbeelding nadat de totale 5th</sup...

Een protocol voor het fabriceren van nanoporeuze anodic aluminium stikstofoxiden via gelijktijdig meerdere oppervlakken anodisatie gevolgd door trap-achtige omgekeerde vertekeningen detachementen wordt gepresenteerd. Het kan herhaaldelijk worden toegepast op de dezelfde aluminium substraat, een facile tentoonstellen, hoge opbrengst en ecologisch schoon strategie.

Gelijktijdige meerdere oppervlakte Anodizations en trap-achtige omgekeerde vertekeningen detachement van Anodic aluminium stikstofoxiden in zwavelzuur en oxaalzuur elektrolyt

After reporting on the two-step anodization, nanoporous anodic aluminum oxides (AAOs) have been widely utilized in the versatile fields of fundamental ...

Het algemene doel van deze procedure is om anodische aluminiumoxiden, of AAO's, efficiënt te fabriceren door gelijktijdige multi-oppervlakte anodisatie te combineren met directe AAO-loslating, door het toepassen van trapvormige omgekeerde biases. Deze methode kan helpen bij het oplossen van een belangrijk probleem bij anodisatie en kan bijdragen aan de ontwikkeling van AAO's voor normale technologische toepassingen. De belangrijkste voordelen van deze procedure zijn:het is eenvoudig, het is een efficiënt gebruik van hulpbronnen, en het vermijdt het gebruik van giftige chemicaliën, zoals kwikdichloride.Deze techniek vormt AAO's op alle blootgestelde oppervlakken van een aluminium substraat. Na AAO-loslating kan het resterende aluminium substraat opnieuw worden gebruikt, waardoor er veel AAO's kunnen worden gemaakt van een enkel aluminium specimen. Snijd en polijst eerst een aluminium specimen in een parallellepipedum.Pour 350 milliliter van een vier op één oplossing van absoluut ethanol en 60%perchlorazuur in een dubbelwandige kolf die is aangesloten op een laagtemperatuur badcirculator. Pas, gebaseerd op het aluminium dummy specimen, de oplossingsniveaus aan, zodat 4/5 van het substraat ondergedompeld zal zijn. Stel de badtemperatuur iets onder de zeven graden Celsius en laat het circulerende medium door de buitenste sectie van de kolf stromen, terwijl u roert.Ultrasoneer vervolgens het aluminium specimen in aceton gedurende 30 tot 40 minuten. Spoel het substraat met aceton en gedeïoniseerd water en droog het grondig af onder een stroom lucht of stikstofgas. Klem het droge aluminium substraat en een platinadraad vast aan elektroden doorlaatopeningen die 40 millimeter uit elkaar zijn op een elektrolytische celdeksel.Zorg ervoor dat de platinadraad in lijn staat met de brede kant van het substraat. Zodra de perchlorazuur oplossing is afgekoeld, stop met roeren. Plaats het deksel op de kolf, om het substraat en de platinadraad onder te dompelen.Verbind de aluminium werkelektrode met de positieve aansluiting van een programmeerbare DC-voeding. Verbind de platina tegenelektrode met de negatieve aansluiting. Breng een voorwaartse bias van positieve 20 volt aan op de aluminium werkelektrode ten opzichte van de platina tegenelektrode gedurende twee tot vier minuten, afhankelijk van de staat van het aluminiumoppervlak.Bewaak het substraat op residuen die afpellen en naar beneden glijden in de perchlorazuur oplossing. Wanneer het elektropolijsten voltooid is, stop met het aanbrengen van de voorwaartse bias en ontkoppel de programmeerbare voeding. Verwijder voorzichtig het aluminium substraat en de platinadraad uit de oplossing.Spoel het substraat meerdere keren met 95%ethanol en gedeïoniseerd water om resterend perchlorazuur te verwijderen. Bewaar het elektropolijste substraat in 95%ethanol. Om het AAO-fabricageproces te beginnen:Pour 650 milliliter van een 0.3 molaire waterige oxaalzuuroplossing in een dubbelwandige kolf van één liter die is aangesloten op de laagtemperatuur badcirculator.Pas, gebaseerd op het aluminium dummy specimen, het oplossingsniveau aan, zodat 3/4 van het substraat ondergedompeld zal zijn. Stel de badtemperatuur iets onder de 15 graden Celsius en begin met het roeren van de oplossing. Droog het elektropolijste aluminium substraat grondig af onder een stroom lucht of stikstofgas.Verbind vervolgens het droge substraat en een platinadraad met een elektrolytische celdeksel op 50 millimeter afstand. Plaats het deksel op de kolf en controleer of de platinadraad en 3/4 van het aluminium substraat ondergedompeld zijn in de oxaalzuur elektrolyt. Verbind de positieve aansluiting met de elektropolijste aluminium werkelektrode en de negatieve aansluiting met de platina tegenelektrode.Breng een anodisch bias van positieve 40 volt aan op de werkelektrode ten opzichte van de tegenelektrode gedurende meer dan drie uur terwijl u roert bij 100 tot 150 RPM. Stop vervolgens met het aanbrengen van de bias en ontkoppel de klemmen. Verwijder voorzichtig het substraat uit de oplossing.Spoel het substraat meerdere keren met aceton en gedeïoniseerd water om resterend oxaalzuur te verwijderen. Na pre-SMSA, verwarm een waterige chroomzuuroplossing tot 60 tot 65 graden Celsius op een hotplate. Dompel het substraat één tot twee uur in deze oplossing om pre-AAOs te verwijderen.Spoel het substraat vervolgens meerdere keren met aceton en gedeïoniseerd water. Gebruik een digitale multimeter om de weerstand over het substraat te meten, om de volledige verwijdering van de isolerende pre-AAOs te verifiëren. Installeer vervolgens het substraat en de platinadraad opnieuw op het elektrolytische deksel en dompel ze onder in de eerder gebruikte oxaalzuur elektrolyt.Verbind de elektroden met de programmeerbare DC-voeding in dezelfde configuratie als de pre-SMSA. Terwijl u roert, breng een anodisch bias van positieve 40 volt aan op de aluminium werkelektrode ten opzichte van de platina tegenelektrode. Blijf de anodisch bias toepassen, totdat de AAO-laag de gewenste dikte heeft bereikt.Zodra de belangrijkste SMSA voltooid is, stop met het aanbrengen van de bias en stop met het roeren van de oplossing. Verbind de negatieve aansluiting met de aluminium elektrode en de positieve aansluiting met de platina elektrode. Breng trapvormige omgekeerde biases aan en bewaak de randen en oppervlakken van het aluminium substraat voor bubbelende effecten en loslatingen.Wanneer alle AAO's met succes losgelaten zijn, zoals aangegeven door het feit dat de AAO's alleen nog aan het substraat aan de bovenkant zijn bevestigd, stop met het aanbrengen van de SRB's en ontkoppel de voeding. Verwijder het aluminium substraat uit de elektrolyt en wees voorzichtig om de gedeeltelijk losgelaten AAO's niet te beschadigen. Spoel het substraat en de gedeeltelijk losgelaten AAO's voorzichtig af met aceton en gedeïoniseerd water.Droog het monster voorzichtig onder een stroom lucht of stikstofgas. Gebruik een scheermesje of een stationair sn

simultaneous-multi-surface-anodizations-stair-like-reverse-biases

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We rapporteren een eenvoudige methode voor het vervaardigen van een ultrahoge dichtheid reeks van verticaal besteld klein-moleculaire biologische nanodraden. Deze methode maakt het mogelijk voor de synthese van complexe heterostructured hybride nanodraad geometrieën, die goedkoop kunnen worden gekweekt op willekeurige substraten. Deze structuren hebben potentiële toepassingen in organische elektronica, opto-elektronica, chemische sensing, fotovoltaïsche en spintronica.

Ultrahoge dichtheid Array of verticaal uitgelijnd klein-moleculaire biologische Nanodraden inzake willekeurige Substrates

Het robuuste apparaat ontwerp van fringing-veld elektrostatische MEMS actuatoren resultaten in inherent lage squeeze-film demping omstandigheden en lange afwikkeling keer bij het uitvoeren van schakelingen met behulp van conventionele stap voorspanning. Real-time schakeltijd verbetering met DC-dynamische golfvormen vermindert de afwikkeling van de tijd van fringing-veld MEMS aandrijvingen bij de overgang tussen de up-to-down en down-to-up toestanden.

Real-Time DC-dynamische Biasing Methode voor het omschakelen Tijd Verbetering Ernstig Underdamped Fringing-veld elektrostatische MEMS Aandrijvingen

We presenteren een methode om de interfaciale energie van een vloeibaar metaal in een elektrolyt te beheersen via elektrochemische afzetting (of verwijdering) van een oppervlakteoxidelaag. Deze eenvoudige methode kan het capillaire gedrag van gallium-gebaseerde vloeibare metalen beheersen door de interfaciale energie snel, significant en reversibel af te stemmen met behulp van bescheiden voltages.

Een methode om oppervlaktespanning van een Liquid Metal Manipuleer via oxidatie en reductie

Wij fabriceren metaal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructuren met behulp van een combinatie van gepulste laser afzetting en in situ magnetron sputteren. Door magnetotransport en in situ X-ray photoelectron spectroscopie experimenten onderzoeken we de wisselwerking tussen elektrostatische en chemische fenomenen van het quasi tweedimensionaal electron gas gevormd in dit systeem.

Groei en elektrostatische fysico-chemische eigenschappen van metaal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructuren

Hier presenteren we een protocol voor de fabricage van kleurovergang nanopattern platen via thermische nanoimprinting en de methode van het screenen van reacties van menselijke endotheliale voorlopercellen op de nanostructuren. Met behulp van de beschreven technologie, is het mogelijk om te produceren van een steiger die fysieke stimuli cel gedrag kunt bewerken.

Fabricage van kleurovergang Nanopattern door thermische Nanoimprinting techniek en Screening van de reactie van menselijke Endothelial kolonie-vormende cellen

Gepresenteerd is een eenvoudige methode om het fabriceren van nano-micro multiscale structuren, voor functionele oppervlakken, door samenvoeging van nanofibers die zijn vervaardigd met behulp van een filter anodic aluminium oxide.

Multiscale structuren samengevoegd door ingeprinte Nanofibers voor functionele oppervlakken

Dit werk presenteert microfabricageprotocollen voor het bereiken van holtes en pilaren met reentrant- en dubbelreentrantprofielen op SiO2/Si wafers met behulp van fotolithografie en droge etsen. Resulterende microtextuur oppervlakken tonen opmerkelijke vloeibare pellence, gekenmerkt door robuuste lange termijn beknelling van lucht onder bevochtigende vloeistoffen, ondanks de intrinsieke natheid van silica.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic door Carving Gas-Entrapping Microtextures Bestaande uit Reentrant en Dubbel Reentrant Cavities of Pilaren

Hier gepresenteerd is een stapsgewijs protocol voor het realiseren van gas-entrapping membranen (GEMs) van SiO2/ Si wafers met behulp van geïntegreerde circuit microfabricage technologie. Wanneer silica-GEM's worden ondergedompeld in water, wordt het binnendringen van water voorkomen, ondanks de waterminnende samenstelling van silica.

Proof-of-Concept voor gas-entrapping membranen afgeleid van waterminnende SiO2/Si/SiO2 Wafers voor groene ontzilting

Anodisatie parameters voor de groei van de aluminiumoxide diëlektrische laag van zink-oxide dunne-film transistors (TAT's) zijn gevarieerd om de effecten op de elektrische parameter reacties te bepalen. Analyse van variantie (ANOVA) wordt toegepast op een Plackett-Burman ontwerp van experimenten (DOE) om de productieomstandigheden te bepalen die resulteren in geoptimaliseerde apparaatprestaties.

Het effect van anodisatieparameters op de di-elektrische laag van aluminiumoxide van dunne-filmtransistors

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor het analyseren van nanostructurele veranderingen tijdens in situ biasing met transmissie elektronenmicroscopie (TEM) voor een gestapelde metaal-isolator-metaalstructuur. Het heeft belangrijke toepassingen in resistieve schakelbalken voor de volgende generatie programmeerbare logische circuits en neuromimicking hardware, om hun onderliggende werkingsmechanismen en praktische toepasbaarheid te onthullen.

In Situ Transmission Electron Microscopy met biasing en fabricage van asymmetrische dwarsbalken op basis van gemixte a-VOx

Het huidige protocol beschrijft hulpmiddelen voor het omgaan met siliciumplanaire intracortische micro-elektroden tijdens behandelingen voor oppervlaktemodificatie via gasafzetting en waterige oplossingsreacties. De assemblage van de componenten die worden gebruikt om de apparaten tijdens de procedure te hanteren, wordt in detail uitgelegd.

Hulpmiddelen voor oppervlaktebehandeling van siliciumplanaire intracorticale micro-elektroden

Leer een efficiënte methode voor het fabriceren van anodisch aluminiumoxide (AAO) via gelijktijdige meervlakkige anodisatie en trapsgewijze omgekeerde bias. Dit protocol minimaliseert giftige chemicaliën en herbruikt het aluminiumsubstraat.

Gelijktijdige meerdere oppervlakte Anodizations en trap-achtige omgekeerde vertekeningen detachement van Anodic aluminium stikstofoxiden in zwavelzuur en oxaalzuur elektrolyt (Video) | JoVE Journal

Gelijktijdige meerdere oppervlakte Anodizations en trap-achtige omgekeerde vertekeningen detachement van Anodic aluminium stikstofoxiden in zwavelzuur en oxaalzuur elektrolyt

Meer video's verkennen