Fabricação de Polyhedrons tridimensionais baseados em grafeno através do Origami, como self dobrável

Resumo

Aqui, apresentamos um protocolo para a fabricação de polyhedrons 3D baseados em grafeno através do origami, como self dobrável.

Resumo

A montagem de bidimensional (2D) grafeno em tridimensionais (3D) polyhedral estruturas preservando excelentes propriedades inerentes do grafeno tem sido de grande interesse para o desenvolvimento de aplicativos de dispositivo romance. Aqui, a fabricação de 3D, microescala, oca polyhedrons (cubos), composto por algumas camadas de grafeno 2D ou grafeno óxido folhas através de um processo de auto dobradura origami, como é descrito. Este método envolve o uso de quadros de polímero e dobradiças, camadas de proteção de óxido de alumínio/cromo que reduzem a resistência à tração, espaciais e estresses de tensão superficial sobre as membranas baseadas no grafeno, quando as redes 2D são transformadas em cubos 3D. O processo oferece controle do tamanho e forma das estruturas, bem como produção paralela. Além disso, esta abordagem permite a criação de modificações de superfície de metal padronização em cada rosto dos cubos 3D. Estudos de Espectroscopia Raman mostram que o método permite a preservação das propriedades intrínsecas das membranas baseadas no grafeno, demonstrando a robustez de nosso método.

Introdução

Bidimensional (2D) grafeno folhas possuem propriedades extraordinárias de ópticas, eletrônicas e mecânicas, tornando-os sistemas para a observação de fenômenos quânticos romance para geração eletrônica, opto-electrónico, eletroquímica, do modelo eletromecânica, biomédica e aplicações^1,2,3,4,5,6. Aparte a produzidos como 2D estrutura em camadas de grafeno, recentemente, várias abordagens de modificação foram investigadas para observar as novas funcionalidades do grafeno e p....

Protocolo

Cuidado: Vários dos produtos químicos utilizados nestas sínteses são tóxicos e podem causar irritação e danos nos órgãos grave quando tocado ou inalado. Por favor use equipamento de segurança adequado e equipamentos de proteção individual ao manusear os produtos químicos.

1. preparação de óxido de alumínio e camadas de proteção de cromo em uma camada de cobre Sacrificial

1. Usando um evaporador de feixe de elétrons, deposite 10 nm grosso cromo (Cr) e 300 nm cobre (Cu) camadas espessas (camada sacrificial) sobre o substrato de silício (Si) (Figura 2a).
2. Rotação-casaco um fotorresiste (PR) -1 a 25....

Resultados

Figura 2 exibe imagens ópticas dos processos litográficas do grafeno 2D e estruturas líquidas GO e subsequente processo de dobramento. O processo de auto dobra é monitorado em tempo real através de um microscópio de alta resolução. Ambos os tipos de cubos 3D baseados em grafeno são dobrados a ~ 80 ° C. Figura 3 estabelece sequências de vídeo capturadas mostrando o dobramento self de cubos 3D baseados em grafeno, de forma.......

Discussão

Para os cubos fabricados com CVD grafeno, porque cada face de um cubo dado é projetado com um frame exterior em torno de uma área de² ~ 160 × 160 µm de grafeno autônoma, uma única folha de grafeno monocamada não tem a força necessária para permitir processamento paralelo dos cubos. Por esta razão, membranas de grafeno consiste em três camadas de monocamadas de grafeno CVD folhas são produziram através de três transferências do grafeno separadas usando várias etapas de revestimento/remoção de PMMA. Por.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Acetona	Fisher Chemical	A18P-4	N / A
Óxido de alumínio	Kurt J. Lesker Company	EVMALO-1-2.5	99,99% Puro
APS Cobre Etchant 100	Transene Company, Inc.	Câmera N/A	N/A
(para imagem 3D)	Nikon	D5100	1080p Full HD, Pixels efetivos: 16,2 milhões, Tamanho do sensor: 23,6 mm x 15,6 mm
CE-5 M Máscara de cromo Etchant	Transene Company, Inc.	N / A	N / A
Sistema de crescimento de deposição química (CVD)	Personalizado	N / A	Lindberg / Blue Tube Furnace
Chromium	Kurt J. Lesker Company	EVMCR35J	99,95% de cromo puro
Etchant 473	Transene Company, Inc.	N/A	N/A
Cobre	Kurt J. Lesker Company	EVMCU40QXQJ	99,99% puro
Desenvolvedor-1 (desenvolvedor MF319)	Microposit	10018042	N/A
Desenvolvedor-2 (desenvolvedor AZ)	Merck performance Materials Corp.	1005422496	N/A
Desenvolvedor-3 (Revelador SU-8)	MicroChem	NC9901158	N/A
Placa Quente Digital	Thermo Scientific	HP131725	Super-Nuvoa series, temperatura máxima: 370 ° C
Sistema de evaporador E-Beam	Rocky Mountain Vacuum Tech.	N/A	RME-2000
Óxido de grafeno	Goographene	N/A	Pureza: ~ 99%; Proporção de camada única: ~ 99%;   0,7-1,2 nm de espessura.
Álcool Isopropílico	Fisher Chemical	A416-4	N/A
Máscara Aligner	Midas	MDA-400LJ	N/A
Microscópio	Omax	NJF-120A	N/A
múltiplos polimetilmetacrilato (PMMA)	MicroChem	950 PMMA A9	N/A
Plasma de oxigênio	Technics Inc.	SÉRIE 800	Gravação de íons reativos em microescala (RIE)
Fotorresistente-1 (S1813 Fotorresistente)	Microposit	10018348	N/A
Fotorresistente-2 (SPR220 Fotorresistente)	MicroChem	SPR00220-7G	N/A
Fotorresistente-3 (SU-8 Fotorresistente)	MicroChem	SU-8-2010	N/A
Profilômetro	Tencor Instruments	N/A	Alpha-Step 200
Raman	WITec Instruments Corp.	de silicone confocal do microscópio de Raman	de Alpha300R
	Siltronic AG	N/A	diâmetro 100mm, N-tipo, polonês de um lado, resitivity: 560-840 Ω &touro; cm
Spinner	Melhores Ferramentas	S0114031123	SMART COATER 100
Titânio	Kurt J. Lesker Company	EVMTI45QXQA	99,99% Puro
Limpador Ultrassônico	Crest Ultrasonics	N/A	Powersonic series

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