Name: Fabricação de nanowire do ferro pelo alumínio anodizado nano-poroso e por sua caracterização (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Aprenda a fabricar nanofios de ferro usando membranas de alumina nano-porosa por eletrodeposição. Este protocolo detalhado garante resultados reprodutíveis para aplicações em nanotecnologia e ciência dos materiais.

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A pesquisa relatada nesta publicação foi apoiada pela Universidade de ciência e tecnologia do Rei Abdullah (KAUST).

Atenção: por favor, consulte todas as fichas de dados de segurança (MSDS) relevantes antes de usar. Vários dos produtos químicos utilizados nestas fabricações são agudamente tóxico e carcinogénico. Os nanomateriais podem representar perigos adicionais em comparação com as suas contrapartes a granel. Por favor, use todas as práticas de segurança apropriadas ao realizar uma reação de nanocristais, incluindo o uso de controles de engenharia (exaustor) e equipamentos de proteção individual (óculos de segurança, luvas, jaleco, calça de corpo inteiro, sapatos de dedo fechado).
1. preparações de moldes de alumínio
<ol><li>
Limpando os discos de alumínio
	<ol>
<li>Lave os discos Al em um copo com água deionizada (DI). Repita 3 vezes.</li>
		<li>Segure o disco Al com pinças e lave com acetona seguido de álcool isopropílico (IPA) e água DI.</li>
		<li>Coloque os discos Al em um copo com acetona e proceda por 10 min.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Electropolimento de discos de alumínio
	<ol>
<li>Prepare a solução de electropolimento, ácido perclórico de 3 M em etanol. Fixe a solução electropolimento num frigorífico a 4 ° c antes de utilizar.</li>
		<li>Lave os discos Al em um copo com água DI. Repita 3 vezes.</li>
		<li>Segure o modelo de Al limpo com o fórceps de vestir e mergulhe-o dentro do copo enchido com a solução de electropolimento junto com o elétrodo da malha da platina (pinta). Mantenha o fórceps fora da solução tanto quanto possível.</li>
		<li>Mexa a solução em 400 rpm.</li>
		<li>Ligue o disco Al ao terminal positivo e pt ao terminal negativo da fonte de alimentação. Aplique uma tensão de 20 V enquanto a corrente está limitada a 2 a.</li>
		<li>Polonês os discos para 3 min e lave os discos com água DI.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. anodização dura
<ol><li>
Preparando as células
	<ol>
<li>Lave as partes da pilha (placa de cobre, PDMS/anéis de borracha O, pilha, tampão do engranzamento do pinta) com água de DI.</li>
		<li>Tome os discos eletropolido do Al fora da água do di e coloc o nos furos da pilha com o-Rings. Verifique cuidadosamente que não há vazamentos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Anodização
	<ol>
<li>Encha a pilha montada com ácido oxálico de 0,3 M e coloc a na placa fria em 4 ° c.</li>
		<li>Uma vez que o ácido oxálico está entre 2-5 ° c, aplique 40 V por 20 min (anodização leve). Em seguida, aumente a tensão em passos de 0,1 V/s até 140 V.</li>
		<li>Mantenha esta tensão constante por 45 min. O modelo anodizado será uma cor dourada brilhante.</li>
		<li>Abra a célula e lave o disco Al com água DI e seque com nitrogênio (N2).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. preparação para deposição
<ol><li>
Remoção de Al back
	<ol>
<li>Prepare uma solução de cobre com 0,1 M de Cutcl2· 2h2O e 6 m de HCL.</li>
		<li>Coloque o modelo anodizado em uma célula (com um diâmetro de furo de 10 mm) com o verso voltado para cima.</li>
		<li>Despeje a solução de cobre e um agitador magnético na célula e agitar a 300 rpm.</li>
		<li>Após cerca de 15 min, a solução torna-se transparente. Substituí-lo com uma solução fresca e agitar por mais 5 min.</li>
		<li>Lave os discos com água DI e seque com N2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Abrindo os poros
	<ol>
<li>Coloque a amostra (verso voltada para cima) em uma placa de Petri em uma tira de pH.</li>
		<li>Deposite 10 WT% de ácido fosfórico para cobrir completamente a membrana. Adicione mais ácido fosfórico a cada hora para evitar a secura.</li>
		<li>Após 6,5 h, lave com água DI, e seque com N2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sputtering do ouro
	<ol>
<li>Prepare a máquina de sputtering. Abra a válvula de gás inerte e exalte a câmara.</li>
		<li>Tape o disco Al no palco de Sputter com o verso virado para cima.</li>
		<li>Ajuste os parâmetros para depositar 200 nm e execute o perfil.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. deposição de nanofios
<ol><li>Prepare uma solução de 0,2 M de sulfato de ferro (II), 0,16 M de ácido bórico e 0, 5 M de ácido L-ascórbico.</li>
	<li>Monte a membrana do Al na pilha (furo do diâmetro de 15 milímetros)</li>
	<li>Despeje a solução na célula e conecte o medidor de origem com o contato negativo anexado à placa de cobre e o contato positivo para a malha de platina.</li>
	<li>Aplique uma corrente constante de 2,5 mA para iniciar a electrodeposição. O comprimento do nanofio é diretamente proporcional ao tempo do electrodeposição.</li>
</ol>5. remoção e lavagem da membrana dos nanofios
<ol><li>
Gravura do ouro
	<ol>
<li>Quebre a membrana usando um tweezer. Selecione pequenas peças (cerca de 1 ou 2 mm2).</li>
		<li>Prepare uma ou mais peças pequenas para a gravura seca usando o equipamento de íon reativo (RIE). Cole as peças em uma bolacha fictícia usando lubrificante, mantendo o ouro virado para cima.</li>
		<li>Gravar o ouro no equipamento rie durante 2 min utilizando os seguintes parâmetros: T = 25 ° c, P = 150 W e caudal de argônio = 25 cm3/min. Repita em ciclos mais curtos se algum ouro ainda estiver presente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Liberação de nanowire
	<ol>
<li>Prepare a solução de cromo usando 0,2 M de CrO3 e 0,5 m de H3po4.</li>
		<li>Encha um tubo de microtubos de 1,5 mL com 1 mL da solução de cromo e os pequenos pedaços de membrana contendo nanofios.</li>
		<li>Deixe a solução funcionando por 24 h a 40 ° c.</li>
		<li>Quando os nanofios são completamente liberados, nenhuma partícula preta deve ser observada a olho nu.</li>
		<li>Lave os nanofios colocando o microtubo em um rack magnético e substituindo a solução de cromo com 1 mL de etanol.</li>
		<li>Repita o processo de lavagem pelo menos 10 vezes.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Mohammed, H., Moreno, J., Kosel, J. Advanced Fabrication and Characterization of Magnetic Nanowires. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMohammed%2C+H+%22Magnetism+and+Magnetic+Materials%22">Magnetism and Magnetic Materials</a>. , Intechopen. (2018).</li>
<li>Alfadhel, A., Li, B., Zaher, A., Yassine, O., Kosel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+magnetic+nanocomposite+for+biomimetic+flow+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+Chip%22%5BJournal%5D)">A magnetic nanocomposite for biomimetic flow sensing.</a> Lab on Chip. 14, 4362-4369 (2014).</li>
<li>Fratila, R. M., Rivera-Fernandez, S., Jesus, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+matters%3A+Synthesis+and+biomedical+applications+of+high+aspect+ratio+magnetic+nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Shape matters: Synthesis and biomedical applications of high aspect ratio magnetic nanomaterials.</a> Nanoscale. 7, 8233-8260 (2015).</li>
<li>Alnassar, M., Alfadhel, A., Ivanov, Y. P., Kosel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoelectric+polymer+nanocomposite+for+flexible+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetoelectric polymer nanocomposite for flexible electronics.</a> Journal of Applied Physics. 117, 17D711(2015).</li>
<li>Contreras, M. F., Sougrat, R., Zaher, A., Ravasi, T., Kosel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-chemotoxic+induction+of+cancer+cell+death+using+magnetic+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Non-chemotoxic induction of cancer cell death using magnetic nanowires.</a> International Journal of Nanomedicine. 10, 2141-2153 (2015).</li>
<li>Yassine, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+thermoresponsive+nanocomposite+for+controlled+release+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Highly efficient thermoresponsive nanocomposite for controlled release applications.</a> Scientific Reports. 6, 28539(2016).</li>
<li>Martínez-Banderas, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionalized+magnetic+nanowires+for+chemical+and+magneto-mechanical+induction+of+cancer+cell+death%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Functionalized magnetic nanowires for chemical and magneto-mechanical induction of cancer cell death.</a> Scientific Reports. 6, 35786(2016).</li>
<li>Shore, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposited+Fe+and+Fe-Au+nanowires+as+MRI+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Electrodeposited Fe and Fe-Au nanowires as MRI contrast agents.</a> Chemical Communications. 52, 12634-12637 (2016).</li>
<li>García-Martín, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+magnetic+vortices+by+magnetic+force+microscopy%3A+Experiments+and+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+D%3A+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Imaging magnetic vortices by magnetic force microscopy: Experiments and modelling.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 37, 965(2004).</li>
<li>Piraux, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+magnetoresistance+in+magnetic+multilayered+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Giant magnetoresistance in magnetic multilayered nanowires.</a> Applied Physics Letters. 65, 2484-2486 (1994).</li>
<li>Piraux, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Template-grown+NiFe%2FCu%2FNiFe+nanowires+for+spin+transfer+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Template-grown NiFe/Cu/NiFe nanowires for spin transfer devices.</a> Nano Letters. 7, 2563-2567 (2007).</li>
<li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spin-wave+quantization+in+ferromagnetic+nickel+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Spin-wave quantization in ferromagnetic nickel nanowires.</a> Physical Review Letters. 89, 027201(2002).</li>
<li>Wernsdorfer, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+of+magnetization+switching+in+individual+nickel+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Measurements of magnetization switching in individual nickel nanowires.</a> Physical Review B. 55, 11552(1997).</li>
<li>Kou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+effect+in+magnetic+nanowire+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Memory effect in magnetic nanowire arrays.</a> Advanced Materials. 23, 1393-1397 (2011).</li>
<li>Mohammed, H., Vidal, E. V., Ivanov, Y. P., Kosel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetotransport+measurements+of+domain+wall+propagation+in+individual+multisegmented+cylindrical+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Magnetics%22%5BJournal%5D)">Magnetotransport measurements of domain wall propagation in individual multisegmented cylindrical nanowires.</a> IEEE Transactions on Magnetics. 52, 1-5 (2016).</li>
<li>Goktas, N. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanowire+for+energy%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Reviews%22%5BJournal%5D)">Nanowire for energy: A review.</a> Applied Physics Reviews. 5, 041305(2018).</li>
<li>Zongjie, W., Suwon, L., Kyo-in, K., Keekyoung, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanowire-Based+Sensors+for+Biological+and+Medical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Nanobioscience%22%5BJournal%5D)">Nanowire-Based Sensors for Biological and Medical Applications.</a> IEEE Transactions on Nanobioscience. 15 (3), 186(2016).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Como em qualquer outra produção de nanomaterial, são necessárias soluções e materiais de alta qualidade neste protocolo. As soluções electropolimento e electrodepositante podem ser reutilizadas várias vezes. Entretanto, a solução da anodização deve somente ser usada uma vez e ser feita recentemente. Após ter removido a parte traseira do Al, as membranas são extremamente fracas e podem ser quebradas se não seguradas com cuidado. O N2 não deve ser aplicado diretamente ao secar as membranas. Todos os processos antes da anodização são igualmente importantes para a autoordenação de estruturas de poros. Impurezas superficiais, poços e arranhões podem levar a nanoporos mal ordenados.
A espessura da membrana de alumina gerada na etapa 2 é geralmente em torno de 60 μm, muito mais longo do que o nanofio que nós exigimos. Se forem necessários nanofios mais longos, este protocolo pode ser adaptado para fazer membranas mais grossas, aumentando o tempo de anodização. Estes nanoporos podem ser usados como moldes para formar matrizes de nanofios de pé ou liberados por uma remoção química subseqüente da estrutura da alumina. Além disso, os metais diferentes podem ser electrodepositado usando a mesma instalação, incluindo nanofios multisegmentados15, mudando a solução e a corrente aplicada. A deposição de taxa seria diferente para cada metal.
A principal vantagem do método de anodização apresentado é a alta qualidade dos poros: diâmetro constante ao longo de décimos de micrômetros, distribuição de pequeno diâmetro e alta densidade de poros. Além disso, esta técnica é eficiente, econômica e altamente reprodutível. Pode ser feito com segurança em condições ambientais no laboratório geral. Os nanofios prometem muito em futuros dispositivos de conversão de energia (incluindo fotovoltaicos, termoelétricos e betavoltaics16) e como sensores biológicos e médicos17. Todas estas aplicações exigirão o desenvolvimento extensivo do material e do dispositivo.

Os nanofios magnéticos cilíndricos atraíram uma quantidade enorme de interesse na última década para uma variedade de aplicações prometedoras. Nanowires são materiais novos que possuem propriedades únicas, principalmente devido a uma alta relação de aspecto e forma anisotropia1. Por causa destas propriedades, os nanofios são considerados sistemas originais e objetos modelo excelentes para um número de aplicações práticas: sensores de fluxo2, separação magnética3, sensores táteis bio-inspirados4, colheita da energia 5, tratamentos oncológicos2,6, agentes de contraste de7,8e RM da droga3,9. Os nanofios também são considerados ideais para outras aplicações: microscopia de força magnética10, Magnetorresistência gigante11, torque de transferência de rotação12,13e dispositivos de armazenamento de dados14, quinze anos.
A fim de explorar esses nanofios para sua plena vantagem, um método de fabricação reprodutível que produz nanofios de alta qualidade e propriedades específicas é necessária. A anodização do alumínio produz poros cilíndricos autoorganizados e altamente ordenados com diâmetros de poros controláveis. Por causa disso, os modelos AAO são preferidos em aplicações de nanotecnologia sobre técnicas litográficas dispendiosas. Usando essas membranas como andaimes, nanofios podem ser criados por corrente contínua (DC), corrente alternada (AC), ou eletrodeposição de DC pulsada. Controlando o processo da fabricação da membrana e a deposição dos nanofios, uma escala larga de nanofios magnéticos pode ser criada para aplicações particulares1. Aqui, nós relatamos a fabricação de nanofios do FE, incluindo a formação da membrana porosa da alumina que é usada como o molde, electrodeposição nos moldes usando a solução do eletrólito, e a liberação dos nanofios na solução.

<table><tbody><tr><td>Acetona</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CAS 67-64-1</td><td></td></tr><tr><td>Discos de alumínio 99,999%</td> <td>GoodFellow</td><td>AL000957</td><td>Espessura: 0,50 mm +/- 10%, Diâmetro 25,0 mm +/- 0,5 mm</td></tr><tr><td>Béquer</td><td></td><td></td> grande <td>1000 mL</td></tr><tr><td>Ácido bórico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>101942058</td><td>99%</td></tr> <tr><td>Cabos</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Óxido de cromo (VI)</td><td>pescador Computador químico do</td> LC de Thermo Scientific Accel 500 da <td></td> placa fria A98-212 <td></td></tr><tr><td></td><td>usado com LabView para controlar a</td>água feito-à-medida do DI de Agilent E3646A da fonte de alimentação de Agilent E3646A da C.C. do cloreto (II) de Sourcemeter <td></td><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></td><td></td><td></td><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>Pinça de curativo</td><td>fisher scientific</td><td>12-460-164</td><td>30,5 cm de comprimento, pontas serrilhadas</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>VWR International Ltd. (US)</td><td>20823.327</td><td></td></tr><tr><td>Hotte</td><td>Flores valles</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorídrico</td><td>VWR International Ltd. (US)</td><td>20255.290</td><td></td></tr><tr><td>Sulfato de ferro (II)</td><td>Merck</td><td>1.03965.1000</td><td></td></tr><tr><td>Ácido L-ascórbico</td><td>MP biomedicals</td><td>100769</td><td></td></tr><tr><td>Tecnologias de vida útil do rack magnético</td><td></td><td>DynaMag 2</td><td></td></tr><tr><td>Agitador magnético e placa quente</td><td>IKA</td><td>RCT basic</td><td></td></tr><tr><td>Agitador mecânico</td><td>Aslong</td><td>JGB37-520</td><td></td></tr><tr><td>Misturador e aquecedor</td><td>Eppendorf</td><td>ThermoMixer F1.5</td><td></td></tr><tr><td>Célula</td><td></td><td></td> <td>de nylon</td></tr><tr><td>Ácido oxálico</td> personalizado <td>VWR International Ltd. (US)</td><td>20063.365-5L</td><td></td></tr><tr><td>PDMS O-ring</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ácido perclórico</td> personalizado <td>VWR International Ltd. (US)</td><td>20583.327</td><td>70-72 %</td></tr><tr><td>placa de</td><td></td><td></td> Petri <td>Ou qualquer outro recipiente</td></tr><tr><td>Tira</td><td></td><td></td> de pH <td>Qualquer tira de pH</td></tr><tr><td>Ácido fosfórico</td><td>acros orgânico</td><td>201140010</td><td>85% peso</td></tr><tr><td>em Platina</td><td>Goodfellow</td><td>PT005115</td><td>Diâmetro 0,05 mm, 99,9% de pureza</td></tr><tr><td>Fio de platina</td><td>Goodfellow</td><td>PT05120</td><td>Diâmetro: 0,2 mm, Pureza: 99,95%</td></tr> <tr><td>Fonte de alimentação</td><td>Rhode & Suporte de retorta Scharz</td><td>NGPX 35/10</td><td></td></tr><tr><td>(x2)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parafusos</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Copo</td><td></td><td></td> pequeno <td>50 mL</td></tr><tr><td>Medidor de fonte</td><td>Keithley</td><td>2400-C</td><td></td></tr><tr><td>Sputter</td><td>Quorum</td><td>Q300T D</td><td></td></tr><tr><td>Fita</td><td></td><td></td><td>Qualquer fita resistente à temperatura</td></tr><tr><td>Hélice de Teflon</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Limpador</td><td></td><td></td><td></td> ultrassônico</tr></tbody></table>

fabricação de nanowire do ferro pelo alumínio anodizado nano-poroso e por sua caracterização

Iron Nanowire Fabrication by Nano-Porous Anodized Aluminum and its Characterization

Os nanofios magnéticos possuem propriedades únicas que têm atraído o interesse de diferentes campos de pesquisa, incluindo física básica, biomedicina e armazenamento de dados. Demonstramos um método de fabricação de nanofios de ferro (FE) via deposição eletroquímica em moldes de óxido de alumina anódico (AAO). Os moldes são fabricados pela anodização de discos de alumínio (al), e o comprimento e o diâmetro dos poros são controlados mudando as condições de anodizar. Poros com um diâmetro médio de cerca de 120 nm são criados usando ácido oxálico como o eletrólito. Usando este método, os nanofios cilíndricos são sintetizados, que são liberados dissolvendo a alumina usando um Etchant químico seletivo.

Após eletropolimento, os discos Al refletem bem a luz, como visto na Figura 1. Se forem observados pequenos arranhões ou pontos, descarte o disco. O enredo da corrente aplicada durante o processo de anodização deve ser suave e seguir os três passos de anodização. Em caso de solução contaminada, defeitos excessivos na superfície do disco, preparação incorreta da célula (veja a Figura 2), ou a solução estar muito quente, as curvas de plotagem atuais aplicadas mostrarão picos e irregularidades. Duas curvas de anodização reais são mostradas na Figura 3, incluindo imagens das amostras. A anodização ocorre de um lado do disco al (lado superior). Após a remoção da parte traseira do Al, a membrana deve ser claramente visível de ambos os lados. A abertura do poro pode ser verificada usando microscopia eletrônica de varredura (SEM) no lado inferior. A Figura 4 mostra uma amostra na qual os poros não foram completamente abertos. A taxa de deposição de nanofios de Fe para membranas deste tamanho é de cerca de 300 Nm/min. Como exemplo, o nanofio Fe de cerca de 1 μm é mostrado na Figura 5. Note que esta imagem foi tirada depois de quebrar a membrana.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig1.jpg"> Figura 1: discos de alumínio. Antes de polimento (esquerda) e depois de polimento (direita). As marcas no topo do disco polido são causadas pelo fórceps. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig01largev2.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig2.jpg"> Figura 2: célula de anodização. (A) componentes da célula. (B) detalhe do disco Al posicionado sobre o anel-o PDMS. (C) pilha montada. (D) célula localizada sobre a chapa fria e com o agitador mecânico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig02largev2.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig3.jpg"> Figura 3: corrente aplicada versus tempo durante a anodização para uma anodização bem-sucedida (esquerda) e sem êxito (direita). As três etapas da anodização podem facilmente ser reconhecidas. O estábulo 40 V (0 – 20 min); o aumento constante até 140 V (20 – 36:40 min), mostrado primeiramente como um aumento da corrente aplicada e mais tarde como uma corrente constante; e em terceiro lugar, o estável 145 V até o final do processo. Quando a anodização ocorre corretamente, as curvas são suaves como a da esquerda. Quando as curvas mostram picos ou comportamento caótico (direita) a amostra seria queimada. Neste caso, o diâmetro do disco Al foi de 25 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig03largev2.jpg" target="_blank">por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig4.jpg"> Figura 4: imagem de sem de uma membrana do lado inferior. Esta imagem mostra a morfologia de uma membrana ao lado de sua borda. Em qualquer outro ponto da membrana, a membrana mostra poros abertos como os da imagem. Se os poros não estão abertos corretamente, a estrutura hexagonal que é mostrada na borda da imagem seria visível em qualquer lugar da membrana. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig04largev2.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig5.jpg"> Figura 5: secção transversal da imagem sem dos nanofios de ferro no interior da membrana. O nanofio do FE é claramente reconhecível da membrana da alumina devido a sua densidade mais elevada do elétron. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig05largev2.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Neste trabalho, descrevemos um protocolo para fabricar nanofios de ferro, incluindo a formação da membrana de alumina porosa que é utilizada como modelo, eletrodeposição em moldes utilizando solução de eletrólitos e liberação dos nanofios para a solução.

Fabricação de nanowire do ferro pelo alumínio anodizado nano-poroso e por sua caracterização

Magnetic nanowires possess unique properties that have attracted the interest of different fields of research, including basic physics, biomedicine, and ...

Nosso protocolo de fabricação é baseado na eletrodeposição com um óxido de alumínio nano-poroso, que é o único método que pode dar aos nanofios propriedades que precisamos. A principal vantagem desta técnica, é que facilita uma fabricação simples e rápida de modelos de óxido de alumínio nano-poroso altamente ordenados com uma ampla gama de tamanhos de poros. Os nanomates magnéticos têm atraído muito interesse devido ao seu Diagnóstico in vitro ou in vitro, ou mesmo para o tratamento de condições médicas.Esses métodos requerem considerável esforço e tempo para obter resultados reprodutíveis. Siga o protocolo com cuidado e pratique para alcançar um bom resultado. Depois de lavar os discos de alumínio três vezes com água desionizada, use pinças para transferir o disco para uma lavagem de acetona, seguido de uma lavagem de álcool isopropílico, e quatro lavagens de água deionizadas.Após a última lavagem de água, sonicar os discos em acetona por 10 minutos. Depois de três lavagens em água deionizada, use fórceps para imergir os modelos de alumínio limpo em um béquer contendo quatro graus Celsius solução de eletropolishing, e um eletrodo de malha de platina. Conecte o disco de alumínio ao terminal positivo e o eletrodo de malha de platina ao terminal negativo da fonte de alimentação.Em seguida, aplique uma tensão de 20 volts enquanto a corrente é limitada a dois amperes. Polir os discos por três minutos a 400 rotações por minuto, antes de lavar os discos com água deionizada fresca. Para anodização dura, coloque os discos no conjunto celular e preencha a célula com ácido oxalico 0,3-Molar.Coloque a célula em uma placa fria de quatro graus Celsius. Quando a temperatura do ácido oxálico atingir de dois a cinco graus Celsius, aplique 40 volts por 20 minutos para anodizar levemente os modelos, antes de aumentar a tensão em 0,1 volt por segundo, aumenta até que a tensão atinja 140 volts. O TheN segura os discos nesta tensão por 45 minutos.Quando o modelo é anodizado, ele vai virar uma cor dourada brilhante. Para preparar os discos para deposição, depois de lavar com água deionizada e secar com nitrogênio, coloque os discos de volta na célula e adicione uma solução de cobre recém-preparada e uma barra de agitação magnética à célula. Agitar a barra de agitação para 300 rotações por minuto durante 15 minutos.Quando a solução se tornar transparente, substitua a solução por uma solução de cobre fresco por mais cinco minutos de agitação. Depois de lavar e secar como demonstrado, coloque o lado traseiro da amostra em uma placa de petri em uma tira de pH, e cubra completamente a membrana com ácido fosfórico de 10 pesos para uma incubação de seis horas e meia à temperatura ambiente. No final do tratamento, lave e seque os discos como demonstrado, e o sputter deposite 200 nanômetros de ouro nos discos.Para deposição de nanofio, monte a membrana de alumínio no diâmetro de 15 milímetros da célula, e despeje uma solução de ácido bórico de sulfato de ferro recém-preparado na célula. Conecte o medidor de origem com o contato negativo ligado à placa de cobre e conecte o contato positivo à malha de platina. Em seguida, aplique uma corrente constante de 2,5 miliamperes para iniciar a eletrodeposição.Para liberar os nanofios, encha um tubo micro de 1,5 milímetros com um mililitro de solução cromada recém-preparada e os pequenos pedaços de membrana contendo os nanofios para uma incubação de 24 horas a 40 graus Celsius. Quando os nanofios são completamente liberados, nenhuma partícula negra deve ser observada a olho nu. Em seguida, coloque o microtubo em um rack magnético e substitua a solução cromada por 1 mililitro de etanol pelo menos 10 vezes para lavar os nanofios.Após a eletropolar, os discos de alumínio refletem bem a luz. Se forem observados pequenos arranhões ou pontos, descarte o disco. O enredo da corrente aplicada durante o processo de anodizatiom deve ser suave e seguir os três passos da anodização.No caso de uma solução contaminada, defeitos excessivos na superfície do disco, preparação incorreta da célula ou a solução muito quente, as curvas de parcela atuais aplicadas mostrarão picos e irregularidades. A anodização ocorre em um lado do disco de alumínio. Depois de remover a parte de trás do alumínio, a membrana deve ser claramente visível de ambos os lados.E a abertura dos poros pode ser verificada usando microscopia eletrônica de varredura na parte inferior. Aqui, uma imagem de um nanofio de ferro micrômetro foi tirada depois de quebrar a membrana. O nanofio é claramente reconhecível da membrana de alumínio devido à sua maior densidade eletrônica.É importante que a temperatura do local esteja entre dois a cinco graus centígrados quando a etapa de anodização começa, ou as amostras podem queimar. definir cada MSDS antes de usá-los. e use a prova de pinos conforme necessário.

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Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

A fabricação de eletricamente endereçável, high-aspect-ratio (&gt; 1000:1) nanofios metálicos separados por intervalos de nanômetros individuais, seja através de camadas de sacrifício de alumínio e prata ou monocamadas auto-organizadas como modelos é descrito. Estas estruturas nanogap são fabricados sem uma sala limpa, ou quaisquer processos de foto-litografia de feixe de electrões ou por uma forma de extremidade litografia conhecido como nanoskiving.

Confecção Nanogaps por Nanoskiving

Nós relatamos um método simples para a fabricação de uma variedade de densidade vertical encomendados nanofios orgânicos pequeno molecular ultra. Este método permite a síntese de geometrias complexas heterostructured nanofios híbridas, que podem ser cultivadas em substratos de baixo custo arbitrárias. Estas estruturas têm potenciais aplicações em eletrônica orgânica, optoeletrônica, sensores químicos, energia fotovoltaica e spintrônica.

Ultra Density Array of alinhados verticalmente Nanofios orgânicos pequeno-moleculares sobre substratos Arbitrárias

Os nanofios de prata podem transportar simultaneamente elétrons e informações ópticas na forma de plasmons de superfície. Um procedimento é descrito aqui para realizar esse circuito compartilhado e as limitações na propagação de ambas as portadoras de informações são avaliadas.

Avaliando plasmônicos Transporte em Prata atual de transporte de nanofios

Os procedimentos são descritos para preparar nanofios segmentados e coaxiais por meio de eletrodeposição moldada em nanoporos. Como exemplos, foram feitos nanofios segmentados consistindo em segmentos de Ag e ZnO e nanofios coaxiais consistindo em um invólucro de TiO2 e um núcleo de Ag. Os nanofios foram usados em experimentos de formação de hidrogênio fotocatalítico.

Preparação e Utilização de fotocataliticamente atividade segmentada Ag | ZnO e Coaxial TiO<sub&gt; 2</sub&gt;-AG nanofios feitos por Templated Electrodeposition

Descrevemos as abordagens para a fabricação de dispositivos e caracterização elétrica de nanoestruturas semicondutoras de camada de disseleneto de molibdênio (MoSe2) com diferentes espessuras. Além disso, é descrita a fabricação de contatos ôhmicos para nanocristais MoSede 2 camadas pelo método de deposição de feixe de íons focalizados usando platina (Pt) como metal de contato.

Ohmic Contato Fabrication usando uma técnica Focused-ion Beam e caracterização elétrica para camada semicondutora Nanoestruturas

Um método para o crescimento de nanotubos de carbono alinhados verticalmente de baixa temperatura e a subsequente fabricação de estruturas de teste elétrico de interconexão vertical usando a fabricação de semicondutores é apresentado.

Fabricação de Baixa Temperatura de Nanotubos de Carbono Vertical Interconexões Compatível com Semiconductor Tecnologia

Aqui, apresentamos um protocolo para sintetizar e caracterizar os nanotubos de aluminosilicatos Fe-dopados. Os materiais são obtidos por síntese de sol-gel por adição de FeCl3 • 6H 2 O para a mistura que contém os precursores de Si e Al ou por pós-síntese de troca iónica de aluminosilicato de nanotubos de pré-formados.

Síntese e Caracterização de Fe-dopado alumino nanotubos com propriedades condutoras aprimorados Electron

Neste trabalho, fluxo Dieletroforese assistida é demonstrado para a auto-montagem de dispositivos de nanofios. A fabricação de um transistor de efeito de campo de nanofios de silício é mostrada como um exemplo.

Dieletroforese assistida por fluxo: Um método de baixo custo para a fabricação de dispositivos de solução-processable nanofio de alto desempenho

Um protocolo para a fabricação de óxidos de alumínio anódico nanoporous através de simultânea múltiplas superfície anodização, seguido pelos destacamentos de enviesamentos reversa da escada, como é apresentado. Pode ser aplicado várias vezes para o mesmo substrato de alumínio, exibindo um facile, alto rendimento e estratégia ambientalmente limpa.

Anodizations multi superfície simultâneas e preconceitos reversa da escada, como desprendimento de óxidos de alumínio anódico em ácido sulfúrico e ácido oxálico eletrólito

Aqui, apresentamos um protocolo para a fabricação de placas de gradiente nanopattern através de nanoimprinting térmica e o método de triagem respostas de células progenitoras endoteliais humanas para as nanoestruturas. Usando a tecnologia descrita, é possível produzir um andaime que pode manipular o comportamento de célula por estímulos físicos.

Fabricação de gradiente Nanopattern pela técnica de Nanoimprinting térmica e rastreio da resposta das células formadoras endoteliais humanas

Neste trabalho, fornecemos um protocolo para biofuncionalizar nanomateriais magnéticos com anticorpos para direcionamento celular específico. Como exemplos, utilizamos nanofios de ferro para atingir células cancerígenas.

Biofuncionalização de Nanomateriais Magnéticos

Aprenda a fabricar nanofios de ferro usando membranas de alumina nano-porosa por eletrodeposição. Este protocolo detalhado garante resultados reprodutíveis para aplicações em nanotecnologia e ciência dos materiais.

Fabricação de nanowire do ferro pelo alumínio anodizado nano-poroso e por sua caracterização

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