Name: Aerogel de sílica esteticamente aprimorado via incorporação de gravura a laser e corantes (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Aprenda a gravar aerogéis de sílica com laser para criar padrões estéticos em monolitos coloridos ou simples. Este método simplifica a personalização de aerogéis para aplicações artísticas e funcionais.

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Os autores gostariam de reconhecer o Union College Faculty Research Fund, o programa Student Research Grant e o programa de pesquisa de graduação de verão para apoio financeiro do projeto. Os autores também gostariam de reconhecer Joana Santos pelo design do molde de três peças, Chris Avanessian para a sem imagem, Ronald Tocci por gravar na superfície curva do aerogel, e Dr. Ioannis Michaloudis pela inspiração e trabalho inicial no projeto de gravação, bem como por fornecer a imagem kouros e aerogel cilíndrico.

<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>

Os autores não têm nada a revelar.

Este protocolo demonstra como a gravura a laser e a inclusão de corantes podem ser empregadas para preparar materiais aerogel esteticamente agradáveis.
Fazer monólitos de aerogel grandes (10 cm x 11 cm x 1,5 cm) requer uma preparação adequada do molde através da lixamento, limpeza e aplicação de graxa para evitar que o aerogel grude no molde e as principais rachaduras se formam. As partes do molde em contato direto com a solução precursora/em breve a ser formada aerogel são as mais críticas. R...

O aerogel de sílica é um material nanoporoso, de alta superfície, material isolante acústico com baixa condutividade térmica que pode ser usado em uma variedade de aplicações desde a coleta de poeira espacial até o material de isolamento de construção1,2. Quando fabricados em forma monolítica, os aerogéis de sílica são translúcidos e podem ser usados para fazer janelas altamente isolantes3,4,5.
Recentemente, demonstramos que é possível alterar a aparência de um aerogel de sílica gravando ou cortando a superfície usando um sistema de gravura a laser6,7 sem causar danos estruturais a granel ao aerogel. Isso pode ser útil para fazer melhorias estéticas, imprimir informações de inventário e usinar monólitos de aerogel em várias formas. Os lasers femtosegundos têm sido mostrados para trabalhar para a "micro-usinagem" bruta dos aerogels8,9,10,11; no entanto, o protocolo atual demonstra a capacidade de alterar a superfície dos aerogels com um simples sistema de gravação a laser. Como resultado, este protocolo é amplamente aplicável às comunidades artísticas e técnicas.
Também é possível incorporar corantes na mistura precursora química do aerogel e, assim, fazer aerogels doados por corante com uma gama de tons. Este método tem sido usado para fabricar sensores químicos12,13, para melhorar a detecção de Cerenkov14, e por razões puramente estéticas. Aqui, demonstramos o uso de corantes e gravuras a laser para preparar aerogels esteticamente agradáveis.
Na seção que se segue, descrevemos procedimentos para fazer grandes monólitos de aerogás de sílica, alterando o procedimento de preparação de monólitos para incorporar corantes, gravura de texto, padrões e imagens na superfície de um monólito de aerogel, e cortando formas de grandes monólitos tingidos a serem montados em mosaicos.

<table><tbody><tr><td>Lixa de grão 2000</td><td>Vários</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gravadores a Laser 50W</td><td>Epilog Laser</td><td></td><td>Qualquer cortador a laser é adequado</td></tr><tr><td>Acetona</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A18-20</td><td>Certificado ACS Reagent Grade&nbsp;</td></tr><tr><td>Hidróxido de Amônio (amônia aquosa)</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A669S212</td><td>Certificado ACS Plus, cerca de 14.8N, 28.0-20.0 w/w%</td></tr><tr><td>Beakers</td><td>Comprado da Fisher Scientific</td><td></td><td>Qualquer copo de vidro é adequado.</td></tr><tr><td>Água deionizada</td><td>Na torneira da casa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balança digital</td><td>OHaus Explorer Pro</td><td></td><td>Qualquer balança digital é adequada.</td></tr><tr><td>Toalhetes de limpeza descartáveis</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>06-666</td><td>KimWipe</td></tr><tr><td>Software de desenho</td><td>CorelDraw Graphics Suite</td><td></td><td>CorelDraw</td></tr><tr><td>Folha de grafite flexível</td><td>Phelps Industrial Products</td><td>7500.062.3</td><td>1/16 "de espessura</td></tr><tr><td>Fluoresceína</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>F2456</td><td>Conteúdo de corante ~ 95%</td></tr> <tr><td>Pincel de espuma&nbsp;</td><td>Vários&nbsp;</td><td></td><td>1-2 cm de</td></tr><tr><td>tamanho de graxa de alto vácuo</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr> prensa <tr><td>quente hidráulica</td><td>Tetraedro www.tetrahedronassociates.com</td><td>MTP-14</td><td>Qualquer prensa quente com controle de temperatura e força funcionará. Precisa de temperatura máxima de ~550 F e força máxima de 24 toneladas.</td></tr><tr><td>Gravador a Laser</td><td>Epílogo Laser</td><td>Helix - 24</td><td>50 W</td></tr><tr><td>Metanol (MeOH)</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>A412-20</td><td>Certified ACS Reagent Grade, &ge; 99,8%</td></tr> <tr><td>Molde</td><td>fabricado em casa</td><td></td><td>Fabricar a partir de aço laminado a frio ou aço inoxidável.</td></tr><tr><td>Filme de Parafina</td><td>Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>S37441</td><td>Parafilm M Filme de Laboratório</td></tr><tr><td>Rodamina-6G Rodamina-6g FlouresceínaRodamina-6g</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>20,132-4</td><td>Conteúdo de corante ~95%</td></tr><tr><td>Rodamina-B Rodamina-6g FlouresceínaRodamina-6g</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com</td><td>R-953</td><td>Conteúdo de corante ~80%</td></tr><tr><td>Sabão para limpar o molde</td><td>Várias</td><td></td><td></td></tr><tr><td>folhas de aço inoxidável</td> <td>Various.0005" de espessura, Tetrametilortosilicato de aço inoxidável 304</td><td></td> (TMOS)Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com 218472-500G 98% de pureza, CAS 681-84-5 Limpador ultrassônico FisherScientific FS6 153356 Qualquer sonicador é adequado.<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>Sistema de exaustão a vácuo</td><td>Purex</td><td>800i</td><td>Qualquer sistema de exaustão é adequado.</td></tr><tr><td>Micropipetador variável, 100-1000 &micro; L</td><td>Fabricado pela Eppendorf, comprado da Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>S304665</td><td>Qualquer 100-1000 &micro; L pipetador é adequado.</td></tr></tbody></table>

aerogel de sílica esteticamente aprimorado via incorporação de gravura a laser e corantes

Aesthetically Enhanced Silica Aerogel Via Incorporation of Laser Etching and Dyes

Um procedimento para aumentar esteticamente os monólitos de aerogel de sílica por gravura a laser e incorporação de corantes é descrito neste manuscrito. Utilizando um método de extração supercrítica rápida, o monólito de aerogel de sílica grande (10 cm x 11 cm x 1,5 cm) pode ser fabricado em cerca de 10 h. Corantes incorporados na mistura precursora resultam em aerogel amarelo, rosa e laranja. Texto, padrões e imagens podem ser gravados na superfície (ou superfícies) do monólito do aerogel sem danificar a estrutura a granel. O gravador a laser pode ser usado para cortar formas do aerogel e formar mosaicos coloridos.

Este protocolo pode ser empregado para preparar uma grande variedade de monólitos de aerogel esteticamente agradáveis para aplicações, incluindo, mas não se limitando a, arte e design de edifício sustentável. A inclusão na mistura precursora das pequenas quantidades de corante aqui empregadas só é observada para impactar a cor do monólito aerogel resultante; mudanças em outras propriedades ópticas ou estruturais não são observadas.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page=...

Este protocolo descreve um método para gravar textos, padrões e imagens na superfície de monólitos de aerogel de sílica em forma nativa e tingida e montar os aerogels em desenhos de mosaicos.

Aerogel de sílica esteticamente aprimorado via incorporação de gravura a laser e corantes

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

Este protocolo apresenta a primeira metodologia visual para gravar e cortar Aerogel simples e tingido usando um sistema de gravação a laser. A principal vantagem dessa técnica é sua simplicidade, pois permite que monólitos aerogel de qualquer forma, tamanho ou cor sejam gravados. A apresentação em vídeo permite a demonstração das considerações práticas do protocolo, incluindo a colocação do Aerogel e o alinhamento do cortador a laser.Para preparar um molde para a fabricação de monólitos aerogel, selecione um molde de aço de três partes composto por uma parte superior, média e inferior com dimensões externas de 15,24 por 14 centímetros em uma cavidade de 10 por 11 centímetros no centro. A parte superior do molde deve ter sete orifícios de ventilação de 0,08 centímetros em cada lado. Use sabão diluído e uma esponja de textura áspera para esfregar as partes superior, média e inferior do molde e secar todas as partes limpas do molde com uma toalha de papel.Após a secagem, use lenços de limpeza descartáveis individuais para limpar o molde até que a limpeza permaneça limpa. Em seguida, use 2.000 lixas de grão para lixar levemente todas as superfícies até que o molde esteja liso ao toque e qualquer resíduo de usos anteriores tenha sido removido, prestando atenção extra ao interior do molde médio onde o Aerogel é formado. Limpe os orifícios de ventilação na parte superior do molde com ar comprimido e aplique manualmente aproximadamente 2,4 mililitros de graxa de vácuo alto em uma camada espessa, mesmo de um a dois milímetros sobre toda a superfície superior de conexão do molde inferior e aproximadamente um milímetro de graxa em uma espessura, mesmo uma a duas milímetros de camada para a metade externa da superfície de conexão inferior do molde superior.Aplique aproximadamente 0,5 mililitros de graxa de alto vácuo em uma camada ainda inferior a 0,5 milímetros nas superfícies internas dos moldes superior e inferior e use um limpador descartável para limpar o excesso de graxa até que a superfície fique lisa e sem pegajosidade dos restos da graxa. Aplique manualmente 0,5 mililitros de graxa de alto vácuo em uma camada ainda inferior a 0,5 milímetros de graxa na superfície interna do molde médio. Para preparar o arquivo padrão de gravação, abra um novo documento em um aplicativo de desenho apropriado e adicione o texto ou imagem desejado de qualquer tamanho e largura de linha diretamente ao documento e, em seguida, salve o arquivo.Para gravar um monólito Aerogel, primeiro ligue o gravador a laser, o sistema de escape de vácuo e o computador conectado. Meça o tamanho da superfície do monólito Aerogel que será gravada e abra o arquivo padrão de gravação. Defina o tamanho da dimensão do documento para corresponder ao tamanho do monólito Aerogel medido e abra a tampa do gravador a laser.Use uma mão enluvada para colocar o Aerogel na plataforma de gravador a laser e alinhar o Aerogel no canto superior esquerdo com o Aerogel tocando as réguas superiores e esquerdas. Vire o medidor de foco manual do ímã em forma de V ligado ao laser de cabeça para baixo e pressione Concentre-se no gravador a laser. Proteja o monólito Aerogel com um limpador descartável e use a seta para cima no painel de controle do gravador a laser para mover a plataforma de gravador a laser até que a parte inferior do medidor de foco manual apenas toque no Aerogel.Remova a limpeza e devolva o medidor à sua posição original. Feche a tampa do gravador a laser e clique em Arquivo e Imprimir no programa de desenho. Selecione o gravador a laser como o local de impressão e abra a janela de preferências para definir as propriedades da impressora.Selecione o modo raster dentro de um DPI de 600, uma velocidade de 100% e uma potência de 55% Confirme que o tamanho da peça corresponde ao tamanho do monólito Aerogel medido e clique em Aplicar e Imprimir. No painel frontal do gravador a laser, clique em Trabalho e selecione o nome de arquivo correspondente. Clique em Go.Quando o gravador a laser terminar, clique em Focus e use a seta para baixo no painel de controle frontal do gravador a laser para baixar a base.Use uma mão enluvada para transferir suavemente o Aerogel da plataforma de gravador a laser para seu recipiente e clique em Lixo para limpar o trabalho do gravador. Para cortar um monólito Aerogel, ligue o gravador a laser, o sistema de escape de vácuo e o computador conectado e meça o tamanho da superfície do monólito Aerogel a ser cortada. Para corte geral, abra um novo documento no programa de desenho e insira as dimensões para que o tamanho do documento se correlacione com o tamanho do monólito Aerogel medido.Use a ferramenta de desenho de largura da linha do cabelo para criar o padrão que será cortado e posicionar o padrão para corresponder ao local de corte desejado no Aerogel. Limpe uma folha de 0,0127 milímetros de espessura de papel alumínio inoxidável grande o suficiente para cobrir a base do monólito Aerogel com acetona e coloque a folha na plataforma do gravador a laser. Alinhe o Aerogel e a folha de aço inoxidável no canto superior esquerdo com o Aerogel tocando as réguas superiores e esquerdas e ajuste a posição do medidor conforme demonstrado.Clique em Arquivar e Imprimir no programa de desenho e selecione o gravador a laser como o local de impressão e abra a janela de preferências para definir as propriedades da impressora. Selecione o modo vetorial e defina o DPI para 600, a velocidade para 3% a potência para 90% e a frequência de 1.000 Hertz. Confirme se o tamanho da peça corresponde ao tamanho do Aerogel medido.A profundidade do corte vai variar de acordo com a velocidade do laser. Clique em Job e Ir para iniciar o corte como demonstrado. Após coletar a amostra, use uma escova de espuma para remover suavemente quaisquer pequenos pedaços de Aerogel ablado deixados no rosto do monólito que estava em contato com o laser.Para esta abordagem do mosaico aerogel, o mesmo padrão foi cortado em três monólitos aerogel tingidos diferentes e as peças foram remontadas em um padrão de mosaico. É possível gravar desenhos em peças monolíticas menores, como demonstrado para obter arranjos visualmente interessantes sob condições naturais e de luz ultravioleta, mesmo em peças menores. Como ilustrado, aerogels nativos podem ser gravados com padrões de várias densidades com fotografias impressas na superfície frontal de um Aerogel planar, em uma superfície curva, e em Aerogels tingidos fluorescentes.Nesta imagem de microscópio eletrônico de varredura de um Aerogel de sílica gravada, a interface entre as linhas gravadas e o aerogel nanoporoso quase liso pode ser observada. A gravação causa a ablação e o derretimento do material superficial em estruturas semelhantes a filamentos, como observado nesta imagem, mostrando o efeito de um único pulso laser do Aerogel. A preparação cuidadosa, incluindo o ajuste de contraste das imagens a serem gravadas, é fundamental para alcançar resultados de alta qualidade.Um refinamento adicional do método de gravura a laser poderia fornecer uma alternativa à micro-usinagem dos Aerogels de sílica. Os monólitos de Aerogel estéticos poderiam encontrar aplicação em uma ampla variedade de áreas, incluindo obras de arte e edifícios sustentáveis.

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Engineering

Engenharia

Biossensores interface com ambientes complexos e biológicas e realizar a detecção de alvo, combinando sensores altamente sensíveis com sondas altamente específicos ligados ao sensor através de modificação da superfície. Aqui, nós demonstrar a funcionalização da superfície de sensores ópticos de sílica com biotina, utilizando agentes de acoplamento de silano para colmatar o sensor eo ambiente biológico.

Colocar Sondas Biológicas para Biossensores ópticos de sílica usando agentes de acoplamento de silano

Nós descrevemos a utilização de uma técnica de carbono refluxo dióxido de laser para fabricar cavidades de sílica ressonantes, incluindo autónoma microesferas e no chip microtoroids. O método de refluxo remove imperfeições superficiais, permitindo longos tempos de vida de fotões dentro ambos os dispositivos. Os dispositivos resultantes têm ultra-fatores de alta qualidade, permitindo aplicações que vão das telecomunicações à biodetection.

Fabricação de Sílica Ultra microresonators alto fator de qualidade

Este artigo descreve um método de extracção supercrítica rápida para a fabricação de aerogeles de sílica. Através da utilização de um molde de prensagem a quente limita e hidráulico, aerogeles monolíticos pode ser feita em oito horas ou menos.

Preparação de sílica aerogel Monólitos através de um Método de extracção rápida supercrítico

Relatamos uma alteração no processo de HF tratado in situ de Si (001) para um estado de superfície hidrófilo ou hidrófobo por irradiação de amostras em câmaras de microfluidos cheios com H 2 O 2 / H 2 O solução (0,01% -0,5%) ou soluções de metanol usando laser UV pulsado de baixa fluência de pulso relativa.

Seletiva Área Modificação de Superfície Wettability Silicon por Pulsed Laser irradiação UV em meio líquido

Este procedimento descreve como encapsular citocromo C (cyt. C) em sílica (SiO2) de sol-gel, processos esses géis para formar bioaerogels, e utilizar estes bioaerogels reconhecer rapidamente óxido nítrico (NO) por meio de uma reacção em fase gasosa. Este tipo de protocolo pode ajudar no futuro desenvolvimento de biossensores ou outros dispositivos bioanalíticos.

encapsulando citocromo<em&gt; C</em&gt; Em Silica Aerogel nanoarquiteturas sem metal nanopartículas, mantendo bioatividade em fase gasosa

Aqui apresentamos os protocolos de preparação e testes catalíticos aerogels incorporando espécies metálicas para plataformas de aerogel de sílica e alumina. Métodos para a preparação de materiais usando sais de cobre e cobre-contendo nanopartículas são apresentadas. Protocolos de testes catalíticos demonstram a eficácia destes aerogels para aplicações de catálise de três vias.

Fabricação e teste de catalítico Aerogels preparado através da rápida extração supercrítica

Aqui, apresentamos um protocolo para sintetizar materiais de sílica Bioinspirada e imobilizar enzimas nele. Sílica é sintetizada pela combinação de silicato de sódio e uma amina 'aditiva', que neutralizam a uma velocidade controlada. Função e propriedades dos materiais podem ser alteradas por em situ imobilização enzimática ou pós-sintética eluição ácida de aditivos encapsulados.

Preparação de sílica funcional usando um método Bioinspirada

Um método de síntese de redução de baseados em solução rápida e directa para obter aerogels Au, Pd e Pt é apresentado.

Um método de síntese rápida para Au, Pd e Pt Aerogels através de redução direta baseada em solução

Este trabalho apresenta protocolos de microfabricação para alcançar cavidades e pilares com perfis reentrantes e duplamente reentrantes em wafers SiO2/Siusando fotolitografia e gravura seca. As superfícies microtexturizadas resultantes demonstram notável repellência líquida, caracterizada por robusta armadilha de ar a longo prazo líquidos úmidos, apesar da molhada intrínseca da sílica.

Renderização SiO2/Si Surfaces Omniphobic esculpindo microtexturas de armadilha de gás compreendendo reentrant e duplamente reentrant cavidades ou pilares

Apresentado aqui está um protocolo stepwise para a realização de membranas deaprisionação de gás (GEMs) a partir de wafers SiO 2/Si usando tecnologia integrada de microfabricação de circuitos. Quando os sílicas-GEMs estão imersos na água, a intrusão da água é evitada, apesar da composição aquática da sílica.

Prova de conceito para membranas de enprisionamento de gás derivadas do SiO amante da água2/Si/SiO2 Wafers para dessalinização verde

Este trabalho visa facilitar o desenvolvimento de técnicas padronizadas para impregnação ou enxertia de compostos aminados em substratos de sílica, que são frequentemente amplamente descritas na literatura. Quantidades específicas de solvente, substrato, aminas e os valores de outros parâmetros experimentais importantes serão discutidos em detalhes.

Uma Metodologia Sintética para Preparação de Compósitos de Sílica à Base de Aminas Impregnados e Enxertados para Captura de Carbono

Aprenda a gravar aerogéis de sílica com laser para criar padrões estéticos em monolitos coloridos ou simples. Este método simplifica a personalização de aerogéis para aplicações artísticas e funcionais.

Aerogel de sílica esteticamente aprimorado via incorporação de gravura a laser e corantes

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