Name: Üç boyutlu grafen tabanlı Polyhedrons Origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-23T14:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 52 s
Description: Öğrenin, origami benzeri kendi kendine katlama yöntemleriyle 3D grafen tabanlı polihedronların imalatını. Bu protokol, 2D grafenin fiziksel ve optik özelliklerini ayarlayarak yeni malzeme davranışları keşfetmeye olanak tanır.

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

playerTrialDesktop

Bu malzeme Minnesota Üniversitesi, Kardes sehirleri ve bir NSF Kariyer Ödülü (CMMI-1454293) bir başlangıç Fonu tarafından desteklenen çalışma üzerine kuruludur. Bu eser bölümlerini karakterizasyonu tesisinde Minnesota Üniversitesi, NSF tarafından finanse edilen malzeme araştırma imkanları Network (yolu ile MRSEC programı. üyesi yapılmıştır Bu eser bölümlerini Ulusal Bilim Vakfı aracılığıyla Ulusal Nano koordine altyapı ağı (NNCI) ödül numarası ECCS-1542202 altında tarafından desteklenen Minnesota Nano merkezi yapılmıştır. C. ö. 3 M bilim ve Teknoloji Bursu destek kabul eder.

Dikkat: Bu immobilizasyonu kullanılan kimyasalların çeşitli toksik ve tahriş ve dokundu veya inhale şiddetli organ hasarına neden olabilir. Lütfen uygun güvenlik ekipmanları kullanın ve kimyasal işleme kişisel koruyucu ekipman giyerler.
1. Alüminyum oksit ve krom koruma katmanları bir bakır kurban katmandaki hazırlanması
<ol><li>Bir elektron ışını evaporatör kullanarak, depozito 10 nm kalın krom (Cr) ve 300 nm kalın bakır (Cu) katmanları (kurban katman) silisyum (Si) substrat (Şekil 2a).</li>
	<li>Spin-ceket bir fotorezist (PR) -1 2500 devirde takip 115 ° c 60 için pişirme s.</li>
	<li>15 kişi maske aligner ultraviyole (UV) ışık için tasarlanmış 2D net alanları ortaya çıkarmak s ve geliştirmek için 60 s geliştirici-1 çözüm. Örnek (DI) deiyonize suyla durulayın ve bir hava tabancasıyla kuruttun.</li>
	<li>10 nm kalın Cr tabaka ve kalan PR - 1 in aseton kalkış Kasası. Örnek DI su ile durulama ve hava tabancasıyla (Şekil 2b) kuruttun.</li>
	<li>2D bir PR 1 2500 devirde 115 ° c 60 için pişirme tarafından takip 2D net, spin-ceket katmanlarda altı kare Al2O3/Cr koruma ağları desene s.</li>
	<li>15 kişi maske aligner UV ışık için tasarlanmış altı kare koruma katmanları ortaya çıkarmak s ve geliştirmek için 60 s geliştirici-1 çözüm. Örnek DI su ile yıkayınız ve hemen bir hava tabancasıyla kurut.</li>
	<li>Depozito 100 nm kalın bir Al2O3 tabaka ve 10 nm kalın Cr tabaka. Kalan PR - 1 in aseton kaldırın. Örnek DI su ile durulama ve hava tabancasıyla (Şekil 2 c) kuruttun.</li>
</ol>2. grafen ve Graphene oksit membranlar hazırlanması
Not: Bu çalışmada, iki tür Grafin-esaslı malzemeler kullanılır: (i) kimyasal buhar biriktirme (CVD) grafen ve graphene (II) oksit (GO) büyüdü.
<ol><li>
Çok katmanlı CVD grafen membranlar hazırlanması Not: çok katmanlı Grafin membranlar elde etmek için tek katmanlı Grafin üç ayrı kez aktarılır birden çok polimetil metakrilat (PMMA) kaplama/kaldırma adımları kullanarak.<ol>
<li>~ 15 mm bir kare parça grafen ile başlayan Cu folyo, spin-ceket 3000 devirde grafen yüzeyinde ince bir PMMA tabaka yapıştırılır. 10 dk için 180 ° C'de pişirin.</li>
		<li>Cu tarafı aşağı uzak Cu folyo Etch 24 h için Cu etchant yüzen PMMA/grafen/Cu folyo katmanlı sayfa yerleştirin.</li>
		<li>Cu sonra folyo tamamen (PMMA/grafen bırakarak) tasfiye edilir, kayan PMMA kaplı grafen bir havuz herhangi bir Cu etchant artıklarını çıkarın bir mikroskop slayt cam kullanarak DI su yüzeyine transfer. Yeni DI su havuzları üzerine PMMA kaplı grafen transferini yeterince durulama için birkaç kez yineleyin.</li>
		<li>Transfer kayan PMMA kaplı grafen grafen başka bir parça üzerine bir çift katmanlı Grafin membran (PMMA/grafen/grafen/Cu folyo yapısını oluşturan) elde etmek için Cu folyo (grafen/Cu) yapıştırılır.</li>
		<li>Çift katmanlı Grafin Cu üzerinde termal tedavi etmek için 10 dk 100 ° c sıcak tabakta folyo.</li>
		<li>PMMA Cu üzerinde çift katmanlı Grafin üstüne folyo bir aseton Bath (grafen/grafen/Cu folyo katman yığını bırakarak), DI su aktararak takip kaldır.</li>
		<li>Grafin transfer tekrar (2.1.1 - 2.1.5) grafen membranlar üç yığın katmanları almak için bir kez daha. Adım 2.1.4 yeni grafen PMMA kaplı levha grafen/Cu, başka bir parça üzerine aktarma yerine yineleme işlemi sırasında ulaşıldığında yeni PMMA kaplı grafen daha önce fabrikasyon grafen çift-tabaka üzerine 2.1.6 adımından formuna aktarmak. PMMA/grafen/grafen/grafen/Cu folyo katman bileşimi. O zaman, 2.1.5 yapılmaksızın adımları yineleyin.</li>
		<li>Cu tarafı aşağı uzak Cu folyo Etch 24 h için Cu etchant yüzen PMMA/grafen/grafen/grafen/Cu folyo katmanlı sayfa yerleştirin.</li>
		<li>Grafin membranlar (PMMA/grafen/grafen/grafen) ön fabrikasyon Al2O3/Cr koruma katmanları üzerine PMMA kaplı üç katmanların 1 bölümünden aktarmak.</li>
		<li>Grafin transferden sonra aseton ile PMMA kaldırın. Sonra örnek DI suya daldırma ve hava kuru.</li>
		<li>Termal çok katmanlı Grafin 1 h için 100 ° C'de sıcak tabakta substrat olarak tedavi etmek.</li>
		<li>Spin-ceket PR-1'de 2500 rpm ve fırında, 115 ˚C 60 s.</li>
		<li>UV maruz PR-1 bölgeleri doğrudan için 15 kişi maske aligner kullanarak kare koruma katmanı alanları üzerinde s ve geliştirmek için 60 s geliştirici-1 çözüm.</li>
		<li>Yeni ortaya çıkarılan, grafin alanları üzerinden bir oksijen plazma tedavi 15 istenmeyen kaldırmak s.</li>
		<li>Artık PR 1 aseton içinde çıkarın.</li>
		<li>Örnek DI su ile durulayın ve kuru hava (Şekil 2B).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Grafin oksit membranlar hazırlanması Not: geleneksel fotolitografi bir kalkış işlemi yolu ile sel poz tarafından takip gitmek membranlar desen için kullanılır.<ol>
<li>Spin-ceket PR-2 60 için 1700 rpm'de s 10 µm kalın bir tabaka elde etmek için daha önce fabrikasyon Al2O3/Cr koruma katmanları üzerine. PR-2 60 s için 115 ° C ve 3 h için sonra bekle pişirin.</li>
		<li>Al2O3/Cr koruma katmanı desenlendirme için kullanılan aynı maskesi ile UV ortaya çıkarmak için 80 kişi maske aligner üzerinde örnek s ve geliştirmek için 90 s geliştirici-2 çözüm. Örnek DI su ile yıkayınız ve hemen bir hava tabancasıyla kurut.</li>
		<li>Tüm örnek maskesiz bir UV sel pozlama gerçekleştirmek için 80 s.</li>
		<li>Spin-coat hazır git ve su karışımı (15 mg 15 mL DI su GO tozu) 60 için 1000 devirde örnek üzerinde gerçekleştir spin-kaplama toplam 3 kez s..</li>
		<li>Kalkış istenmeyen go izin vermek için geliştirici-2 çözüm örnekte daldırma.</li>
		<li>Örnek DI su ile durulama ve dikkatli bir hava tabancası ile örnek kuruttun.</li>
		<li>Termal örnek 1 h (Şekil 2 h) için 100 ° C'de sıcak tabakta tedavi.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. metal yüzey desenlendirme Grafin-esaslı membranlar üzerinde
Not: Yüzey desenlendirme bir UV kişi maske aligner ve elektron ışını evaporatör (bkz: 1.2-1.4) kullanarak elde etmek için ortak bir fotolitografi işlem yapılmıştır.
<ol><li>20 nm kalın titanyum (Ti) desen desenli Grafin-esaslı membranlar üzerinde oluşturun.</li>
	<li>Termal örnek 1 h (2e rakam grafen için) ve Şekil 2i için gitmek için 100 ° C'de sıcak tabakta tedavi.</li>
</ol>4. imalat Polimer çerçeve ve menteşeler
<ol><li>Grafin-esaslı membranlar Ti ile üstüne desen, spin-ceket PR-3 form 5 mikron kalın bir tabaka için 60 s için 2500 devirde ve fırında 2 dk 90 ° C'de yüzey.</li>
	<li>UV maruz örnekleri için 20 s, 3 dk 90 ° C'de pişirin ve geliştirmek için 90 s geliştirici-3 çözüm.</li>
	<li>Örnek DI su ve izopropil alkol (IPA) ile durulayın ve dikkatli bir hava tabancası ile örnek kurut.</li>
	<li>Sonrası örnekleri (PR-3) kare (2f rakam grafen için) ve Şekil 2j gitmek için mekanik sertlik artırmak 15 dakika 200 ° C'de pişirin.</li>
	<li>Menteşe desen, spin-ceket PR-2 1000 devirde 60 yapmak s 10 µm kalınlığında film Prefabrik substrat üzerine oluşturmak için. 60 s için 115 ˚C ve 3 h için bir dakika bake.</li>
	<li>UV ortaya çıkarmak için 80 kişi maske aligner üzerinde örnek s ve geliştirmek için 90 s geliştirici-2 çözüm.</li>
	<li>Örnek DI su ile durulama ve dikkatli bir şekilde (Şekil 2 g için grafen) ve Şekil 2 k gitmek için bir hava tabancası ile örnek kuruttun.</li>
</ol>5. kendi kendine DI suda katlama
Not: PR-2 menteşeler erimiş (veya yeniden akışı), yüzey gerilimi kuvvet oluşturulur; Bu nedenle, 2D yapıları 3D yapılarına (kendi kendine katlama işlemi) dönüştürmek.
<ol><li>2D yapısını serbest bırakmak için Cu kurban tabakasının altında Cu etchant (resim 2 l) 2D ağları geçiyoruz.</li>
	<li>Dikkatli bir damlalıklı kullanarak yayımlanan yapı DI su banyosu aktarmak ve durulayın birkaç kez kalan Cu etchant kaldırmak için.</li>
	<li>DI su yapısında yer 2D (PR-2) menteşe (Şekil 2 m) polimer erime noktası üzerinde ısıtmalı.</li>
	<li>Kendi kendine optik mikroskobu gerçek zamanlı via katlama izlemek ve kapalı küpler halinde başarılı derleme üzerinde ısı kaynağı kaldırın.</li>
</ol>6. koruma katmanları kaldırılması
<ol><li>Kendi kendine katlanır sonra Al2O3/Cr koruma katmanları ile Cr etchant (Şekil 2n) kaldırın.</li>
	<li>Yavaşça küpleri DI su banyosu aktarmak ve özenle durulayın.</li>
</ol>

<ol><li>Geim, A. K., Novoselov, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rise+of+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">The rise of graphene.</a> Nature Materials. 6 (3), 183-191 (2007).</li>
<li>Singh, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+based+materials%3A+Past%2C+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Graphene based materials: Past, present and future.</a> Progress in Materials Science. 56 (8), 1178-1271 (2011).</li>
<li>Bonaccorso, F., Sun, Z., Hasan, T., Ferrari, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+photonics+and+optoelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Graphene photonics and optoelectronics.</a> Nature Photonics. 4 (9), 611-622 (2010).</li>
<li>Wang, C., Li, D., Too, C. O., Wallace, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+Properties+of+Graphene+Paper+Electrodes+Used+in+Lithium+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Electrochemical Properties of Graphene Paper Electrodes Used in Lithium Batteries.</a> Chemistry of Materials. 21 (13), 2604-2606 (2009).</li>
<li>Bunch, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromechanical+resonators+from+graphene+sheets%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electromechanical resonators from graphene sheets.</a> Science. 315 (5811), 490-493 (2007).</li>
<li>Menaa, F., Abdelghani, A., Menaa, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+nanomaterials+as+biocompatible+and+conductive+scaffolds+for+stem+cells%3A+impact+for+tissue+engineering+and+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Tissue+Engineering+and+Regenerative%22%5BJournal%5D)">Graphene nanomaterials as biocompatible and conductive scaffolds for stem cells: impact for tissue engineering and regenerative medicine.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative. 9 (12), 1321-1338 (2015).</li>
<li>Han, M. Y., Özyilmaz, B., Zhang, Y., Kim, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+band-gap+engineering+of+graphene+nanoribbons%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Energy band-gap engineering of graphene nanoribbons.</a> Physical Review Letters. 98 (20), 206805(2007).</li>
<li>Son, Y. W., Cohen, M. L., Louie, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Half-metallic+graphene+nanoribbons%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Half-metallic graphene nanoribbons.</a> Nature. 444 (7117), 347-349 (2006).</li>
<li>Yan, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+current%E2%88%92+voltage+characteristics+of+graphene+nanoribbon+transistors+and+effect+of+edge+doping%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Intrinsic current− voltage characteristics of graphene nanoribbon transistors and effect of edge doping.</a> Nano Letters. 7 (6), 1469-1473 (2007).</li>
<li>Fei, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gate-tuning+of+graphene+plasmons+revealed+by+infrared+nano-imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Gate-tuning of graphene plasmons revealed by infrared nano-imaging.</a> Nature. 487 (7405), 82-85 (2012).</li>
<li>Joung, D., Zhai, L., Khondaker, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coulomb+blockade+and+hopping+conduction+in+graphene+quantum+dots+array%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review.+B%22%5BJournal%5D)">Coulomb blockade and hopping conduction in graphene quantum dots array.</a> Physical Review. B. 83 (11), 115323(2011).</li>
<li>Bacon, M., Bradley, S. J., Nann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Particle+%26+Particle+Systems+Characterization%22%5BJournal%5D)">Graphene quantum dots.</a> Particle & Particle Systems Characterization. 31 (4), 415-428 (2014).</li>
<li>Blees, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+kirigami%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Graphene kirigami.</a> Nature. 524 (7564), 204-207 (2015).</li>
<li>Michael Cai, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+instability+driven+self-assembly+and+architecturing+of+2D+materials%5BTitle%5D)+AND+%222D+Materials%22%5BJournal%5D)">Mechanical instability driven self-assembly and architecturing of 2D materials.</a> 2D Materials. 4 (2), 022002(2017).</li>
<li>Shenoy, V. B., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-folding+thin-film+materials%3A+From+nanopolyhedra+to+graphene+origami%5BTitle%5D)+AND+%22MRS+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Self-folding thin-film materials: From nanopolyhedra to graphene origami.</a> MRS Bulletin. 37 (9), 847-854 (2012).</li>
<li>Zhu, S., Li, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogenation-Assisted+Graphene+Origami+and+Its+Application+in+Programmable+Molecular+Mass+Uptake%2C+Storage%2C+and+Release%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Hydrogenation-Assisted Graphene Origami and Its Application in Programmable Molecular Mass Uptake, Storage, and Release.</a> ACS Nano. 8 (3), 2864-2872 (2014).</li>
<li>Zhang, L., Zeng, X., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programmable+hydrogenation+of+graphene+for+novel+nanocages%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Programmable hydrogenation of graphene for novel nanocages.</a> Scientific Reports. 3, 3162(2013).</li>
<li>Vickery, J. L., Patil, A. J., Mann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Graphene-Polymer+Nanocomposites+With+Higher-Order+Three-Dimensional+Architectures%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Graphene-Polymer Nanocomposites With Higher-Order Three-Dimensional Architectures.</a> Advanced Materials. 21 (21), 2180-2184 (2009).</li>
<li>Yang, X., Zhu, J., Qiu, L., Li, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioinspired+effective+prevention+of+restacking+in+multilayered+graphene+films%3A+towards+the+next+generation+of+high-performance+supercapacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Bioinspired effective prevention of restacking in multilayered graphene films: towards the next generation of high-performance supercapacitors.</a> Advanced Materials. 23 (25), 2833-2838 (2011).</li>
<li>Choi, B. G., Yang, M., Hong, W. H., Choi, J. W., Huh, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+macroporous+graphene+frameworks+for+supercapacitors+with+high+energy+and+power+densities%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">3D macroporous graphene frameworks for supercapacitors with high energy and power densities.</a> ACS Nano. 6 (5), 4020-4028 (2012).</li>
<li>Niu, Z., Chen, J., Hng, H. H., Ma, J., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+leavening+strategy+to+prepare+reduced+graphene+oxide+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">A leavening strategy to prepare reduced graphene oxide foams.</a> Advanced Materials. 24 (30), 4144-4150 (2012).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+conformal+graphene+cages+on+micrometre-sized+silicon+particles+as+stable+battery+anodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Energy%22%5BJournal%5D)">Growth of conformal graphene cages on micrometre-sized silicon particles as stable battery anodes.</a> Nature Energy. 1 (2), (2016).</li>
<li>Cho, J. H., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembly+of+Lithographically+Patterned+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Self-Assembly of Lithographically Patterned Nanoparticles.</a> Nano Letters. 9 (12), 4049-4052 (2009).</li>
<li>Cho, J. H., Azam, A., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three+Dimensional+Nanofabrication+Using+Surface+Forces%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Three Dimensional Nanofabrication Using Surface Forces.</a> Langmuir. 26 (21), 16534-16539 (2010).</li>
<li>Dai, C., Cho, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Monitored+Self-Assembly+of+Three-Dimensional+Polyhedral+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">In Situ Monitored Self-Assembly of Three-Dimensional Polyhedral Nanostructures.</a> Nano Letters. 16 (6), 3655-3660 (2016).</li>
<li>Joung, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembled+Multifunctional+3D+Microdevices%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Electronic+Materials%22%5BJournal%5D)">Self-Assembled Multifunctional 3D Microdevices.</a> Advanced Electronic Materials. 2 (6), 1500459(2016).</li>
<li>Joung, D., Gu, T., Cho, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+Optical+Transparency+in+Self-Assembled+Three-Dimensional+Polyhedral+Graphene+Oxide%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Tunable Optical Transparency in Self-Assembled Three-Dimensional Polyhedral Graphene Oxide.</a> ACS Nano. 10 (10), 9586-9594 (2016).</li>
<li>Joung, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembled+Three-Dimensional+Graphene-Based+Polyhedrons+Inducing+Volumetric+Light+Confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Self-Assembled Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons Inducing Volumetric Light Confinement.</a> Nano Letters. 17 (3), 1987-1994 (2017).</li>
<li>Lian, K., Ling, Z. G., Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+stability+of+SU-8+fabricated+microstructures+as+a+function+of+photo+initiator+and+exposure+doses%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+SPIE%22%5BJournal%5D)">Thermal stability of SU-8 fabricated microstructures as a function of photo initiator and exposure doses.</a> Proceedings of SPIE. 4980, 209(2003).</li>
<li>Winterstein, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SU-8+electrothermal+actuators%3A+Optimization+of+fabrication+and+excitation+for+long-term+use%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">SU-8 electrothermal actuators: Optimization of fabrication and excitation for long-term use.</a> Micromachines. 5 (4), 1310-1322 (2014).</li>
<li>Syms, R. R. A., Yeatman, E. M., Bright, V. M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+tension-powered+self-assembly+of+microstructures+-+the+state-of-the-art%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microelectromechanical+Systems%22%5BJournal%5D)">Surface tension-powered self-assembly of microstructures - the state-of-the-art.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 12 (4), 387-417 (2003).</li>
<li>Xie, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+fabrication+of+high-quality+carbon+nanoscrolls+from+monolayer+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Controlled fabrication of high-quality carbon nanoscrolls from monolayer graphene.</a> Nano Letters. 9 (7), 2565-2570 (2009).</li>
<li>Ferrari, A. C., Basko, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+spectroscopy+as+a+versatile+tool+for+studying+the+properties+of+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene.</a> Nature Nanotechnology. 8 (4), 235-246 (2013).</li>
<li>Childres, I., Jauregui, L. A., Park, W., Cao, H., Chen, Y. P. Raman spectroscopy of graphene and related materials. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChildres%2C+I+%22New+developments+in+photon+and+materials+research%22">New developments in photon and materials research</a>. Jang, J. I. , Nova Science Publishers. Hauppauge NY. (2013).</li>
<li>Polsen, E. S., McNerny, D. Q., Viswanath, B., Pattinson, S. W., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+roll-to-roll+manufacturing+of+graphene+using+a+concentric+tube+CVD+reactor%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">High-speed roll-to-roll manufacturing of graphene using a concentric tube CVD reactor.</a> Scientific Reports. , 5(2015).</li>
<li>Wu, T., Shen, H., Sun, L., You, J., Yue, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three+step+fabrication+of+graphene+at+low+temperature+by+remote+plasma+enhanced+chemical+vapor+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Three step fabrication of graphene at low temperature by remote plasma enhanced chemical vapor deposition.</a> RSC Advances. 3 (24), 9544-9549 (2013).</li>
<li>Liu, C., Schauff, J., Joung, D., Cho, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remotely+controlled+microscale+3D+self-assembly+using+microwave+energy%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Technologies%22%5BJournal%5D)">Remotely controlled microscale 3D self-assembly using microwave energy.</a> Advanced Materials Technologies. 2 (8), 1700035(2017).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

CVD grafen ile fabrikasyon küpleri için her yüz çünkü verilen bir küp müstakil grafen ~ 160 × 160 µm2 alanı çevreleyen bir dış çerçeve ile tasarlanmıştır, monolayer grafen tek bir sayfaya izin vermek için gerekli gücü yok paralel işleme küp. Bu nedenle, birden çok PMMA kaplama/kaldırma adımları kullanarak üzerinden üç ayrı grafen aktarımları CVD grafen monolayer çarşaflar üç katmandan oluşan grafen membranlar üretti. Öte yandan, GO membran hazırlık için tek tek git yaprak kullandığımız suya, değiştiri...

İki boyutlu (2D) grafen yaprak yapım onları sistemler için yeni nesil elektronik, Optoelektronik, elektrokimyasal roman kuantum olayların gözlem için model olağanüstü optik, elektronik ve mekanik özelliklere sahip, Elektromekanik ve Biyomedikal uygulamaları1,2,3,4,5,6. Olarak üretilen 2D katmanlı yapısı grafen dışında son zamanlarda, çeşitli değişiklik yaklaşımlar yeni functionalities-in grafen gözlemlemek ve yeni uygulama fırsatları aramak araştırdı. Örneğin, oransal (veya ayarlama) şekilleri terzilik veya 2D biçimlenme fiziksel özellikleri (Yani, doping düzeyine ve/veya grup boşluk gibi) bir tek boyutlu (1 D) veya sıfır boyutlu (0 D) yapısı (Örn., Grafin kuantum nokta) nanoribbon veya grafen kuantum doğumdan etkileri, yerelleştirilmiş Plazmonik modları, yerelleştirilmiş elektron dağılımı ve spin polarize kenar Birleşik7,8 de dahil olmak üzere yeni fiziksel olaylar elde etmek için eğitimi ,9,10,11,12. Buna ek olarak, 2D grafen dokusuna (kirigami adı da verilir) görevlisinideponun, delaminasyon, çökertme, büküm, veya çoklu katmanlar yığınlama veya 2D grafen üstünde tepe-in 3D özelliği (substrat) aktarma tarafından grafen yüzey şekli olmuştur değiştirerek değişen grafen'ın wettability, mekanik özellikleri ve optik özellikleri13,14değiştirmek için gösterilen.
Yüzey morfolojisi ve 2D grafen katmanlı yapısı değişen ötesinde, 2D grafen derleme functionalized, iyi tanımlanmış, üç boyutlu (3D) polyhedrons içine son zamanlarda grafen toplumda yeni fizik elde etmek büyük ilgi olmuştur ve kimyasal olayları15. Teori, elastik, elektrostatik ve van der Waals 2D grafen alan yapıları enerjileri çeşitli 3D Grafin-origami yapılandırmaları16,172D grafen dönüştürmek amacıyla. Bu kavram üzerinde bağlı olarak, teorik modelleme çalışmaları 3D grafen yapı tasarımları, nano 2D grafen membranlar, ilaç dağıtım ve genel moleküler depolama16,17olası kullandığı ile oluşmuştur araştırdı. Henüz, hala bu uygulamaları fark çok uzak bu yaklaşımın deneysel devam ediyorum. Öte yandan, birkaç kimyasal sentetik Yöntem derleme ve Açıkorur büyüme yöntemleri18,19 mayalanma 3D yapılar üzerinden şablon destekli derleme, derleme, akış yönetmen elde etmek için geliştirilmiştir , 20 , 21 , 22. grafen sayfaları içsel özelliklerini kaybetmeden bir 3D, içi boş, kapalı yapısı üretemez ancak, bu yöntemler şu anda sınırlı bulunmaktadır.
Burada, origami gibi kendi kendine katlanır kullanarak 3D, içi boş, grafin tabanlı microcubes (genel boyutunu ~ 200 µm) oluşturmak için bir strateji özetlenen; Müstakil, içi boş, 3D, yüzlü, grafin-esaslı malzeme yapımında en önemli zorlukların üstesinden. Origami gibi yakışıklı-özgür kendi kendine katlama teknikleri, 2D lithographically desenli düzlemsel özellikleri (Yani, Grafin-esaslı membranlar) ile menteşe (Yani, termal duyarlı polimer, fotorezist) çeşitli eklemleri de böylece bağlı 2D şekillendirme sıcaklığı23,24,25,26erime için menteşeler ısıtıldığında hangi katlayın için ağlar. Grafin tabanlı küpleri grafen veya grafen oksit (GO) membranlar yetiştirilen bir kaç kat kimyasal buhar biriktirme (CVD) oluşan pencere membran bileşenleri ile gerçekleştirilmektedir; Polimer çerçeve ve menteşeler kullanımı ile her ikisi de. 3D grafen tabanlı küpleri imalatı içerir: (i) koruma katmanları, (ii) Grafin-membran transferi ve desenlendirme, (iii) metal yüzeylere grafen membranlar, (IV) çerçeve ve biçimlenme menteşeleri ve biriktirme, biçimlenme hazırlanması (v). kendi kendine katlanır ve koruma katmanları (Şekil 1) kaldırılması (VI). Bu makalede çoğunlukla kendi kendine katlanır 3D grafen tabanlı küpleri uydurma yönleri üzerinde duruluyor. 3D grafen tabanlı küpleri fiziksel ve optik özellikleri hakkında ayrıntılı bilgi bizim diğer son yayınlar27,28içinde bulunabilir.

<table><tbody><tr><td>Aseton</td><td>Fisher Kimyasal</td><td>A18P-4</td><td>Yok</td></tr><tr><td>Alüminyum oksit</td><td>Kurt J. Lesker Company</td><td>EVMALO-1-2.5</td><td>%99,99 Saf</td></tr><tr><td>APS Bakır Etchant 100</td><td>Transene Company, Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Kamera (3D görüntü için)</td><td>Nikon</td><td>D5100</td><td>1080p Full HD, Efektif pikseller: 16,2 milyon, Sensör boyutu: 23,6 mm x 15,6 mm</td></tr><tr><td>CE-5 M Krom Maske Etchant</td><td>Transene Company, Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Kimyasal biriktirme büyüme (CVD) sistemi</td><td>Özelleştirilmiş</td><td>N/A</td><td>Lindberg/Mavi Tüp Fırın</td></tr><tr><td>Krom</td><td>Kurt J. Lesker Company</td><td>EVMCR35J</td><td>%99,95 saf</td></tr><tr><td>Krom Etchant 473</td><td>Transene Company, Inc.</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Copper</td><td>Kurt J. Lesker Company</td><td>EVMCU40QXQJ</td><td>%99.99 saf</td></tr><tr><td>Geliştirici-1 (MF319 geliştirici)</td><td>Microposit</td><td>10018042</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Geliştirici-2 (AZ geliştirici)</td><td>Merck performans Malzemeleri A.Ş.</td><td>1005422496</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Developer-3 (SU-8 geliştirici)</td><td>MicroChem</td><td>NC9901158</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Dijital Sıcak Plaka</td><td>Thermo Scientific</td><td>HP131725</td><td>Super-Nuvoa serisi, maksimum sıcaklık: 370 &�; C</td></tr><tr><td>E-Beam Evaporatör Sistemi</td><td>Rocky Mountain Vakum Teknolojisi</td><td>N/A</td><td>RME-2000</td></tr><tr><td>Grafen oksit</td><td>Goografen</td><td>N/A</td><td>Saflık: ~% 99; Tek katman oranı: ~% 99; &nbsp; 0.7-1.2 nm kalınlığında.</td></tr><tr><td>İzopropil Alkol Fisher</td><td>Chemical</td><td>A416-4</td><td>N / A</td></tr><tr><td>Maske Hizalayıcı</td><td>Midas</td><td>MDA-400LJ</td><td>N / A</td></tr><tr><td>Mikroskop</td><td>Omax</td><td>NJF-120A</td><td>N / A</td></tr><tr><td>çoklu polimetil metakrilat (PMMA)</td> <td>MicroChem</td><td>950 PMMA A9</td><td>Yok</td></tr><tr><td>Oksijen plazması&nbsp;</td><td>Teknik A.Ş.</td><td>SERİ 800</td><td>Mikro ölçekli reaktif iyon aşındırma (RIE)</td></tr><tr><td>Fotorezist-1 (S1813 Fotorezist)</td><td>Mikropozit</td><td>10018348</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Fotorezist-2 (SPR220 Fotorezist)</td><td>MicroChem</td><td>SPR00220-7G</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Fotorezist-3 (SU-8 Fotorezist)</td><td>MicroChem</td><td>SU-8-2010</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Profilometre</td><td>Tencor Instruments</td><td>N/A</td><td>Alpha-Step 200</td></tr><tr><td>Raman</td><td>WITec Instruments A.Ş.</td><td>Alpha300R</td><td>Konfokal Raman Mikroskobu</td></tr><tr><td>Silikon Gofret</td><td>Siltronic AG</td><td>N/A</td><td>100mm çap, N tipi, tek taraflı cila, direnç: 560-840 & Omega; &boğa; cm</td></tr><tr><td>Spinner</td><td>En İyi Araçlar</td><td>S0114031123</td><td>AKILLI KAPLAMA 100</td></tr><tr><td>Titanyum</td><td>Kurt J. Lesker Company</td><td>EVMTI45QXQA</td><td>99,99% Saf</td></tr><tr><td>Ultrasonik Temizleyici</td><td>Crest Ultrasonik</td><td>N / A</td><td>Powersonic serisi</td></tr></tbody></table>

Üç boyutlu grafen tabanlı polyhedrons origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

İki boyutlu (2D) grafen Meclisi üç boyutlu (3D) yüzlü yapılarına grafen'ın mükemmel doğal özellikleri koruyarak süre roman cihaz uygulamalarının geliştirilmesi için büyük ilgi olmuştur. Burada, 3D, microscale, imalatı polyhedrons (küpleri) 2D grafen veya bir origami gibi kendi kendine katlama işlemi açıklanmıştır grafen oksit sayfaları üzerinden bir kaç kat oluşan içi boş. 2D ağlar 3D küp küp dönüştürülür zaman bu yöntem polimer çerçeve ve menteşeler ve azaltmak çekme dayanımı, mekansal alüminyum oksit/krom koruma katmanları ve yüzey gerilimi gerilmeler Grafin-esaslı membranlar üzerinde kullanımı içerir. Süreç Denetim boyutu ve şekli yapıları hem de paralel üretim sunmaktadır. Buna ek olarak, bu yaklaşım 3D küpleri her yüzünde biçimlenme metal tarafından yüzey modifikasyonlar oluşturulmasını sağlar. Raman spektroskopisi çalışmalar yöntemi bizim Yöntem sağlamlık gösteren Grafin-esaslı membranlar içsel özelliklerini koruma sağlar gösterir.

Şekil 2 optik görüntüleri 2D grafen ve gitmek net yapıları tekniğinde süreçleri ve sonraki kendi kendine katlama işlemi görüntüler. Kendi kendine katlama işlemi gerçek zamanlı üzerinden izlenir yüksek çözünürlüklü mikroskop. Her iki tür 3D küp grafen tabanlı ~ 80 ° C'de katlanır Şekil 3 3D küp grafen tabanlı paralel bir şekilde kendi kendine katlanır gösterilen video yakalanan dizileri ortaya konuyor. En iyi duruma getir...

Burada, 3D grafen tabanlı polyhedrons origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat için bir iletişim kuralı mevcut.

Üç boyutlu grafen tabanlı Polyhedrons Origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent ...

Bu protokol, 3D grafen tabanlı çokyüzlüler oluşturmak için origami benzeri kendi kendine katlama yöntemleri kullanır. İki boyutlu grafen levhalar olağanüstü optik, elektronik ve mekanik özelliklere sahiptir. İki boyutlu grafenin şeklini uyarlayarak, fiziksel, kimyasal ve optik özellikleri yeni malzeme davranışları getirerek yeni uygulama fırsatları na olanak tanıyan ayarlanabilir.Bu bağlamda, 2D grafenin işlevselleştirilmiş, iyi tanımlanmış, üç boyutlu çokyüzlü yapılarına entegre edilmesi son zamanlarda grafen topluluğunda büyük ilgi göstermiştir. 3D grafen polihedronlar birçok uygulama için yararlı olabilir. Bunlara örnek olarak gaz ve su korumalı kaplar, moleküler depolama, dağıtım sistemleri, sıvı bazlı malzemelerin kapsülletilmesi, elektron mikroskobunda kolayca gözlemlenebilmek, fonksiyonel optoelektronik cihazlar ve madde malzemeleri sayılabilir.3D grafen bazlı yapıların üretimi için bir dizi kimyasal rota getirilmiştir. Ancak, bu yöntemler genellikle grafenin içsel özelliklerini etkileyen ve serbest duran, içi boş, 3D grafen polihedronyapımında mevcut zorlukları etkileyen güçlü kimyasal reaksiyonlar gerektirir. Bu sınırlamaları aşmak için, bu çalışma origami benzeri kendi ke

fabrication-three-dimensional-graphene-based-polyhedrons-via-origami

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu iki boyutlu (2D) öncülerden desenli ve yeniden yapılandırılabilir parçacıkların sentez deneysel olarak açıklanacaktır. Bu metodoloji polyhedra ve mikro ölçekte santimetre arasında değişen uzunluk ölçeklerinde kavrama cihazları dahil olmak üzere, çeşitli şekillerde de parçacıklar oluşturmak için de kullanılabilir.

Origami Inspired Desenli ve Reconfigurable Parçacıkların Self-assembly

DNA origamisi, DNA moleküllerinin kendi kendine montajını programlayarak hassas nano ölçekli nesneler üretmek için güçlü bir yöntemdir. Burada, DNA origamisinden biyo-duyarlı bir robotun katlanması, transmisyon elektron mikroskobik görüntüleme (TEM) için saflaştırılması ve negatif boyanması için bir protokol açıklıyoruz.

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu

Yüksek verimli bir potansiyele sahip olan yeni microdevice malzemeler ile üç boyutlu (3D) dielektroforez (DEP) göstermek için kullanılır. Grafen nanoplatelet kağıt ve çift taraflı bant dönüşümlü yığılmış; 700 ml'lik bir mikro-gözenekli tabakaların enine delinmiştir. Polistiren boncuklar DEP davranışı mikro iyi gösterilmiştir.

3D Grafen Elektrot dielektroforetik Cihazı Geliştirilmesi

Bu video yöntemi, polimer öncülerinden türetilen yüksek yüzey alanlı, monolitik 3D grafen bazlı malzemelerin yanı sıra tek katmanlı grafen oksitin sentezini açıklar.

Sentezi ve 3D Nano-grafen Malzemelerin fonksiyonalizasyonu: Grafen Aerogels ve Graphene Makro Meclisleri

Biz 3D kağıt mikroakışkan cihazlar oluşturmak için desenli aerosol yapıştırıcıların kullanımını göstermektedir. yapıştırıcı başvuru formlarının Bu yöntem tek kullanımlık cihazları sağlayan katmanlar arasında yarı kalıcı bağlar, olmayan yıkıcı kullanımdan sonra ve katlanır karmaşık düzlemsel olmayan yapılar kolaylaştırmak için demonte olması.

3D Kağıt mikroakışkan Cihazlar Construct Yapışkan Desenlendirme kullanma

Burada, biz hazırlamak ve ikincil yapılar görselleştirmek için bir protokol mevcut (örneğin, lifler, toroid mimariler ve nano-küreler) sarmal polikarbodiimidler türetilmiş. Her iki atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize morfoloji moleküler yapı, konsantrasyon ve seçim çözücü bağlı olduğu gösterilmiştir.

Sarmal polikarbodiimidden Kopolimer ve Bunların Triazole Türevleri elde edilen kendinden montaj morfolojileri

Burada C60/graphene hibrid nanoyapıların imalatı için bir protokol tarafından fiziksel termal buharlaşma mevcut. Özellikle, ifade ve tavlama koşullarının uygun işleme izin 1D ve yarı 1 d C oluşturulması üzerinde kontrol60 yapıları üzerinde sakinleştirmek grafen.

C60/Graphene hibrid nanoyapıların malzemelerin hazırlık ve

Bu çalışmanın içinde, yeni kristaller (Van der Waals heterostructures) oluşturmak için kullanılan bir tekniği, pozisyon ve göreli oryantasyon üzerinde hassas kontrol sağlayan ultra ince katmanlı 2D malzemeleri istifleyerek tarif ediyoruz.

Hassas rotasyonel hizalama ile Van der Waals Heterostructures imalatı

Çözelti ve yüzey destekli sentezin bir kombinasyonu, nanoyapıların atomik olarak hassas sentezinde yeni yönler açar. Temassız atomik kuvvet mikroskobu (nc-AFM) ile desteklenen taramalı tünelleme mikroskobu (STM), yeni tasarlanan ve üretilen karbon bazlı nano nesnelerin ayrıntılı karakterizasyonunu sağlar.

Çözelti ve Yüzey Kimyası Kombinasyonu ile Sentezlenen Gözenekli Nanografenlerin Mikroskobik Görüntülenmesi

Burada, elektron mikroskobu ızgaralarına tek bir tek katmanlı grafen uygulamak için bir protokol ve bunların kriyoEM yapı belirlemede kullanılmak üzere nasıl hazırlanacağını açıklıyoruz.

Kriyoelektron mikroskobu için tek katmanlı grafen kaplı ızgaraların imalatı

Bu makale, yüksek düzeyde ayarlanabilir, özel yapım bir transfer kurulumuna dayalı olarak modifiye edilmiş bir kuru transfer tekniği kullanan, hassas büküm açılarına sahip yüksek kaliteli grafen bazlı hareli süper kafes cihazları üretmek için optimize edilmiş, deneyime dayalı bir protokol sunmaktadır.

Yüksek Kaliteli Grafen Bazlı Moiré Superlattice Cihazları için Optimize Edilmiş Üretim Prosedürü

Öğrenin, origami benzeri kendi kendine katlama yöntemleriyle 3D grafen tabanlı polihedronların imalatını. Bu protokol, 2D grafenin fiziksel ve optik özelliklerini ayarlayarak yeni malzeme davranışları keşfetmeye olanak tanır.

Üç boyutlu grafen tabanlı Polyhedrons Origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat

Daha fazla video keşfet