Name: Nano-Gözenekli Anodize Alüminyum ve Karakterizasyonu ile Demir Nanowire İmalatı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Öğrenin, nano-gözenekli anodize alüminyum şablonları kullanarak demir nanotellerin elektrokaplama yöntemiyle üretimini. Bu protokol, nanoteknoloji ve malzeme bilimi alanlarında tekrarlanabilir sonuçlar sağlar.

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 yayında yer alan araştırmalar Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) tarafından desteklenmiştir.

DİkKAT: Kullanmadan önce lütfen ilgili tüm malzeme güvenlik veri sayfalarına (MSDS) başvurun. Bu imalatlarda kullanılan kimyasalların bir çoğu akut toksik ve kanserojendir. Nanomalzemeler, toplu benzerlerine göre ek tehlikeler oluşturabilir. Mühendislik kontrolleri (duman kaputu) ve kişisel koruyucu ekipman (güvenlik gözlükleri, eldivenler, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, kapalı ayak ayakkabıları) kullanımı da dahil olmak üzere nanokristal reaksiyon uyguluyorken lütfen tüm uygun güvenlik uygulamalarını kullanın.
1. Alüminyum şablonların hazırlıkları
<ol><li>
Alüminyum disklerin temizlenmesi
	<ol>
<li>Al diskleri deiyonize (DI) su ile bir kabın içinde yıkayın. 3 kez tekrarlayın.</li>
		<li>Al diskini cımbızla tutun ve ardından izopropil alkol (IPA) ve DI suyu takip eden aseton ile yıkayın.</li>
		<li>Al diskleri 10 dakika boyunca aseton ve sonicate ile bir kabın içinde yerleştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Alüminyum disklerin elektroparlatma
	<ol>
<li>Elektroparlatma çözeltisi hazırlayın, etanol 3 M perklorik asit. Elektroparlatma çözeltisini kullanmadan önce 4 °C'de buzdolabında soğutun.</li>
		<li>Al diskleri di suyu ile bir kabın içinde yıkayın. 3 kez tekrarlayın.</li>
		<li>Temizlenmiş Al şablonuna pansuman forsepsi ile tutun ve platin (Pt) örgü elektrotla birlikte elektroparlatma solüsyonu yla dolu kabın içine daldırın. Forsepsleri mümkün olduğunca çözeltiden uzak tutun.</li>
		<li>400 rpm de çözeltiyi karıştırın.</li>
		<li>Al diskini pozitif terminale, Pt'yi de güç kaynağının negatif terminaline bağlayın. Akım 2 A ile sınırlıyken 20 V'lik bir voltaj uygulayın.</li>
		<li>Diskleri 3 dk boyunca parlatanın ve diskleri DI suyuyla yıkayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Sert anodizasyon
<ol><li>
Hücreleri hazırlama
	<ol>
<li>Hücre parçalarını (bakır plaka, PDMS/kauçuk O halkaları, hücre, Pt örgü kapağı) DI su ile yıkayın.</li>
		<li>Elektroparledilmiş Al diskleri DI suyundan alın ve O-halkalı hücre deliklerine yerleştirin. Sızıntı olup olmadığını dikkatlice kontrol edin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Anodizasyon
	<ol>
<li>Birleştirilmiş hücreyi 0,3 M oksalik asitle doldurun ve 4 °C'de soğuk tabağa yerleştirin.</li>
		<li>Oksalik asit 2-5 °C arasında olduğunda, 20 dakika (hafif anodizasyon) için 40 V uygulayın. Daha sonra 0,1 V/s'lik adımlarla voltajı 140 V'e kadar artırın.</li>
		<li>Bu voltajı 45 dk sabit tutun. Anodize şablon parlak bir altın renk olacaktır.</li>
		<li>Hücreyi açın ve Al diskini DI suyuyla yıkayın ve azotla kurulayın (N2).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. İfade için hazırlık
<ol><li>
Al geri kaldırılması
	<ol>
<li>0,1 M CuCl2·2H2O ve 6 M HCl ile bakır çözeltihazırlayın.</li>
		<li>Anodize şablonu arka tarafı yukarı bakacak şekilde bir hücreye (10 mm delik çapına sahip) yerleştirin.</li>
		<li>Hücreiçine bakır çözeltisi ve manyetik karıştırıcı dökün ve 300 rpm de ajite.</li>
		<li>Yaklaşık 15 dakika sonra çözelti saydam hale gelir. Taze çözelti ile değiştirin ve 5 dakika daha fazla çalkalayın.</li>
		<li>Diskleri DI su ile yıkayın ve N2ile kurulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Gözenekleri açma
	<ol>
<li>Numuneyi (arka tarafı yukarı bakacak şekilde) bir pH şeridine petri kabına yerleştirin.</li>
		<li>Tamamen membran kapsayacak şekilde% 10 wt% fosforik asit yatırın. Kuruluk önlemek için her saat daha fazla fosforik asit ekleyin.</li>
		<li>6,5 saat sonra, DI su ile yıkayın ve N2ile kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Altın püskürtme
	<ol>
<li>Püskürtme makinesini hazırlayın. İnert gaz vanasını açın ve odayı boşaltın.</li>
		<li>Al diskini fışkırtmak aşamasına bantlayın ve arka tarafı yukarı bakacak şekilde.</li>
		<li>Parametreleri 200 nm yatırmak ve profili çalıştırmak için ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Nanotellerin birikimi
<ol><li>0,2 M demir (II) sülfat, 0,16 M borik asit ve 0,05 M L-askorbik asit çözeltisi hazırlayın.</li>
	<li>Al membranını hücreye monte edin (15 mm çapında delik)</li>
	<li>Çözeltiyi hücreye dökün ve kaynak sayacı bakır plakaya bağlı negatif kontak ve platin kafese pozitif temas la bağlayın.</li>
	<li>Elektrodepozisyon başlatmak için 2,5 mA sabit akım uygulayın. Nanowire uzunluğu elektrotpozisyon süresi ile doğru orantılıdır.</li>
</ol>5. Membran kaldırma ve nanotellerin yıkanması
<ol><li>
Altın gravür
	<ol>
<li>Bir cızırtı kullanarak membranı kırın. Küçük parçalar seçin (yaklaşık 1 veya 2 mm2).</li>
		<li>Reaktif iyon gravür (RIE) ekipmanı kullanarak kuru gravür için bir veya daha fazla küçük parça hazırlayın. Parçaları yağlayıcı kullanarak sahte bir gofrete yapıştırın ve altın yüzü yukarı tutarak.</li>
		<li>Aşağıdaki parametreleri kullanarak RIE ekipmanındaki altını 2 dakika ya da 2 dakika ya da 2 dk'ya eşin: T = 25 °C, P = 150 W ve argon akış hızı = 25 cm3/dk.Bazı altın hala mevcutsa daha kısa döngülerde tekrarlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Nanowire sürümü
	<ol>
<li>Krom çözeltisini 0,2 M CrO3 ve 0,5 M H3PO4kullanarak hazırlayın.</li>
		<li>1,5 mL'lik bir mikrotüp, 1 mL krom çözeltisi ve nanowire içeren küçük membran parçaları ile doldurun.</li>
		<li>Çözeltiyi 40 °C'de 24 saat bekletin.</li>
		<li>Nanotateller tamamen serbest bırakıldığında, çıplak gözle hiçbir siyah parçacık gözlemlenmemelidir.</li>
		<li>Mikrotüpü manyetik bir rafa yerleştirerek ve krom çözeltisini 1 mL etanol ile değiştirerek nanotelleri yıkayın.</li>
		<li>Yıkama işlemini en az 10 kez tekrarlayın.</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>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Diğer nanomalzeme üretiminde olduğu gibi bu protokolde de yüksek kaliteli çözümler ve malzemeler eve ihtiyaç vardır. Elektroparlatma ve elektrotyatırma çözümleri birkaç kez yeniden kullanılabilir. Ancak, anodizasyon çözeltisi sadece bir kez kullanılmalı ve taze olarak yapılmalıdır. Al geri çıkardıktan sonra, membranlar son derece zayıf ve dikkatli bir şekilde ele değilse kırılabilir. Membranlar kurutulurken N2 doğrudan uygulanmamalıdır. Anodizasyon öncesi tüm süreçler gözenek yapılarının kendi kendini sıralamaiçin eşit derecede önemlidir. Yüzey kirleri, çukurlar ve çizikler kötü sıralanmış nanogözeneklerine yol açabilir.
Adım 2'de üretilen alümina zarının kalınlığı genellikle 60 μm civarındadır ve ihtiyacımız olan nanotellerden çok daha uzundur. Daha uzun nanowires gerekirse, bu protokol anodizasyon süresini artırarak kalın membranlar yapmak için uyarlanabilir. Bu nanogözenekler ayakta nanowires dizileri oluşturmak için şablonlar olarak kullanılabilir veya alümina yapısının sonraki kimyasal kaldırma tarafından serbest. Ayrıca, farklı metaller aynı kurulum kullanılarak elektrotyatırılabilir, çok segmentli nanowires dahil15, çözüm ve uygulanan akım değiştirerek. Oran birikimi her metal için farklı olacaktır.
Sunulan anodizasyon yönteminin en büyük avantajı gözenekleri yüksek kalite: mikrometre onda boyunca sabit çapı, küçük çaplı dağılımı ve yüksek gözenek yoğunluğu. Ayrıca, bu teknik verimli, ekonomik ve yüksek oranda tekrarlanabilir. Genel laboratuvarda ortam koşullarında güvenle yapılabilir. Nanowires gelecekteki enerji dönüşüm cihazları (fotovoltaik, termoelektrik ve betavoltaik16dahil) ve biyolojik ve tıbbi sensörler17olarak çok söz veriyorum. Tüm bu uygulamalar kapsamlı malzeme ve cihaz geliştirme gerektirir.

Silindirik manyetik nanowires umut verici uygulamalar çeşitli için son on yılda ilgi büyük miktarda çekti. Nanowires benzersiz özelliklere sahip yeni malzemeler, özellikle yüksek en boy oranı ve şekil asiztropinedeniyle 1. Bu özellikleri nedeniyle, nanowires pratik uygulamalar bir dizi için benzersiz sistemler ve mükemmel model nesneleri olarak kabul edilir: akış sensörleri2, manyetik ayırma3, biyo-ilham dokunsal sensörler4, enerji hasat 5, kanser tedavileri2,6, ilaç teslim7,8, ve MRI kontrast ajanlar3,9. Nanowires da diğer uygulamalar için ideal olarak kabul edilir: manyetik kuvvet mikroskobu10, dev manyetodirenç11, spin transfer tork12,13, ve veri depolama cihazları14, 15. yıl.
Bu nanowire'ları tam olarak kullanabilmek için, yüksek kaliteve özel özelliklere sahip nanowire'lar veren tekrarlanabilir bir üretim yöntemi gereklidir. Alüminyuma anodizm, kontrol edilebilir gözenek çaplarına sahip, kendi kendini organize, yüksek sıralı silindirik gözenekler üretir. Bu nedenle nanoteknoloji uygulamalarında pahalı litografik tekniklere göre AAO şablonları tercih edilmektedir. İskele olarak bu membranlar kullanılarak, nanotateller doğru akım (DC), alternatif akım (AC) veya darbeli DC elektrodepozisyonu ile oluşturulabilir. Membranın üretim sürecini ve nanotellerin birikimini kontrol ederek, belirli uygulamalar için çok çeşitli manyetik nanoteller oluşturulabilir1. Burada, fe nanotellerin imalatını, şablon olarak kullanılan gözenekli alümina membranının oluşumunu, elektrolit solüsyonu kullanarak şablonlara elektrodem asyonunu ve çözeltiye nanotellerin salınımını rapor ediyoruz.

<table><tbody><tr><td>Aseton</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CAS 67-64-1</td><td></td></tr><tr><td>Alüminyum Diskler %99,999</td> <td>GoodFellow</td><td>AL000957</td><td>Kalınlık: 0,50 mm +/- %10, Çap 25,0 mm +/- 0,5 mm</td></tr><tr><td>Büyük Beher</td><td></td><td></td><td>1000 mL</td></tr><tr><td>Borik asit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>101942058</td><td>%99</td></tr> <tr><td>Kablolar</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Krom (VI) oksit</td><td>balıkçı kimyasal</td><td>A98-212</td><td></td></tr><tr><td>Soğuk plaka</td><td>Thermo Scientific</td><td>Accel 500 LC</td><td></td></tr><tr><td>Bilgisayar</td><td></td><td></td><td>Kaynak Ölçeri kontrol etmek için LabView ile kullanılır</td></tr><tr><td>Bakır (II) klorür</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bakır levha</td><td></td><td></td><td>Özel yapım</td></tr><tr><td>DC Güç Kaynağı</td><td>Agilent</td><td>E3646A</td><td></td></tr><tr><td>DI Su</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pansuman Forseps</td><td>fisher scientific</td><td>12-460-164</td><td>30,5 cm uzunluk, tırtıklı uçlar</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>VWR International Ltd. (ABD)</td><td>20823.327</td><td></td></tr><tr><td>Çeker ocak</td><td>Flores valles</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hidroklorik asit</td><td>VWR International Ltd. (ABD)</td><td>20255.290</td><td></td></tr><tr><td>Demir (II) sülfat</td><td>Merck</td><td>1.03965.1000</td><td></td></tr><tr><td>L-Askorbik asit</td><td>MP biyomedikal</td><td>100769</td><td></td></tr><tr><td>Manyetik raf</td><td>ömrü teknolojileri</td><td>DynaMag 2</td><td></td></tr><tr><td>Manyetik karıştırıcı ve sıcak plaka</td><td>IKA</td><td>RCT basic</td><td></td></tr><tr><td>Mekanik karıştırıcı</td><td>Aslong</td><td>JGB37-520</td><td></td></tr><tr><td>Mikser ve ısıtıcı</td><td>Eppendorf</td><td>ThermoMixer F1.5</td><td></td></tr><tr><td>Naylon hücre</td><td></td><td></td><td>Özel yapım</td></tr><tr><td>Oksalik Asit</td><td>VWR International Ltd. (ABD)</td> <td>20063.365-5L</td><td></td></tr><tr><td>PDMS O-ring</td><td></td><td></td><td>Özel yapım</td></tr><tr><td>Perklorik asit</td><td>VWR International Ltd. (ABD)</td> <td>20583.327</td><td>% 70-72</td></tr> <tr><td>Petri kabı</td><td></td><td></td><td>Veya başka bir kap</td></tr><tr><td>pH şeridi</td><td></td><td></td><td>Herhangi bir pH şeridi</td></tr><tr><td>Fosforik asit</td><td>akros organikler</td><td>201140010</td><td>ağırlıkça %85</td></tr><tr><td>Platin</td><td>Goodfellow</td><td>PT005115</td><td>Çapı 0,05 mm, %99,9 saflıkta Platin</td></tr><tr><td>tel</td><td>Goodfellow</td><td>PT05120</td><td>Çapı: 0,2 mm, Saflık: %99,95</td></tr> <tr><td>Güç Kaynağı</td><td>Rhode & Scharz</td><td>NGPX 35/10</td><td></td></tr><tr><td>İmbik standı (x2)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vidalar</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Küçük beher</td><td></td><td></td><td>50 mL</td></tr><tr><td>Kaynak ölçer</td><td>Keithley</td><td>2400-C</td><td></td></tr><tr><td>Püskürtme</td><td>Çekirdeği</td><td>Q300T D</td><td></td></tr><tr><td>Bant</td><td></td><td></td><td>Herhangi bir sıcaklığa dayanıklı bant</td></tr><tr><td>Teflon pervane</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonik temizleyici</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

nano-gözenekli anodize alüminyum ve karakterizasyonu ile demir nanowire İmalatı

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

Manyetik nanowires temel fizik, biyotıp ve veri depolama da dahil olmak üzere araştırma, farklı alanların ilgisini çekti benzersiz özelliklere sahip. Biz anodik alümina oksit içine elektrokimyasal birikimi yoluyla demir (Fe) nanoteller için bir üretim yöntemi göstermek (AAO) şablonları. Şablonlar alüminyum (Al) disklerin anodizasyonu ile imal edilir ve gözenek uzunluğu ve çapı anodizing koşulları değiştirilerek kontrol edilir. Ortalama çapı 120 nm civarında olan gözenekler elektrolit olarak oksalik asit kullanılarak oluşturulur. Bu yöntem kullanılarak, silindirik nanowires sentezlenir, seçici bir kimyasal etchant kullanılarak alümina çözülerek serbest bırakılır.

Elektroparlamadan sonra, Al diskleri Şekil 1'degörüldüğü gibi ışığı iyi yansıtır. Küçük çizikler veya noktalar gözlenirse, diski atın. Anodizasyon işlemi sırasında uygulanan akımın çizimi düzgün olmalı ve anodization'ın üç adımını izlemelidir. Kontamine çözelti, disk yüzeyindeaşırı kusurlar, hücrenin yanlış hazırlanması (bkz. Şekil 2),veya çözeltinin çok sıcak olması durumunda, uygulanan akım çizim eğrileri tepe noktalarını ve düzensizlikleri gösterir. Örneklerin resimleri de dahil olmak üzere Şekil 3'teiki gerçek anodizasyon eğrisi gösterilmiştir. Anodizasyon Al diskinin bir tarafında (üst tarafta) gerçekleşir. Al geri çıkardıktan sonra, membran açıkça her iki taraftan görülebilir olmalıdır. Gözenek açıklığı alt tarafta taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak kontrol edilebilir. Şekil 4, gözenekleri tamamen açılmamış bir örnek gösterir. Bu büyüklükteki membranlar için Fe nanotellerin biriktirme oranı 300 nm/dk civarındadır. Örnek olarak, Yaklaşık 1 μm'lik Fe nannotatı Şekil 5'tegösterilmiştir. Bu görüntünün membran kırıldıktan sonra çekildiğini unutmayın.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig1.jpg"> Şekil 1: Alüminyum diskler. Parlatmadan önce (solda) ve parlatmadan sonra (sağda). Cilalı diskin üstündeki işaretler, cüzyonlar tarafından kaynaklanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig01largev2.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig2.jpg"> Şekil 2: Anodizm hücresi. (A) Hücrenin bileşenleri. (B) PDMS O-halkası üzerine konumlandırılmış Al diskinin ayrıntıları. (C) Hücre toplandı. (D) Hücre soğuk plaka üzerinde bulunan ve mekanik karıştırıcı ile. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig02largev2.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig3.jpg"> Şekil 3: Başarılı (sol) ve başarısız (sağ) anodizasyon için anodizasyon sırasında akım anodizasyon anodizasyon uyguluyor. Anodization üç adım kolayca tanınabilir. Stabil 40 V (0-20 dk); 140 V'ye (20-36:40 dk) kadar olan sabit artış, önce uygulanan akımın artması, daha sonra sabit akım olarak gösterilir; ve üçüncü, işlemin sonuna kadar kararlı 145 V. Anodizasyon düzgün gerçekleştiğinde, eğriler soldaki gibi pürüzsüz. Eğriler tepe noktalarını veya kaotik davranışı (sağda) gösterdiğinde örnek yanmış olur. Bu durumda, Al disk çapı 25 mm <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig03largev2.jpg" target="_blank">idi.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig4.jpg"> Şekil 4: Alt taraftan bir membran ıN SEM görüntüsü. Bu resim, kenarının yanındaki bir zarın morfolojisini gösterir. Membranın başka bir noktasında, membran resimdeki gibi açık gözenekler gösterir. Gözenekleri düzgün açık değilse, resmin kenarında gösterilen altıgen yapı membran ın herhangi bir yerinde görünür. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig04largev2.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60111/60111fig5.jpg"> Şekil 5: Membran içindeki demir nanotellerin kesitsem SEM görüntüsü. Fe nanonisi yüksek elektron yoğunluğu nedeniyle alümina zarından açıkça tanınabilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60111/60111fig05largev2.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Bu çalışmada, şablon olarak kullanılan gözenekli alümina membranının oluşumu, elektrolit solüsyonu kullanılarak şablonlara elektrodem ve çözeltiye nanowires salınımı dahil olmak üzere demir nanoteller ini üretime yönelik bir protokol açıklıyoruz.

Nano-Gözenekli Anodize Alüminyum ve Karakterizasyonu ile Demir Nanowire İmalatı

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

Üretim protokolümüz nano-gözenekli alüminyum oksitli elektrot pozisyonuna dayanıyor. Bu tekniğin ana avantajı, gözenek boyutları geniş bir yelpazede ile son derece sıralı nano gözenekli alüminyum oksit şablonları basit ve hızlı bir üretim kolaylaştırır. Manyetik nano malzemeler nedeniyle ilgi çok çekti onların Bu yararlı olabilir veya in vitro tanı, hatta tıbbi koşulların tedavisi için.Bu yöntemler, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için önemli miktarda çaba ve zaman gerektirir. Protokolü dikkatle izleyin ve iyi bir sonuç elde etmek için pratik yapın. Alüminyum diskleri deiyonize suyla üç kez yıkadıktan sonra, diski aseton yıkamaya aktarmak için cımbız kullanın, ardından izopropil alkol yıkama ve dört deiyonize su yıkayın.Son su yıkamasonra, 10 dakika boyunca aseton diskleri sonicate. Deiyonize suda üç yıkAmadan sonra, temizlenmiş alüminyum şablonları dört derece santigrat elektroparlatma solüsyonu ve platin örgü elektrot içeren bir kabın içine batırmak için pansuman forsepsi kullanın. Alüminyum diski pozitif terminale, platin kafes elektroduda da güç kaynağının negatif terminaline bağlayın.Daha sonra akım iki amper ile sınırlı iken 20 voltaj uygulayın. Diskleri taze deiyonize suyla yıkamadan önce, diskleri dakikada 400 dönüşte üç dakika boyunca parlatalayın. Sert anodizasyon için, diskleri hücre tertibatına yerleştirin ve hücreyi 0.3-Molar Oksalik Asit le doldurun.Hücreyi dört derecelik soğuk bir tabağa yerleştirin. Oksalik asit sıcaklığı 2 ila 5 santigrat dereceye ulaştığında, gerilim 140 volta ulaşana kadar saniyede 0,1 volt volt artar gerilimi artırmadan önce, şablonları hafifçe oksalaiçin 20 dakika boyunca 40 volt uygulayın. TheN diskleri bu voltajda 45 dakika tutun.Şablon anodize edildiğinde, parlak bir altın renk dönecektir. Deiyonize su ile yıkandıktan ve azot ile kuruduktan sonra diskleri biriktirmeye hazırlamak için, diskleri hücreye geri yerleştirin ve taze hazırlanmış bakır çözeltisi ve manyetik bir karıştırma çubuğu nu hücreye ekleyin. Karıştırma çubuğunu dakikada 300 dönüşe 15 dakika boyunca karıştırın.Çözelti saydam hale geldiğinde, çözeltiyi beş dakika daha ajitasyon için taze bakır solüsyonu ile değiştirin. Gösterildiği gibi yıkayıp kuruduktan sonra, numunenin arka tarafını bir pH şeridiüzerinde petri kabına yerleştirin ve oda sıcaklığında altı buçuk saatlik kuluçka için membranı 10 ağırlık fosforik asitle kaplayın. Tedavinin sonunda, diskleri gösterildiği gibi yıkayın ve kurulayın ve fışkırtma disklerin üzerine 200 nanometre altın yatırın.Nanowire birikimi için, hücrenin 15 milimetre çapı içine alüminyum membran monte ve hücre içine taze hazırlanmış demir sülfat borik asit L-askorbik asit çözeltisi dökün. Kaynak sayacı bakır plakaya bağlı negatif kontakile bağlayın ve pozitif teması platin kafese bağlayın. Daha sonra elektrodepozisyon başlatmak için 2,5 miliamper sabit bir akım uygulayın.Nanoteller iserbest bırakmak için, 1,5 milimetrelik bir mikro tüpü bir mililitre taze hazırlanmış krom çözeltisi ve 40 santigrat derecede 24 saatlik kuluçka için nanowires içeren küçük membran parçaları ile doldurun. Nanotateller tamamen serbest bırakıldığında, çıplak gözle hiçbir siyah parçacık gözlemlenmemelidir. Daha sonra mikrotüpü manyetik bir rafa yerleştirin ve nanotelleri yıkamak için krom çözeltisini en az 10 kez 1 mililitre etanol le değiştirin.Elektroparlama sonra, alüminyum diskler iyi ışık yansıtır. Herhangi bir küçük çizik veya nokta gözlenirse, diski atın. Anodizatiom işlemi sırasında uygulanan akımın konusu düzgün olmalı ve anodizasyon üç adımizleyin.Kirlenmiş bir çözelti, disk yüzeyindeki aşırı kusurlar, hücrenin yanlış hazırlanması veya çözeltinin çok sıcak olması durumunda, uygulanan akım çizim eğrileri tepe noktalarını ve düzensizlikleri gösterir. Anodizasyon alüminyum diskin bir tarafında gerçekleşir. Alüminyum arka çıkardıktan sonra, membran açıkça her iki taraftan görülebilir olmalıdır.Gözenek açıklığı alt taraftataramalı elektron mikroskobu kullanılarak kontrol edilebilir. Burada, bir mikrometre demir nanotellerin bir görüntüsü membran kırıldıktan sonra alınmıştır. Nanowire açıkça yüksek elektron yoğunluğu nedeniyle alüminyum membran tanınabilir.Anodizasyon adımı başladığında veya numuneler yandığında site sıcaklığının 2 ila 5 santigrat derece arasında olması önemlidir. kullanmadan önce her MSDS'yi ayarlayın. ve gerektiğinde pin geçirmez kullanın.

iron-nanowire-fabrication-nano-porous-anodized-aluminum-its

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Elektriksel adresli, yüksek boy oranı (&gt; 1000:1) 'nin üretim şablon olarak kurban alüminyum ve gümüş tabakaları veya kendini monte mono tabakaları kullanarak tek nanometre boşluklar ile ayrılmış metal nanotellerin açıklanmıştır. Bu nanogap yapılar nanoskiving olarak bilinen kenar litografi biçimi ile bir temiz oda veya herhangi bir fotoğraf ya da elektron-ışın taşbaskı süreçleri olmadan üretilmektedir.

Nanoskiving tarafından Nanogaps imalatı

Biz dikey olarak sipariş küçük moleküler organik nanotellerin bir ultra yüksek yoğunluklu dizi imalatı için basit bir yöntem rapor. Bu yöntem ucuz keyfi yüzeylerde yetiştirilebilir karmaşık heterostructured hibrid nanotel geometri, sentezi sağlar. Bu yapılar organik elektronik, optoelektronik, kimyasal algılama, fotovoltaik ve spintronics potansiyel uygulamalar var.

Keyfi Yüzeyler üzerinde Dikey dizilmiş Küçük-moleküler Organik Nanoteller bir ultra yüksek Yoğunluk Dizi

Gümüş nanoteller, elektronları ve optik bilgileri aynı anda yüzey plazmonları şeklinde taşıyabilir. Burada böyle bir paylaşılan devreyi gerçekleştirmek için bir prosedür açıklanmış ve her iki bilgi taşıyıcısının yayılmasındaki sınırlamalar değerlendirilmiştir.

Akım Taşıyan Gümüş Nanotellerde Plazmonik Taşınımın Değerlendirilmesi

Nanoporlarda şablonlu elektrodepozisyon yoluyla segmentli ve koaksiyel nanotellerin hazırlanması için prosedürler özetlenmiştir. Örnek olarak, Ag ve ZnO segmentlerinden oluşan segmentli nanoteller ve birTiO2 kabuğu ve bir Ag çekirdeğinden oluşan koaksiyel nanoteller yapılmıştır. Nanoteller fotokatalitik hidrojen oluşum deneylerinde kullanıldı.

Hazırlık ve foto Aktif Bölümlü Ag Kullanım | ZnO ve Koaksiyel TiO<sub&gt; 2</subTemplated elektrodepozisyon tarafından yapılmıştır&gt;-Ag Nanoteller

Farklı kalınlıklara sahip molibden diselenid (MoSe2) katmanlı yarı iletken nanoyapıların cihaz üretimi ve elektriksel karakterizasyonu için yaklaşımları açıklıyoruz. Ek olarak, bir temas metali olarak platin (Pt) kullanılarak odaklanmış iyon ışını biriktirme yöntemi ile MoSe2 katmanlı nanokristaller için omik kontakların imalatı açıklanmaktadır.

Ohmik İletişim Fabrikasyon bir Odaklı iyon Işın Tekniği ve Elektriksel Karakterizasyonu Katmanı Yarıiletken Nanoyapıların için kullanma

Düşük sıcaklıkta dikey olarak hizalanmış karbon nanotüplerin büyümesi ve ardından yarı iletken fabrikasyonu kullanılarak dikey ara bağlantı elektrik test yapılarının imalatı için bir yöntem sunulmaktadır.

Yarıiletken Teknolojisi ile uyumlu Düşük Sıcaklık Karbon Nanotüp Dikey Bağlantıları Fabrikasyon

Burada, sentez ve Fe-katkılı alüminosilikat nanotüpler karakterize bir protokol mevcut. Malzemeler Si, Al öncüleri içeren karışıma • 6H 2 O FeCl3 eklenmesi üzerine veya önceden alüminosilikat nanotüplerin sentez sonrası iyon değişimi yoluyla sol-jel sentez ile elde edilmektedir.

Geliştirilmiş Elektron İletken özellikleri ile Fe-katkılı Alüminosilikat Nanotüpler Sentezi ve Karakterizasyonu

Bu kağıt, yardımlı dielectrophoresis için gösterdi akışı nanowire cihazların kendinden montajlı. Bir silikon nanowire alan etkili transistör imalatı örnek olarak gösterilir.

Akış yoluyla Dielectrophoresis: Yüksek performanslı çözüm processable Nanowire cihazları imalatı için düşük maliyetli bir yöntem

Eşzamanlı çoklu yüzeyleri anodization merdiven gibi ters önyargıları sökümleri tarafından takip yoluyla nanoporous anodik alüminyum oksit imalatı için bir protokol sunulmuştur. Art arda bir facile sergilenmesi aynı alüminyum substrat, yüksek verim ve çevre temiz strateji uygulanabilir.

Eşzamanlı çoklu yüzey Anodizations ve merdiven gibi ters önyargıları dekolmanı anodik alüminyum oksit içinde sülfürik ve oksalik asit elektrolit

Burada, degrade nanopattern plakaları termal nanoimprinting ile imalat ve insan endotelyal progenitor hücreler yanıt taşınımı için eleme yöntemi için bir iletişim kuralı mevcut. Açıklanan teknolojisini kullanan, hücre davranış fiziksel uyaranlara tarafından işleyebilirsiniz bir iskele üretmek mümkündür.

Termal Nanoimprinting teknik ve insan endotel hücreleri koloni oluşturan yanıt testi ile taranması degrade Nanopattern imalatı

Bu çalışmada, manyetik nanomalzemeleri spesifik hücre hedeflemesi için antikorlarla biyofonksiyonelleştirmek için bir protokol sunuyoruz. Örnek olarak, kanser hücrelerini hedeflemek için demir nanoteller kullanıyoruz.

Manyetik Nanomalzemelerin Biyofonksiyonelleştirilmesi

Öğrenin, nano-gözenekli anodize alüminyum şablonları kullanarak demir nanotellerin elektrokaplama yöntemiyle üretimini. Bu protokol, nanoteknoloji ve malzeme bilimi alanlarında tekrarlanabilir sonuçlar sağlar.

Nano-Gözenekli Anodize Alüminyum ve Karakterizasyonu ile Demir Nanowire İmalatı

Daha fazla video keşfet