Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Esthetisch verbeterde silica-aerogel door integratie van laseretsen en kleurstoffen
Chapters
Summary March 12th, 2021
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Dit protocol beschrijft een methode voor het etsen van tekst, patronen en afbeeldingen op het oppervlak van silica aerogel monolieten in inheemse en geverfde vorm en het assembleren van de aerogels in mozaïekontwerpen.
Transcript
Dit protocol presenteert de eerste visuele methodologie voor het etsen en snijden van effen en geverfde Aerogel met behulp van een lasergraveersysteem. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de eenvoud, omdat aerogelmonolieten van elke vorm, grootte of kleur kunnen worden geëtst. Videopresentatie maakt het mogelijk om de praktische overwegingen van het protocol te demonstreren, inclusief plaatsing van de Aerogel en uitlijning van de lasersnijder.
Om een mal voor te bereiden voor Aerogel-monolietfabricage, selecteert u een driedelige stalen mal bestaande uit een boven-, midden- en onderdeel met buitenafmetingen van 15,24 bij 14 centimeter in een holte van 10 bij 11 centimeter in het midden. Het bovenste deel van de mal moet aan elke kant zeven ontluchtingsgaten van 0,08 centimeter hebben. Gebruik verdunde zeep en een ruwe getextureerde spons om de bovenste, middelste en onderste delen van de mal te schrobben en droog alle schone delen van de mal met een papieren handdoek.
Gebruik na het drogen individuele wegwerp aceton-gedompelde reinigingsdoekjes om de vorm af te vegen totdat het reinigingsdoekje schoon blijft. Gebruik vervolgens schuurpapier met korrel 2.000 om alle oppervlakken licht te schuren totdat de mal glad aanvoelt en eventuele resten van eerder gebruik zijn verwijderd, met extra aandacht voor de binnenkant van de middelste mal waar de Aerogel wordt gevormd. Verwijder de ontluchtingsgaten op het bovenste matrijsgedeelte met perslucht en breng handmatig ongeveer 2,4 milliliter hoogvacuümvet aan in een dikke, zelfs één tot twee millimeter laag over het hele bovenste verbindingsoppervlak van de onderste mal en ongeveer één milliliter vet in een dikke, zelfs één tot twee millimeter laag op de buitenste helft van het onderste verbindingsoppervlak van de bovenste mal.
Breng ongeveer 0,5 milliliter hoogvacuümvet aan in een laag van nog minder dan 0,5 millimeter op de binnenoppervlakken van de bovenste en onderste mallen en gebruik een wegwerpreinigingsdoekje om overtollig vet weg te vegen totdat het oppervlak glad aanvoelt en er geen kleverigheid van het vet achterblijft. Breng handmatig 0,5 milliliter hoogvacuümvet aan in een nog minder dan 0,5 millimeter vetlaag op het binnenoppervlak van de middelste mal. Als u het etspatroonbestand wilt voorbereiden, opent u een nieuw document in een geschikte tekentoepassing en voegt u de gewenste tekst of afbeelding van elke grootte en regelbreedte rechtstreeks aan het document toe en slaat u het bestand vervolgens op.
Om een Aerogel-monoliet te etsen, schakelt u eerst de lasergraveerder, het vacuümuitlaatsysteem en de aangesloten computer in. Meet de grootte van het Aerogel-monolietoppervlak dat zal worden geëtst en open het etspatroonbestand. Stel de afmetingen van het document zo in dat deze overeenkomt met de gemeten Aerogel-monolietgrootte en open het deksel van de lasergraveerder.
Gebruik een gehandschoende hand om de Aerogel op het lasergraveerplatform te plaatsen en lijn de Aerogel in de linkerbovenhoek uit met de Aerogel die de bovenste en linker liniaal raakt. Draai de V-vormige magneet handmatige scherpstelmeter die aan de laser is bevestigd ondersteboven en druk op Focus op de lasergraveerder. Bescherm de Aerogel-monoliet met een wegwerpreinigingsdoekje en gebruik de pijl omhoog op het bedieningspaneel van de lasergraveerder om het lasergraveerplatform te verplaatsen totdat het onderste deel van de handmatige scherpstelmeter de Aerogel net raakt.
Verwijder het doekje en breng de meter terug naar de oorspronkelijke positie. Sluit het deksel van de lasergraveerder en klik op Bestand en afdrukken in het tekenprogramma. Selecteer de lasergraveerder als afdruklocatie en open het voorkeurenvenster om de printereigenschappen in te stellen.
Selecteer de rastermodus binnen een DPI van 600, een snelheid van 100% en een vermogen van 55% Controleer of de stukgrootte overeenkomt met de gemeten Aerogel-monolietgrootte en klik op Toepassen en afdrukken. Klik op het voorpaneel van de lasergraveerder op Job en selecteer de bijbehorende bestandsnaam. Klik op Go.Wanneer de lasergraveerder is voltooid, klikt u op Focus en gebruikt u de pijl-omlaag op het bedieningspaneel van de lasergraveerder aan de voorkant om de basis te laten zakken.
Gebruik een gehandschoende hand om de Aerogel voorzichtig van het lasergraveerplatform naar de container over te brengen en klik op Prullenbak om de taak van de graveur te zuiveren. Om een Aerogel-monoliet te snijden, schakelt u de lasergraveerder, het vacuümuitlaatsysteem en de aangesloten computer in en meet u de grootte van het aerogel-monolietoppervlak dat moet worden gesneden. Voor algemeen snijden opent u een nieuw document in het tekenprogramma en voert u de afmetingen in voor de documentgrootte om te correleren met de gemeten Aerogel-monolietgrootte.
Gebruik het tekengereedschap voor de haarlijnbreedte om het patroon te maken dat wordt geknipt en plaats het patroon op de gewenste snijlocatie op de Aerogel. Reinig een 0,0127 millimeter dikke plaat roestvrijstalen folie die groot genoeg is om de basis van de Aerogel-monoliet met aceton te bedekken en plaats de folie op het lasergraveerplatform. Lijn de Aerogel en roestvrijstalen folie in de linkerbovenhoek uit met de Aerogel die de bovenste en linkerlinialen raakt en pas de meterpositie aan zoals gedemonstreerd.
Klik op Bestand en afdrukken in het tekenprogramma, selecteer de lasergraveerder als afdruklocatie en open het voorkeurenvenster om de printereigenschappen in te stellen. Selecteer de vectormodus en stel de DPI in op 600, de snelheid op 3%, het vermogen op 90% en de frequentie van 1.000 Hertz. Controleer of de stukmaat overeenkomt met de gemeten Aerogel-maat.
De diepte van de snede zal variëren met de lasersnelheid. Klik op Taak en Ga om het snijden te starten zoals gedemonstreerd. Gebruik na het verzamelen van het monster een schuimborstel om voorzichtig alle kleine stukjes geableerde Aerogel te verwijderen die achterbleven op het gezicht van de monoliet die in contact was met de laser.
Voor deze Aerogel-mozaïekbenadering werd hetzelfde patroon in drie verschillende geverfde Aerogel-monolieten gesneden en werden de stukken opnieuw samengevoegd tot een mozaïekpatroon. Het is mogelijk om ontwerpen op kleinere monolithische stukken te etsen, zoals gedemonstreerd om visueel interessante arrangementen te verkrijgen onder natuurlijke en ultraviolette lichtomstandigheden, zelfs op kleinere stukken. Zoals geïllustreerd, kunnen inheemse Aerogels worden geëtst met patronen van verschillende dichtheid met foto's afgedrukt op het vooroppervlak van een vlakke Aerogel, op een gebogen oppervlak en op fluorescerend geverfde Aerogels.
In deze scanning elektronenmicroscoop afbeelding van een geëtste silica Aerogel, kan het raakvlak tussen de geëtste lijnen en de bijna gladde ongenetcheerde nanoporeuze Aerogel worden waargenomen. Etsen veroorzaakt de ablatie en het smelten van het oppervlaktemateriaal tot filamentachtige structuren zoals waargenomen in deze afbeelding die het effect van een enkele laserpuls van de Aerogel laat zien. Zorgvuldige voorbereiding, inclusief contrastaanpassing van de te etsen afbeeldingen, is van cruciaal belang voor het bereiken van resultaten van hoge kwaliteit.
Verdere verfijning van de laseretsmethode zou een alternatief kunnen bieden voor microbewerking van de silica Aerogels. Esthetische Aerogel-monolieten konden toepassing vinden op een breed scala aan gebieden, waaronder kunstwerken en duurzame gebouwen.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
