وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة Charyk وجونز مؤسسة فليتشر تحت رقم منحة 9900600. الكتاب الامتنان على علم النانو كافلي معهد في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا لاستخدام أدوات nanofabrication، وللبحوث المواد الجزيئية مركز معهد بيكمان في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا لاستخدام XPS والاتصال مقياس الزوايا زاوية، وشعبة الجيولوجية والكواكب علوم في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا لاستخدام SEM.

1. الكربون النمو الأنابيب الجزيئية صفيف (CNT) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ورقاقة السيليكون مع ما لا يقل عن جانب واحد مصقول. هناك هو توجد متطلبات معينة على حجم، والتوجه البلورية، ونوع تعاطي المنشطات، (المقاومة) ووأكسيد سمك طبقة. ونحن عادة استخدام A &lt;100&gt; رقاقة السيليكون N-نوع مخدر مع الفوسفور، مع يبلغ قطرها من 3 بوصة، وهو سمك من 381 ميكرومتر، وأ المقاومة النوعية من Ωcm 5-10. عادة ما تكون هذا رقاقة السيليكون لديه طبقة أكسيد الحرارية مع سمك من 300 نانومتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا كان رقاقة السيليكون محضرة لا يكن لديك طبقة أكسيد، قم بإضافة طبقة أكسيد مع سمك من 300 نانومتر على الجانب مصقول من الرقاقة. يمكن زراعتها هذه الطبقة أكسيد حراريا أو المودعة من جانب ترسب بخار المادية (PVD)، وذلك باستخدام يفضل أن يكون ذلك E-شعاع المبخر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تودع وأكسيد الألومنيوم (آل 2 O 3) طبقة المخزن المؤقت على الجانب مصقول من الرقاقة مع سمك متوسط ​​من 10 نانومتر. ترسب باستخدام البريد-شعاع المبخر بمعدل ترسب متوسط ​​قدره 0.5 &amp;هو المفضل Aring ؛/ ثوانى. استخدام الكريات أكسيد الألومنيوم مع النقاء من 99.99٪، أو ما يفوقها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تودع وطبقة الحديد محفز (الحديد) على الجانب مصقول من الرقاقة مع سمك متوسط ​​من 1 نانومتر. منذ التوحيد من هذه الطبقة المخزن المؤقت هو حرجة للغاية، هو المفضل ترسب باستخدام البريد-شعاع المبخر بمعدل ترسب متوسط ​​قدرها 0.3 Å / ثوانى أو أقل من ذلك. استخدام الكريات الحديد مع النقاء من 99.95٪، أو ما يفوقها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خفض والزهر الرقاقة محفز السيليكون المغلفة الى عدة أصغر رقائق، ويفضل أن حيز عينات الطول 1X1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل عدة رقائق محفز السيليكون المغلفة إلى الفرن قطر الأنبوب الكوارتز 1 بوصة (الشكل 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> زيادة درجة حرارة من الفرن إلى 750 ° C تحت تدفق مستمر من 400 SCCM الغاز (AR) الأرجون عند ضغط من أكثر من 600 عربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة في درجة حرارة النمو من 750 ° يتم الذي تم التوصل إليه C، بدء في عملية المعالجة المسبقة من قبل التي تتدفق على خليط من 200 الغاز الأرجون SCCM و 285 الهيدروجين SCCM (H 2) الغاز، في حين حفظ رقال انه الضغط المستمر في 600 عربة. تشغيل عملية المعالجة المسبقة لمدة 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة يتم الانتهاء من عملية المعالجة المسبقة، بدء في عملية النمو من خلال التي تتدفق على خليط من 210 SCCM الغاز الهيدروجين و 490 الاثيلين SCCM (C 2 H 4) الغاز، في حين الحفاظ على الضغط المستمر في 600 عربة. تشغيل عملية النمو لمدة تصل إلى ساعة واحدة مع الحفاظ على درجة حرارة النمو ثابتة عند ° 750 C. يتم تحديد طول من صفائف CNT بحلول الوقت النمو. لا يمكن أن يتحقق صفائف CNT مع متوسط ​​طول من ملليمتر واحد من خلال زراعة لهم لساعة واحدة .. 2 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إحضار درجة حرارة من الفرن مرة أخرى إلى درجة حرارة الغرفة تحت تدفق مستمر من 400 الغاز الأرجون SCCM عند ضغط من أكثر من 600 عربة. إلغاء تحميل عينات مرة واحدة في درجة حرارة من الفرن تصل إلى درجة حرارة الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتسم بها الخصائص تحقيق النمو الكلي، بما في ذلك جودة النمو، وطولها، القطر، ووالتعبئة والتغليف الكثافة، من قبل المجهري الإلكترون. </li></ol> 2. الأكسجين Adsorption الحثية الناتجة من قبل UV / المعاملة الأوزون <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع عدة عينات من الصفيف CNT تحت مصباح كثافة عالية بخار الزئبق الذي يولد الإشعاع UV في طول موجة من 185 نانومتر ونانومتر 254. هذه العينات التي تحتاج إلى أن توضع على مسافة عن 5 - 20 سم من المصباح. يمكن أن أن تستخدم A التجارية UV / الأوزون أنظف كبديل (الشكل 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فضح هذه صفائف للإشعاع UV في الهواء في درجة حرارة الغرفة القياسية والضغط. الوقت التعرض إجمالي يعتمد على خصائصها الفيزيائية، السلطة القائمة من الإشعاع UV، ودرجة من wettability التي تريد ان تكون التي تحققت. كما تقريبي، فإنه يأخذ حوالي 30 دقيقة عدد التشعيع UV عند 100 ميغاواط / سم 2 للتبديل تماما لمدة 15 ميكرومتر الصفيف CNT طويل القامة من superhydrophobic إلى superhydrophilic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس زاوية الاتصال ساكنة من صفائف UV / الأوزون CNT تلقى علاجا من المياه باستخدام الاتصال مقياس الزوايا زاوية. ويرد وصف بروتوكول لأداء هذا القياس في القسم 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة-فضح صفائف CNT إلى anotلها جولة من UV / الأوزون العلاج إذا أنهم ليسوا محبة للماء بما فيه الكفاية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتسم بها الكيمياء سطح من الصفيف UV / الأوزون CNT يعامل من قبل X-راي الضوئية الطيفي. </li></ol> 3. الأكسجين الامتزاز المستحثة عن طريق العلاج البلازما الأوكسجين <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع عدة عينات من الصفيف CNT في به الغرفة في أحد الأكسجين أنظف البلازما / آشر / مطبوع (الشكل 4). A البلازما الأكسجين عن بعد أنظف / آشر / مطبوع هو الأفضل من واحد المباشر بسبب طبيعته موحد الخواص. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين معدل تدفق الأكسجين إلى 150 SCCM والضغط غرفة إلى 500 mTorr. تعيين السلطة RF إلى 50 واتس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فضح هذه صفائف إلى البلازما الأكسجين لعدة دقائق. الوقت التعرض إجمالي يعتمد على خصائصها الفيزيائية ودرجة من wettability التي تريد ان تكون التي تحققت. الرعاية لديه التي يتعين اتخاذها لأن البلازما الأكسجين هو قادرة جدا من المؤكسدة تماما على CNT إلى جزيئات 2 CO وCO. كما تقريبي، فإنه ينبغي أن اتخاذ أقل من 30 ميلN لالتبديل تماما أ ملليمتر واحد الصفيف CNT طويل القامة من superhydrophobic إلى superhydrophilic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس زاوية الاتصال ساكنة من البلازما الأكسجين يعامل صفائف CNT لالمياه باستخدام الاتصال مقياس الزوايا زاوية. ويرد وصف بروتوكول لأداء هذا القياس في القسم 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة-فضح صفائف CNT إلى جولة أخرى من العلاج البلازما الأكسجين إذا أنهم ليسوا محبة للماء بما فيه الكفاية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتسم بها الكيمياء السطح من البلازما الأكسجين يعامل CNT الصفيف من قبل X-راي الضوئية الطيفي. </li></ol> 4. الامتزاز الأكسجين الحثية الناتجة عن طريق العلاج فراغ التليين <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع عدة عينات من الصفيف CNT في به الغرفة في فرن فراغ (الشكل 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحد من ضغط الدائرة، أن في لا يقل عن 2.5 عربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزيد من درجة حرارة غرفة إلى 250 ° C، أو ما يفوقها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فضح هذه صفائف إلى فراغ العلاج إعادة طهي للعدة ساعات. الوقت التعرض إجمالي يعتمد على خصائصها الفيزيائية ودرجة من wettability التي تريد ان تكون التي تحققت. كما تقريبي، فإنه يأخذ في لا يقل عن 3 HR للتبديل تماما لمدة 15 ميكرومتر الصفيف CNT طويل القامة من superhydrophilic إلى superhydrophobic والموارد البشرية أكثر من 24 لتحويل أ ملليمتر واحد الصفيف CNT طويل القامة من superhydrophilic إلى superhydrophobic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس زاوية الاتصال ساكنة من الفراغ صلب صفائف CNT لالمياه باستخدام الاتصال مقياس الزوايا زاوية. ويرد وصف بروتوكول لأداء هذا القياس في القسم 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة-فضح صفائف إلى جولة أخرى من فراغ التلدين العلاج إذا أنهم ليسوا مسعور بما فيه الكفاية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتسم بها الكيمياء السطح من فراغ صلب CNT الصفيف من قبل X-راي الضوئية الطيفي. </li></ol> 5. ترطيب خصائص توصيف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ومقياس الزوايا زاوية للإتصال به. ملء للجمعية محقنة مكروية مع المياه منزوع الأيونات. هذا المحاقن لديه إلى أن تكون مجهزة مع إبرة المسطحة ذات الرؤوس 22 مقياس مستقيمة أو أصغر إبرة. بدوره على فان اضاءة. </lط&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع عينة من الصفيف CNT على الطاولة زاوية الاتصال عينة مقياس الزوايا. تأكد من لم يتم إمالة هذه العينة نحو اتجاه واحد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجلب للجمعية microneedles أقرب إلى العينة والاستغناء ببطء على بعد 5 قطيرة المياه ميكرولتر على السطح العلوي من الصفيف CNT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التقاط صورة للقطيرة المياه مرة واحدة أنه قد حان في الراحة على السطح العلوي من الصفيف CNT. تأكد من وقد تم تحقيق ذلك شرطا التوازن قبل اتخاذ الصورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب زاوية الاتصال عن طريق تجهيز الصورة التي تم التقاطها مع أ البرمجيات مخصصة مثل DROPimage من قبل RAME-هارت أو LBADSA. 24 </li></ol>

<ol>
	<li>Sansom, E., Rinderknecht, D., Gharib, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+partial+embedding+of+carbon+nanotubes+within+flexible+transparent+layers.">Controlled partial embedding of carbon nanotubes within flexible transparent layers.</a> Nanotechnology. 19, 035302 (2008).</li><li>Aria, A. I., Gharib, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+Tuning+of+the+Wettability+of+Carbon+Nanotube+Arrays:+The+Effect+of+Ultraviolet/Ozone+and+Vacuum+Pyrolysis+Treatments.">Reversible Tuning of the Wettability of Carbon Nanotube Arrays: The Effect of Ultraviolet/Ozone and Vacuum Pyrolysis Treatments.</a> Langmuir. 27, 9005-9011 (2011).</li><li>Lee, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-power+lithium+batteries+from+functionalized+carbon-nanotube+electrodes.">High-power lithium batteries from functionalized carbon-nanotube electrodes.</a> Nat. Nano. 5, 531-537 (2010).</li><li>Aria, A. I., Gharib, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Dry+Oxidation+on+the+Performance+of+Carbon+Nanotube+Arrays+Electrochemical+Capacitors.">Effect of Dry Oxidation on the Performance of Carbon Nanotube Arrays Electrochemical Capacitors.</a> MRS Proceedings. 1407, (2012).</li><li>Bianco, A., Kostarelos, K., Prato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+carbon+nanotubes+in+drug+delivery.">Applications of carbon nanotubes in drug delivery.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 9, 674-679 (2005).</li><li>Scardino, A. J., Zhang, H., Cookson, D. J., Lamb, R. N., Nys, R. d. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+nano-roughness+in+antifouling.">The role of nano-roughness in antifouling.</a> Biofouling: The Journal of Bioadhesion and Biofilm Research. 25, 757-767 (2009).</li><li>Rothstein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slip+on+Superhydrophobic+Surfaces.">Slip on Superhydrophobic Surfaces.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 42, 89-109 (2010).</li><li>Emsley, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Very+strong+hydrogen-bonding.">Very strong hydrogen-bonding.</a> Chemical Society Reviews. 9, 91-124 (1980).</li><li>Bhushan, B., Jung, Y., Koch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-+nano-+and+hierarchical+structures+for+superhydrophobicity,+self-cleaning+and+low+adhesion.">Micro- nano- and hierarchical structures for superhydrophobicity, self-cleaning and low adhesion.</a> Philosophical Transactions - Royal Society. Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 367, 1631-1672 (2009).</li><li>Krupenkin, T., Taylor, J., Schneider, T., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+rolling+ball+to+complete+wetting:+The+dynamic+tuning+of+liquids+on+nanostructured+surfaces.">From rolling ball to complete wetting: The dynamic tuning of liquids on nanostructured surfaces.</a> Langmuir. 20, 3824-3827 (2004).</li><li>Sun, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+over+the+Wettability+of+an+Aligned+Carbon+Nanotube+Film.">Control over the Wettability of an Aligned Carbon Nanotube Film.</a> Journal of the American Chemical Society. 125, 14996-14997 (2003).</li><li>Ebert, D., Bhushan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transparent,+Superhydrophobic,+and+Wear-Resistant+Coatings+on+Glass+and+Polymer+Substrates+Using+SiO2,+ZnO,+and+ITO+Nanoparticles.">Transparent, Superhydrophobic, and Wear-Resistant Coatings on Glass and Polymer Substrates Using SiO2, ZnO, and ITO Nanoparticles.</a> Langmuir. 28, 11391-11399 (2012).</li><li>Feng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+Super-hydrophobicity+to+Super-hydrophilicity+Transition+of+Aligned+ZnO+Nanorod+Films.">Reversible Super-hydrophobicity to Super-hydrophilicity Transition of Aligned ZnO Nanorod Films.</a> Journal of the American Chemical Society. 126, 62-63 (2003).</li><li>Xu, L., Karunakaran, R. G., Guo, J., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transparent,+Superhydrophobic+Surfaces+from+One-Step+Spin+Coating+of+Hydrophobic+Nanoparticles.">Transparent, Superhydrophobic Surfaces from One-Step Spin Coating of Hydrophobic Nanoparticles.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4, 1118 (2012).</li><li>Lau, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+carbon+nanotube+forests.">Superhydrophobic carbon nanotube forests.</a> Nano Letters. 3, 1701-1705 (2003).</li><li>Hong, Y., Uhm, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobicity+of+a+material+made+from+multiwalled+carbon+nanotubes.">Superhydrophobicity of a material made from multiwalled carbon nanotubes.</a> Applied Physics Letters. 88, 244101 (2006).</li><li>Lee, C. H., Johnson, N., Drelich, J., Yap, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+performance+of+superhydrophobic+and+superoleophilic+carbon+nanotube+meshes+in+water-oil+filtration.">The performance of superhydrophobic and superoleophilic carbon nanotube meshes in water-oil filtration.</a> Carbon. 49, 669-676 (2011).</li><li>Hummers, W. S., Offeman, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Graphitic+Oxide.">Preparation of Graphitic Oxide.</a> Journal of the American Chemical Society. 80, 1339 (1958).</li><li>Park, S., Ruoff, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+methods+for+the+production+of+graphenes.">Chemical methods for the production of graphenes.</a> Nature Nanotechnology. 4, 217-224 (2009).</li><li>Peng, Y., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Oxidation+by+Hydrogen+Peroxide+on+the+Structures+of+Multiwalled+Carbon+Nanotubes.">Effects of Oxidation by Hydrogen Peroxide on the Structures of Multiwalled Carbon Nanotubes.</a> Industrial &amp; Engineering Chemistry Research. 45, 6483-6488 (2006).</li><li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+superhydrophobic+surface+via+carbon+nanotubes+coated+with+a+ZnO+thin+film.">Stable superhydrophobic surface via carbon nanotubes coated with a ZnO thin film.</a> The Journal of Physical Chemistry. B. 109, 7746-7748 (2005).</li><li>Feng, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-Hydrophobic+Surfaces:+From+Natural+to+Artificial.">Super-Hydrophobic Surfaces: From Natural to Artificial.</a> Advanced Materials. 14, 1857-1860 (2002).</li><li>Cho, S., Hong, Y., Uhm, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrophobic+coating+of+carbon+nanotubes+by+CH4+glow+plasma+at+low+pressure,+and+their+resulting+wettability.">Hydrophobic coating of carbon nanotubes by CH4 glow plasma at low pressure, and their resulting wettability.</a> Journal of Materials Chemistry. 17, 232-237 (2007).</li><li>Stalder, A., Kulik, G., Sage, D., Barbieri, L., Hoffmann, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+snake-based+approach+to+accurate+determination+of+both+contact+points+and+contact+angles.">A snake-based approach to accurate determination of both contact points and contact angles.</a> Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects. , 286-2892 (2006).</li><li>Naseh, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+and+clean+functionalization+of+carbon+nanotubes+by+dielectric+barrier+discharge+plasma+in+air+compared+to+acid+treatment.">Fast and clean functionalization of carbon nanotubes by dielectric barrier discharge plasma in air compared to acid treatment.</a> Carbon. 48, 1369-1379 (2010).</li><li>Mawhinney, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+spectral+evidence+for+the+etching+of+carbon+nanotubes:+Ozone+oxidation+at+298+K.">Infrared spectral evidence for the etching of carbon nanotubes: Ozone oxidation at 298 K.</a> Journal of the American Chemical Society. 122, 2383-2384 (2000).</li><li>Sham, M., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+functionalities+of+multi-wall+carbon+nanotubes+after+UV/Ozone+and+TETA+treatments.">Surface functionalities of multi-wall carbon nanotubes after UV/Ozone and TETA treatments.</a> Carbon. 44, 768-777 (2006).</li><li>Banerjee, S., Wong, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+sidewall+functionalization+and+purification+of+single-walled+carbon+nanotubes+by+solution-phase+ozonolysis.">Rational sidewall functionalization and purification of single-walled carbon nanotubes by solution-phase ozonolysis.</a> The Journal of Physical Chemistry. B. 106, 12144-12151 (2002).</li><li>Xu, T., Yang, J., Liu, J., Fu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+of+multi-walled+carbon+nanotubes+by+O2+plasma.">Surface modification of multi-walled carbon nanotubes by O2 plasma.</a> Applied Surface Science. 253, 8945-8951 (2007).</li><li>Felten, A., Bittencourt, C., Pireaux, J. J., Van Lier, G., Charlier, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radio-frequency+plasma+functionalization+of+carbon+nanotubes+surface+O2,+NH3,+and+CF4+treatments.">Radio-frequency plasma functionalization of carbon nanotubes surface O2, NH3, and CF4 treatments.</a> Journal of Applied Physics. 98, 074308 (2005).</li><li>Chen, C., Liang, B., Ogino, A., Wang, X., Nagatsu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+Functionalization+of+Multiwall+Carbon+Nanotubes+by+Microwave-Excited+Surface-Wave+Plasma+Treatment.">Oxygen Functionalization of Multiwall Carbon Nanotubes by Microwave-Excited Surface-Wave Plasma Treatment.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 113, 7659-7665 (2009).</li></ol>

جميع الكتاب تعلن أنه ليس لدينا تضارب في المصالح.

نعتبر UV / العلاج بالأوزون وتقنية الأكسدة الأكثر ملاءمة لأنه لا يمكن أن يؤديها في الهواء عند درجة حرارة الغرفة العادية والضغط لمدة تصل إلى عدة ساعات، اعتمادا على طول الصفيف CNT وقوة الأشعة فوق البنفسجية. الأشعة فوق البنفسجية، التي تم إنشاؤها بواسطة مصباح كثافة عالية بخ...

على مقدمة من المواد الاصطناعية مع خصائص ترطيب الانضباطي وقد مكن العديد من التطبيقات بما في ذلك التنظيف الذاتي الأسطح والهيدروديناميكية الأجهزة الحد من السحب. 6،7 العديد من دراسات نشرت إظهار أن لتصل قيمتها بنجاح خصائص ترطيب من مادة، للمرء أن يكون لتكون قادرة على وقد تختلف تلك الرسوم والخمسين ويمكن الكيمياء السطحية والطبوغرافية خشونة السطح. 8-11 ومن بين المواد المتاحة العديد من غيرها من الاصطناعية، والمواد ذات البنية النانومترية وقد اجتذبت معظم من الاهتمام الواجب لالخاصة بهم المتأصلة خشونة السطح موضوع متعدد المحجمة والسطوح الخاصة بهم functionalized بسهولة من قبل الطرق الشائعة. عدة أمثلة من هذه المواد ذات البنية النانومترية وتشمل أكسيد الزنك، 12،13 ثنائي أكسيد السيليكون SiO 2، ITO 12،14 و 12 و الأنابيب النانوية الكربون (CNT). 15-17 ونحن نعتقد أن القدرة على تصل قيمتها عكسية خصائص ترطيب من CNT لديه الفضيلة خاصة بها منذ أنهم وتعتبر باعتبارها واحدة من أكثر المواد واعدة للالتطبيقات المستقبلستعقد. يمكن أن تحول CNT محبة للماء من قبل functionalizing السطوح الخاصة بهم مع المجموعات الوظيفية اكسيجينية، أدخلت خلال عملية العلاج الأكسدة. حتى هذا التاريخ، وطريقة الأكثر شيوعا أن أعرض عن adsorbates والأكسجين إلى CNT هو البئر-المعروفة تقنيات الأكسدة الرطب، والتي تنطوي على استخدام من أحماض قوية .. ووكلاء المؤكسدة مثل هذه باسم حمض النيتريك وبيروكسيد الهيدروجين. 18-20 هذه التقنيات الأكسدة الرطب هي الصعب إلى يمكن تحجيمها ما يصل الى المستوى الصناعي لأن شؤون السلامة والقضايا البيئية، ومبلغ كبيرا من الوقت لإكمال عملية الأكسدة. في بالإضافة إلى ذلك، يجوز لأي التجفيف نقطة حرجة الأسلوب تحتاج إلى أن تستخدم لتقليل تأثير من القوات الشعرية التي قد تودي هيكل المجهرية والمحاذاة الشاملة من الصفيف CNT أثناء عملية التجفيف. العلاجات الأكسدة الجاف للملابس، مثل UV / الأوزون والعلاجات البلازما الأكسجين، ونقدم مجموعة عملية الأكسدة أكثر أمانا، بشكل أسرع، والخاضعة للرقابة أكثر مقارنة إلى المذكورة آنفاالعلاجات الأكسدة الرطب. يمكن أن تكون مصنوعة CNT مسعور عن طريق إزالة المرفقة المجموعات الوظيفية اكسيجينية من السطوح الخاصة بهم. حتى الآن، وتشارك دائما العمليات تعقيدا في انتاج مسعور للغاية صفائف CNT. عادة ما، وهذه صفائف لديك لتطلى مع المنظمات غير ترطيب المواد الكيميائية، مثل PTFE، أكسيد الزنك، وfluoroalkylsilane، 15،21،22 أو أن تكون الهدوء الى من قبل الفلور أو المواد الهيدروكربونية العلاج البلازما، ومثل CF4 وCH 4. 16،23 على الرغم من أن العلاجات المشار إليها أعلاه هي ليس من الصعب جدا إلى يمكن تحجيمها ما يصل الى المستوى الصناعي، فهي ليست قابل للعكس. مرة واحدة يتعرض لها CNT إلى هذه العلاجات يمكن أن، لم يعد من الممكن المقدمة محبة للماء من قبل باستخدام أساليب أكسدة مشتركة. الأساليب المقدمة في هذه الوثيقة إظهار أن يمكن ضبطها على wettability من صفائف CNT بشكل مباشر ومريح عبر مراسل مزيج من الأكسدة الجافة وفراغ العلاجات التلدين (الشكل 1). الأكسجين أdsorption والامتزاز العمليات التي يسببها من قبل هذه العلاجات قابلة للعكس للغاية لأن من طبيعة غير مدمرة الخاصة بهم وعدم وجود من غيرها من الشوائب. بالتالي، هذه العلاجات تسمح إلى يتم صفائف CNT تحولت مرارا وتكرارا بين محبة للماء ومسعور. مزيد من، هذه العلاجات هي عملية للغاية، واقتصادا،، ويمكن أن يمكن تحجيمها بسهولة ما يصل منذ لا يمكن أن يؤديها أنهم باستخدام أي الفرن فراغ التجارية وUV / الأوزون أو الأكسجين أنظف البلازما. ملاحظة أن وتزرع على محاذاة عموديا صفائف CNT المستخدمة هنا من قبل القياسية الحرارية تقنية بخار الكيميائية (CVD) ترسب. وتزرع عادة ما تكون هذه صفائف على المغلفة محفز ركائز رقاقة السيليكون في فرن أنبوب الكوارتز تحت أ تدفق من الكربون التي تحتوي على الغازات السلائف في درجة حرارة مرتفعة. يمكن أن تختلف مع تحديد متوسط ​​مدة من صفائف من أ ميكرومتر عدد قليل إلى أحد طويلة ملليمتر عن طريق تغيير الوقت النمو.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td> Material Name</td>
 <td> Company</td>
 <td> Catalogue Number</td>
 <td> Comments (optional)</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Lindberg Blue M Mini-Mite tube furnace</td>
 <td>Thermo Scientific</td>
 <td>TF55030A</td>
 <td>1" tube furnace for CNT array growth</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Electronic mass flow controllers</td>
 <td>MKS</td>
 <td>PFC-50 &pi;MFC</td>
 <td>Max flow rate of 1000 sccm </td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Electronic pressure controller</td>
 <td>MKS</td>
 <td>PC-90 &pi;PC</td>
 <td>Max pressure of 1000 Torr</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>1" quartz tube</td>
 <td>MTI Corp.</td>
 <td>>EQ-QZTube-25GE-610</td>
 <td>1" D x 24" L</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Hydrogen gas</td>
 <td>Airgas</td>
 <td>HY UHP200</td>
 <td>CNT array growth precursor gas, 99.999% purity</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Ethylene gas</td>
 <td>Matheson</td>
 <td>G2250101</td>
 <td>CNT array growth precursor gas, 99.999% purity</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Argon gas</td>
 <td>Airgas</td>
 <td>AR UHP200</td>
 <td>CNT array growth precursor gas, 99.999% purity</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Silicon wafer</td>
 <td>El-Cat</td>
 <td>2449</td>
 <td>With 300 nm polished thermal oxide layer</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Iron pellets</td>
 <td>Kurt J Lesker</td>
 <td>EVMFE35EXEA</td>
 <td>99.95% purity</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Aluminum oxide pellets</td>
 <td>Kurt J Lesker</td>
 <td>EVMALO-1220B</td>
 <td>99.99% purity</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>E-beam evaporator</td>
 <td>CHA Industries</td>
 <td>CHA Mark 40</td>
 <td>For buffer and catalyst layer deposition</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>UV/ozone cleaner</td>
 <td>BioForce Nanosciences</td>
 <td>ProCleaner Plus</td>
 <td>For oxidizing CNT array</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Oxygen plasma cleaner</td>
 <td>PVA TePla</td>
 <td>M4L</td>
 <td>For oxidizing CNT array</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Vacuum oven</td>
 <td>VWR</td>
 <td>97027-664 </td>
 <td>For deoxidizing CNT array</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>SEM</td>
 <td>Zeiss</td>
 <td>1550 VP</td>
 <td>For CNT array growth characterization</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>XPS</td>
 <td>Surface Science </td>
 <td>M-Probe</td>
 <td>For surface chemistry characterization</td>
 </tr>
 <tr >
 <td>Contact angle goniometer</td>
 <td>ram&eacute;-hart</td>
 <td>Model 190</td>
 <td>For wetting properties characterization</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

dry oxidation and vacuum annealing treatments for tuning the wetting properties of carbon nanotube arrays

في هذه المقالة، ونحن تصف طريقة بسيطة لتصل قيمتها عكسية خصائص ترطيب من أنابيب الكربون محاذاة عموديا (CNT) صفائف. هنا، يتم تعريف صفائف CNT كما معبأة كثيفة الأنابيب النانوية الكربون موضوع متعدد المسورة عمودي الموجهة نحو إلى الركيزة النمو ونتيجة لذلك لأحد عملية النمو من قبل القياسية الحرارية الكيميائية بخار ترسب (CVD) تقنية. 1،2 وهذه صفائف CNT ويتعرض بعد ذلك إلى فراغ التلدين العلاج لجعلها أكثر مسعور أو لتجف العلاج الأكسدة لتقديم لهم المزيد من محبة للماء. يمكن أن تحول على مسعور صفائف CNT محبة للماء من خلال تعريض لهم لتجف العلاج الأكسدة، في حين يمكن أن تحول على محبة للماء صفائف CNT مسعور من خلال تعريض لهم لفراغ التلدين العلاج. باستخدام مزيج من على حد سواء العلاجات، وويمكن صفائف CNT تحولت مرارا وتكرارا ما بين 2. محبة للماء ومسعور ولذلك، الجمع بين مثل هذه تظهر المواد ذات القدرة العالية جدا في العديد من تطبيقات الصناعية والاستهلاكية،بما في ذلك نظام طريقة الشحن و الدفع المخدرات وعالية المكثفات الفائقة الكثافة السلطة. 3-5 على مفتاح إلى وقد تختلف تلك الرسوم على wettability من صفائف CNT هو السيطرة على تركيز سطح من adsorbates والأوكسجين. يمكن أن في الأساس يتم أدخلت adsorbates والأكسجين من خلال تعريض صفائف CNT إلى أي علاج الأكسدة. هنا ونحن استخدام العلاجات الأكسدة الجاف للملابس، مثل البلازما الأكسجين وUV / الأوزون، إلى functionalize السطح من CNT مع المجموعات الوظيفية اكسيجينية. هذه المجموعات اكسيجينية وظيفية تسمح السندات الهيدروجين بين سطح من CNT والجزيئات الماء لتكوين، مما يجعل CNT محبة للماء. لتحويل لهم مسعور يجب أن، ستتم إزالة الأكسجين كثف من على سطح الأرض من CNT. هنا ونحن توظيف العلاج فراغ التلدين للحث على الأكسجين عملية الامتزاز. صفائف CNT مع تركيز سطح منخفضة للغاية من adsorbates والأكسجين المعرض مجموعة السلوك superhydrophobic.

صفها الأسلوب CVD أعلاه نتائج البحث في معبأة كثيفة محاذاة عموديا صفائف CNT موضوع متعدد المسورة مع عدد نموذجية؛ القطر: من الجدار، وفي جملة-الأنابيب الجزيئية المباعدة بين الولادات حوالي 12 - 20 نانومتر، 8 حتي 16 الجدران، وو 40 - 100 نانومتر على التوالي. يمكن أن تختلف مع تحديد متوس?...

Watch this Scientific Journal Video about Dry Oxidation and Vacuum Annealing Treatments for Tuning the Wetting Properties of Carbon Nanotube Arrays at JoVE.com

Dry Oxidation and Vacuum Annealing Treatments for Tuning the Wetting Properties of Carbon Nanotube Arrays

توضح هذه المقالة طريقة بسيطة لصنع محاذاة عموديا صفائف أنابيب الكربون من الأمراض القلبية الوعائية وتصل قيمتها لاحقا خصائص ترطيب من خلال تعريضهم لفراغ الصلب أو جافة علاج الأكسدة.

الجاف للملابس الأكسدة وفراغ التليين العلاجات للموالفة على خصائص ترطيب من صفائف الأنابيب الجزيئية الكربون

In this article, we describe a simple method to reversibly  tune the wetting properties of vertically aligned carbon nanotube (CNT) arrays.  Here, CNT ...

dry-oxidation-vacuum-annealing-treatments-for-tuning-wetting

Research

JoVE Journal

Engineering

14.9K Views.  California Institute of Technology. توضح هذه المقالة طريقة بسيطة لصنع محاذاة عموديا صفائف أنابيب الكربون من الأمراض القلبية الوعائية وتصل قيمتها لاحقا خصائص ترطيب من خلال تعريضهم لفراغ الصلب أو جافة علاج الأكسدة.

Video: Dry Oxidation and Vacuum Annealing Treatments for Tuning the Wetting Properties of Carbon Nanotube Arrays

Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

تلفيق، التكثيف، وطبق الأصل من صب 3D المجهرية الأنابيب الجزيئية الكربونية

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Synthesis and Functionalization of Nitrogen-doped Carbon Nanotube Cups with Gold Nanoparticles as Cork Stoppers

Nitrogen-doped carbon nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs). These as-synthesized graphitic nanocups from chemical vapor deposition (CVD) method were stacked in a head-to-tail fashion held only through noncovalent interactions. Individual NCNCs can be isolated out of their stacking structure through a series of chemical and physical separation processes. First, as-synthesized NCNCs were oxidized in a mixture of strong acids to introduce oxygen-containing defects on the graphitic walls. The oxidized NCNCs were then processed using high-intensity probe-tip sonication which effectively separated the stacked NCNCs into individual graphitic nanocups. Owing to their abundant oxygen and nitrogen surface functionalities, the resulted individual NCNCs are highly hydrophilic and can be effectively functionalized with gold nanoparticles (GNPs), which preferentially fit in the opening of the cups as cork stoppers. These graphitic nanocups corked with GNPs may find promising applications as nanoscale containers and drug carriers.

We discussed the synthesis of individual graphitic nanocups using a series of techniques including chemical vapor deposition, acid oxidation and probe-tip sonication. By citrate reduction of HAuCl4, the graphitic nanocups were effectively corked with gold nanoparticles due to the chemically reactive edges of the cups.

التوليف وFunctionalization من النيتروجين مخدر الكؤوس الأنابيب الجزيئية الكربونية مع جزيئات الذهب كما سدادات الفلين

Nitrogen-doped carbon  nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as  nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs).  These ...

Fine-tuning the Size and Minimizing the Noise of Solid-state Nanopores

Solid-state nanopores have emerged as a versatile tool for the characterization of single biomolecules such as nucleic acids and proteins1. However, the creation of a nanopore in a thin insulating membrane remains challenging. Fabrication methods involving specialized focused electron beam systems can produce well-defined nanopores, but yield of reliable and low-noise nanopores in commercially available membranes remains low2,3 and size control is nontrivial4,5. Here, the application of high electric fields to fine-tune the size of the nanopore while ensuring optimal low-noise performance is demonstrated. These short pulses of high electric field are used to produce a pristine electrical signal and allow for enlarging of nanopores with subnanometer precision upon prolonged exposure. This method is performed in situ in an aqueous environment using standard laboratory equipment, improving the yield and reproducibility of solid-state nanopore fabrication.

A methodology for preparing solid-state nanopores in solution for biomolecular translocation experiments is presented. By applying short pulses of high electric fields, the nanopore diameter can be controllably enlarged with subnanometer precision and its electrical noise characteristics significantly improved. This procedure is performed in situ using standard laboratory equipment under experimental conditions.

صقل الحجم والتقليل من الضوضاء من الحالة الصلبة ثقوب النانو

Solid-state nanopores have emerged as a versatile tool for the characterization of single biomolecules such as nucleic acids and proteins1. However, the ...

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two solution-processed polymeric cells connected in parallel by a transparent carbon nanotubes (CNT) interlayer. This structure includes improvements in fabrication techniques for tandem OPV devices. First the need for ambient-processed cathodes is considered. The CNT anode in the tandem device is tuned via ionic gating to become a common cathode. Ionic gating employs electric double layer charging to lower the work function of the CNT electrode. Secondly, the difficulty of sequentially stacking tandem layers by solution-processing is addressed. The devices are fabricated via solution and dry-lamination in ambient conditions with parallel processing steps. The method of fabricating the individual polymeric cells, the steps needed to laminate them together with a common CNT cathode, and then provide some representative results are described. These results demonstrate ionic gating of the CNT electrode to create a common cathode and addition of current and efficiency as a result of the lamination procedure.

A method of fabricating, in ambient conditions, organic photovoltaic tandem devices in a parallel configuration is presented. These devices feature an air-processed, semi-transparent, carbon nanotube common cathode.

الطريقة المحيطة لإنتاج وIonically عن طريق بوابة الأنابيب الجزيئية الكربونية القطب السالب المشترك جنبا الى جنب في خلايا الشمسية العضوية

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

تلفيق درجة الحرارة منخفضة الكربون الأنابيب الجزيئية عمودي روابط متوافق مع تكنولوجيا أشباه الموصلات

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their behavior for single stages of a process or even an entire process. For the simulation with occurring particle-particle and particle-wall contacts, the value of the coefficient of restitution is required. It can be determined experimentally. The coefficient of restitution depends on several parameters like the impact velocity. Especially for fine particles the impact velocity depends on the air pressure and under atmospheric pressure high impact velocities cannot be reached. For this, a new experimental setup for free-fall tests under vacuum conditions is developed. The coefficient of restitution is determined with the impact and rebound velocity which are detected by a high-speed camera. To not hinder the view, the vacuum chamber is made of glass. Also a new release mechanism to drop one single particle under vacuum conditions is constructed. Due to that, all properties of the particle can be characterized beforehand.

The coefficient of restitution is a parameter that describes the loss of kinetic energy during collision. Here, a free-fall setup under vacuum conditions is developed to be able to determine the coefficient of restitution parameter for particles in micrometer range with high impact velocities.

وضع الإعداد التجريبية لقياس معامل الرد تحت ظروف الفراغ

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. Conventionally reserved for the fabrication of metal thin films, thermal evaporation deposits bismuth into an array of vertical single crystalline nanowires over a flat thin film of vanadium held at RT, which is freshly deposited by magnetron sputtering or thermal evaporation. By controlling the temperature of the growth substrate the length and width of the nanowires can be tuned over a wide range. Responsible for this novel technique is a previously unknown nanowire growth mechanism that roots in the mild porosity of the vanadium thin film. Infiltrated into the vanadium pores, the bismuth domains (~ 1 nm) carry excessive surface energy that suppresses their melting point and continuously expels them out of the vanadium matrix to form nanowires. This discovery demonstrates the feasibility of scalable vapor phase synthesis of high purity nanomaterials without using any catalysts.

A protocol for seedless and high yield growth of bismuth nanowire arrays through vacuum thermal evaporation technique is presented.

نمو البذور من البزموت أسلاك متناهية الصغر صفيف عبر فراغ التبخر الحراري

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Two-way Valorization of Blast Furnace Slag: Synthesis of Precipitated Calcium Carbonate and Zeolitic Heavy Metal Adsorbent

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with sufficient heavy metal adsorption capacity. To this end, blast furnace slag, a residue from iron-making, is utilized as the starting material. Calcium is selectively extracted from the slag by leaching with acetic acid (2 M CH3COOH) as the extraction agent. The filtered leachate is subsequently physico-chemically purified and then carbonated to form precipitated calcium carbonate (PCC) of high purity (&lt;2 wt% non-calcium impurities, according to ICP-MS analysis). Sodium hydroxide is added to neutralize the regenerated acetate. The morphological properties of the resulting calcitic PCC are tuned for its potential application as a filler in papermaking. In parallel, the residual solids from the extraction stage are subjected to hydrothermal conversion in a caustic solution (2 M NaOH) that leads to the predominant formation of a particular zeolitic mineral phase (detected by XRD), namely analcime (NaAlSi2O6&#8729;H2O). Based on its ability to adsorb Ni2+, as reported from batch adsorption experiments and ICP-OES analysis, this product can potentially be used in wastewater treatment or for environmental remediation applications.

A protocol for the parallel production of precipitated calcium carbonate and zeolitic material from blast furnace slag via mineral carbonation and alkaline hydrothermal conversion, respectively, is presented. The performance of the zeolitic material towards nickel adsorption is tested.

في اتجاهين تثمين انفجار فرن الخبث: توليف معجل كربونات الكالسيوم والأنظف الزيوليت المعادن الثقيلة الممتزات

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with ...

Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning electron microscope (ESEM) operating with a low pressure water vapor ambient. In this technique, a portion of the electron beam interacts with the water vapor in the vicinity of the CNT sample, dissociating the water molecules into hydroxyl radicals and other species by radiolysis. The remainder of the electron beam interacts with the CNT forest sample, making it susceptible to oxidation from the chemical products of radiolysis. This technique may be used to trim a selected region of an individual CNT, or it may be used to remove hundreds of cubic microns of material by adjusting ESEM parameters. The machining resolution is similar to the imaging resolution of the ESEM itself. The technique produces only small quantities of carbon residue along the boundaries of the cutting zone, with minimal effect on the native structural morphology of the CNT forest.

Low pressure scanning electron microscopy in a water vapor ambient is used to machine nanoscale to microscale features in carbon nanotube forests.

الدقة طحن الأنابيب الجزيئية الكربونية الغابات عن طريق انخفاض الضغط الضوئي المجهر الإلكتروني

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning ...

Orientational Transition in a Liquid Crystal Triggered by the Thermodynamic Growth of Interfacial Wetting Sheets

In liquid crystal (LC) physical chemistry, molecules near the surface play a great role in controlling bulk orientation. Thus far, mainly to achieve desired molecular orientation states in LC displays, the "static" surface property of LCs, so-called surface anchoring, has been intensively studied. As a rule of thumb, once the initial orientation of LCs is "locked" by specific surface treatments, such as rubbing or treatment with a specific alignment layer, it hardly changes with temperature. Here, we present a system exhibiting an orientational transition upon temperature variation, which conflicts with the consensus. Right on the transition, the bulk LC molecules experience the orientational rotation, with 90&#176; between the planar (P) orientation at high temperatures and the vertical (V) orientation at low temperatures in the first-order transitional manner. We have tracked thermodynamic surface anchoring behavior by means of polarizing optical microscopy (POM), dielectric spectroscopy (DS), high-resolution differential scanning calorimetry (HR-DSC), and grazing incidence X-ray diffraction (GI-XRD) and reached a plausible physical explanation: that the transition is triggered by a growth of surface wetting sheets, which impose the V orientation locally against the P orientation in the bulk. This landscape would provide a general link explaining how the equilibrium bulk orientation is affected by surface-localized orientation in many LC systems. In our characterization, POM and DS are advantageous by offering information on the spatial distribution of the orientation of LC molecules. HR-DSC gives information about the precise thermodynamic information on transitions, which cannot be addressed by conventional DSC instruments due to limited resolution. GI-XRD provides information on surface-specific molecular orientation and short-range orderings. The goal of this paper is to present a protocol for preparing a sample that exhibits the transition and to demonstrate how the thermodynamic structural variation, both in the bulk and on surfaces, can be analyzed through the abovementioned methods.

Here, we present a protocol to trigger an orientational transition of a liquid crystal in response to temperature. Methodologies are described for preparing a sample in order to observe the transition and the detailed transitional evolution.

التحول الشرقي في الكريستال السائل الناجم عن النمو الديناميكي للصفائح الرطب بينية

In liquid crystal (LC) physical chemistry, molecules near the surface play a great role in controlling bulk orientation. Thus far, mainly to achieve ...