Yazarlar bu proje onun yardım için UC Merced Tim Allis teşekkür etmek istiyorum. UCM at NSF-PARALAR programı bu çalışmanın erken kısmında (KAM) destekledi. Bir NSF-Köprüsü ödül konferanslara bu iş ve seyahat giderleri için fonlar sağlayarak, ortak yazarları (BND ve KAM) destekledi. Araştırma grubu Köprüsü ödül ile bu çalışmaları finanse için öncelikle Ulusal Bilim Vakfı beyan etmek istemektedir. Bu malzeme Hibe sayılı 1032653 altında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen çalışma dayanmaktadır.

1. NanospringCarver Dosyalarının Hazırlanması ve LINUX PC&#39;de MATLAB başlayan Aşağıdaki adımlar Online 26. dosyalarının faydalanmak için genel bir kullanıcı için tasarlanmıştır. <ol><li> &quot;Ev&quot; veya başka bir tercih dizine nanosprings.tar.gz dosya arşivi paketinden çıkarın. <ol><li> Web deposundan 26 nanosprings.tar.gz dosya arşivi indirin. </li><li> Indirilen arşiv bulun ve &quot;Belgeler / Nanosprings&quot; başlıklı bir tercih çalışma dizinine taşıyın. </li><li> Nanosprings.tar.gz sağ tıklatın ve sağ-tıklama bağlam menüsünden &quot;Burada ayıklamak&quot; seçeneğini seçin. </li></ol></li><li> Gerekli tüm dosyaları geçerli dizinde bulunduğunu doğrulayın. Bu dosyaları ve bunların amacı takip listesi: Makefile - elle nanosprings.cpp ve Point.cpp için derleme yönetilen dosyayı Nanosprings.fig -MATLAB GUI internals Nanosprings.m -MATLAB GUI kodu Point.cpp - Nokta (atom) sınıf tanımı Point.h - Nokta (atom) sınıf başlık oymak - stand-alone nanosprings çalıştırılabilir example.par - örnek parametre dosya glasscube.inp - glasscube veri dosyası nanosprings.cpp - Ana nanosprings kodu nanosprings_diagram.jpg - Örnek ekran için nanospring nanospringsmex.cpp - MATLAB entegre nanosprings.cpp nanospringsmex.mexglx - MATLAB entegre nanosprings çalıştırılabilir Not: kullanıcı (bu örnekte 32-bit sürümü), özellikle kullanılan Linux makine için &quot;nanospringsmex.mexglx&quot; yürütülebilir dosya oluşturmak gerekir. Bu henüz bitmiş değilse, MATLAB &quot;mex&quot; derleyici erişimi doğrulamak&quot;mex&quot; komut satırında yazarak ve programın varlığını doğrulayarak. Ayrıca komut satırına &quot;matlab&quot; yazarak Matlabda erişimi doğrulamak. Aşağıdaki talimatlarda gösterildiği gibi, &quot;nanospringsmex.mexglx&quot; çalıştırılabilir MATLAB entegre NanospringCarver dosya yaratacaktır &quot;mex nanospringsmex.cpp Point.cpp&quot; yazmanız için bir komut satırı kullanma. GUI arayüzü için gerekli olmasa NanospringCarver programı bir stand-alone sürümü istenirse, bir komut satırında &quot;make&quot; yazarak oluşturulabilir. Bu &quot;bölmek&quot; yürütülebilir dosya oluşturmak için bir araya nanosprings.cpp ve Point.cpp program elemanlarını derlemek olacaktır. Bu eğitimde, &quot;glasscube.inp&quot; dosya 192.000 silikon ve oksijen atomları temsil eden, için konum bilgilerini içerir<html> ga silis camı modeli, her bir atom numarası içeren bir çizgi, atom tipine, ve x, y ile z atomu koordinatları. Dosyanın ilk satırı, toplam atom sayısı (192.000) &#39;dir. Bu dosyada atomik koordinatlar nanometre mesafeleri temsil edeceğini 0,716 ile çarpılır ise göreceli değerlerdir. </li><li> Masaüstünde, bir terminal penceresi açın. Birçok Linux sürümleri aynı anda, &quot;Alt&quot; ve &quot;T&quot; tuşları &quot;Ctrl&quot; tuşuna basarak bunu gerçekleştirmek üzerinde. </li><li> Nanosprings proje dosyaları yazarak çıkarıldı içine klasöre dizini değiştirin: cd Documents / Nanosprings / </li><li> Sonra, yazarak sistemi için ikili derlemek için komutu çalıştırın: mex nanospringsmex.cpp Point.cpp </li><li> Sonraki komut satırında matlab yazarak MATLAB başlatmak </li></ol> 2. değiştirme ve NanospringCarver Programa bir Grafik Kullanıcı Arayüzü (GUI) kullanarak &quot;ove_content&gt; çevrimiçi 26. dosyalarını kullanarak aşağıdaki adımları izleyin. <ol><li> KILAVUZ hızlı başlatma (Şekil 3) ile yeni bir pencere görüntülemek için, sol üst araç çubuğu alanına (Şekil 2), GUIDE simgesini tıklatarak MATLAB GUIDE açın. </li></ol><img alt="Şekil 2," fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig2highres.jpg" width="600" /> Şekil 2: MATLAB GUIDE açmak için nasıl gösteren MATLAB kullanıcı arayüzü. <img alt="Şekil 3," fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig3highres.jpg" width="600" /> Şekil 3: MATLAB KILAVUZU arayüzü ilk olarak başlatılması. <ol start="2"><li> Varolan bir rakam değiştirmek için &quot;Aç varolan GUI&quot; sekmesini (Şekil 4) kullanın. Mevcut GUI aramak için &quot;Gözat&quot; butonuna tıklayınşekil değiştirilecek. Rakam dosyayı seçtikten sonra GUI figürü ile yeni bir pencere görüntülemek için her iki pencere üzerinde &quot;Open&quot; tıklayın (Nanosprings.fig, mavi kutuya bakınız). Sol paneldeki GUI oluşturma (Şekil 5) kullanılacak düğmeler kullanılabilir bulun. </li></ol><img alt="Şekil 4," fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig4highres.jpg" width="600" /> Şekil 4: Varolan GUI rakam dosyasının nasıl açılacağını gösteren MATLAB KILAVUZU arayüzü. <img alt="Şekil 5," fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig5highres.jpg" width="600" /> Şekil 5: MATLAB KILAVUZU arayüzü mevcut bir GUI rakam değiştirmek için araçlar gösteriliyor. <ol start="3"><li> GUI çalıştırmak için, altında &quot;Çalıştır&quot; tıklayın &quot;Araçlar &quot;menüsü. Bir pop-up penceresi çalıştırmadan önce rakam kaydetmek isteyip sorar Sonra, &quot;Evet&quot; i tıklayın. Yeni bir pencere değiştirilmiş GUI görüntüler. </li><li> Gerekirse, bir örnek olarak bu GUI kullanarak farklı bir özel malzeme için başka GUI oluşturmak. </li><li> İlk GUI üstündeki &quot;girdi modeli dosyasını seçin&quot; butonuna tıklayın ve &quot;glasscube.inp&quot; dosyasına gidin, örnek çalışmasını ayarlamak için. Bu dosyayı seçin ve tarama penceresini kapatmak için &quot;Aç&quot; a tıklayın. Buna seçilen giriş dosya ve yol artık &quot;Seçili giriş modeli dosyası&quot; butonuna (Şekil 6) sağ GUI penceresinde görünmelidir. </li></ol><img alt="Şekil 6," fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig6highres.jpg" width="600" /> Şekil 6: Bir örnek silis nanospring model oluşturmak için GUI kullanarak ekran görüntüsü. <ol start="6"><li> Ardından, göz ve içine çıktı modeli kaydetmek için dizini seçmek için &quot;Çıktı Modeli&quot; bölümünde &quot;Browse&quot; butonunu kullanabilirsiniz. Zaten bu düğmeye sağ eşlik penceresinde listelenen bir çıkış dizini bile olsa, çıkış dizin aktif etkin olması çalıştırmak için sırayla seçili olduğundan emin olun. Not: Listelenen &quot;Avans Parametreler Minimum Distance&quot; değeri (Şekil 6 0,209311) Bu örnekte verilen &quot;glasscube.inp&quot; girdi dosyası için özel bilgisayarlı, ve olduğu gibi bırakılmalıdır. Bu değer modelini çalıştırmadan önce bu konumda &quot;0&quot; değerini girerek farklı bir girdi dosyasının ilk kullanımda gerekli bilgisayarlı olabilir. Bu örnekte, her parametre değerleri koordinat sistemi atom olan girişe uygun göre birimlerindedir. 0,716 ile çarpılır ise parametre değerleri nanometre mesafeleri temsil edecekti. &lt;/ Li&gt; <li> GUI &quot;Çalıştır&quot; düğmesine basarak r = 1.0, R = 5.0, p = 1.5, d = 0,209311 verili yay parametreleri kullanarak örnek çalıştırın. MATLAB komut penceresinde vadede görünüm geribildirim (Şekil 7). Geribildirim, giriş veri dosyası başarıyla okuma olduğunu, bahar parametreler teyit olup olmadığını kontrol edin ve adlandırılmış çıktı dosyasında saklanan sonuçlar &quot;model&quot; açıklanmıştır. </li></ol><img alt="Şekil 7," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig7highres.jpg" width="500" /> Şekil 7: GUI tabanlı Nanosprings çalışmadan elde MATLAB komut penceresi geribildirim. Not: Yukarıdaki örnekte, dosya &quot;model&quot; bir atomlarının toplam sayısı veren ilk satır ile istenen bir yay, satır başına bir tane ihtiva eden 5176 atomu içerendosyasında. Bir atom tanımlayan her satırı atom numarası, atom türü ve x, y, o atomun z koordinatlarını içerir. <ol start="8"><li> GUI arayüzü sonlandırıldığında, MATLAB &quot;Nanosprings.m&quot; &quot;Mevcut Klasör&quot; penceresinde, sağ tıklayarak izleyen ishal yapar ve &quot;Çalıştır&quot; seçerek doğrudan GUI arayüzü getirmek için. Not: Çeşitli referanslar MATLAB GUIDE ek bilgi ve temel KILAVUZU arayüzü için 27-31 listelenir. </li></ol> Açık kaynak Görüntüleyicilerde 19 3. Doğrulama NanospringCarver Sonuçları Aşağıdaki adımlar görselleştirmek ve NanospringCarver tarafından oluşturulan çıktı bahar modelleri doğrulamak için genel bir kullanıcı için tasarlanmıştır. <ol><li> Görüntüleme programı 19 içine girişi için dosya üretmek için, yukarıda tarif edildiği gibi NanospringCarver MATLAB GUI kullanın. Görselleştirme programını çalıştırırken, &quot;nokta coordin kullanın, &quot;giriş seçeneği dosya rengine göre atom türlerini ayırt, ve alan için bir eksen ızgara kenarlığı seçin yedik. </li><li> Bahar modellerinde mesafeleri ölçmek ve bunların kaydını yapmak. </li><li> İstenilen bahar boyutlarda karşı ölçülen verileri karşılaştırmak ve bahar modeli doğruluğunu. </li></ol> 4. Nanosprings MD Çekme Simülasyonlarında NanospringCarver Kullanma Sonuçlar Aşağıdaki adımlar, geleneksel bir açık-kaynak MD kodu 32 girdi olarak NanospringCarver tarafından oluşturulan yay modelleri kullanmak için genel bir kullanıcı için özetlenmiştir. <ol><li> MD programı LAMMPS açık kaynak son sürümünü indirin. Kılavuzları ve örnekler için ilgili çevrimiçi belgelerine bakın. </li><li> 18 daha önce rapor edildiği gibi, uygun bir başlangıç ​​bulkunun silis camı modelini hazırlamak amacıyla istenen nanospring modelinin boyutlarını belirler. </li><li> NanospringCarver MATLAB GUI kullanarak istenen nanospring model oluşturmak (bkz Section 2 yukarıda). </li><li> Eksenel 11,13,23 modeli gerilmesiyle istenilen nanospring Çekme simülasyonlar yapın. Nanospring modelin bir örnek video gerildikten üretin (aşağıda Şekil 8, görmek ve Animasyonlu Şekil 1) görselleştirme ve analiz için. Gerilim altında birkaç nanospring modellerin gerilme-deformasyon davranışı ve sertliği ile ilgili bilimsel sonuçlar başka bir yerde 23 bildirilmiştir. </li></ol><img alt="Şekil 8," fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig8highres.jpg" width="400" /> Şekil 8: çekme simülasyon sırasında silika nanospring Screenshot (aynı zamanda Şekil 1 Hareketli bakınız).

<ol>
	<li>Gao, P. 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=Conversion+of+zinc+oxide+nanobelts+into+superlattice-structured+nanohelices.">Conversion of zinc oxide nanobelts into superlattice-structured nanohelices.</a> Science. 309 (5741), 1700-1704 (2005).</li><li>McIlroy, D. N., Zhang, D., Kranov, Y., Norton, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosprings.">Nanosprings.</a> Appl. Phys. Lett. 79 (10), 1540-1542 (2001).</li><li>He, Y., 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=Multilayered+Si/Ni+nanosprings+and+their+magnetic+properties.">Multilayered Si/Ni nanosprings and their magnetic properties.</a> Small. 3 (1), 153-160 (2007).</li><li>Cammarata, R. C., Sieradzki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+and+interface+stresses.">Surface and interface stresses.</a> Annu. Rev. Mater. Sci. 24 (1), 215-234 (1994).</li><li>Becker, N., 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=Molecular+nanosprings+in+spider+capture-silk+threads.">Molecular nanosprings in spider capture-silk threads.</a> Nat. Mater. 2 (4), 278-283 (2003).</li><li>Singh, J. P., Liu, D. -. L., Ye, D. -. X., Picu, R. C., Lu, T. -. M., Wang, G. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-coated+Si+springs:+nanoelectromechanical+actuators.">Metal-coated Si springs: nanoelectromechanical actuators.</a> Appl. Phys. Lett. 84 (18), 3657-3659 (2004).</li><li>Kim, K. J., Park, K., Lee, J., Zhang, Z. M., King, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotopographical+imaging+using+a+heated+atomic+force+microscope+cantilever+probe.">Nanotopographical imaging using a heated atomic force microscope cantilever probe.</a> Sens. Actuators A-Phys. 136 (1), 95-103 (2007).</li><li>Dobrokhotov, 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=ZnO+coated+nanospring-based+chemiresistors.">ZnO coated nanospring-based chemiresistors.</a> J. Appl. Phys. 111 (4), 044311-044318 (2012).</li><li>Sai, V. V. R., 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=Chapter+1:+Bio+Sensors,+Diagnostics+&amp;+Imaging.">Chapter 1: Bio Sensors, Diagnostics &amp; Imaging.</a> Nanotechnology 2010: Bio Sensors, Instruments, Medical, Environment and Energy. , 19 (2010).</li><li>Sai, V. V. R., 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=Silica+nanosprings+coated+with+noble+metal+nanoparticles:+highly+active+SERS+substrates.">Silica nanosprings coated with noble metal nanoparticles: highly active SERS substrates.</a> J. Phys. Chem. C. 115 (2), 453-459 (2010).</li><li>Fonseca, d. a., Galv&#227;o, A. F., S, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+nanosprings.">Mechanical properties of nanosprings.</a> Phys. Rev.Lett. 92 (17), 175502-175505 (2004).</li><li>Zhang, G., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characteristics+of+nanoscale+springs.">Mechanical characteristics of nanoscale springs.</a> J. Appl. Phys. 95 (1), 267-271 (2004).</li><li>Fonseca, d. a., Malta, A. F., Galv&#227;o, C. P., S, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+amorphous+nanosprings.">Mechanical properties of amorphous nanosprings.</a> Nanotechnology. 17 (22), 5620-5626 (2006).</li><li>Mohedas, I., Garcia, A. P., Buehler, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomechanics+of+biologically+inspired+helical+silica+nanostructures.">Nanomechanics of biologically inspired helical silica nanostructures.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part N: J. Nanoengineering and Nanosystems. 224 (3), 93-100 (2010).</li><li>Chang, I. L., Yeh, M. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+atomistic+study+of+nanosprings.">An atomistic study of nanosprings.</a> J. Appl. Phys. 104 (2), 0243051-0243056 (2008).</li><li>Poggi, M. A., 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=Measuring+the+compression+of+a+carbon+nanospring.">Measuring the compression of a carbon nanospring.</a> Nano Lett. 4 (6), 1009-1016 (2004).</li><li>Chen, 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=Mechanics+of+a+carbon+nanocoil.">Mechanics of a carbon nanocoil.</a> Nano Lett. 3 (9), 1299-1304 (2003).</li><li>D&#225;vila, L. P., 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=Transformations+in+the+medium-range+order+of+fused+silica+under+high+pressure.">Transformations in the medium-range order of fused silica under high pressure.</a> Phys. Rev. Lett. 91 (20), 2055011-2055014 (2003).</li><li>. Nick Gnedin&#8217;s Ionization FRont Interactive Tool (IFrIT) v. 3.2.8 - A general purpose visualization software [Internet] Available from: <a target="_blank" href="https://sites.google.com/site/ifrithome/">https://sites.google.com/site/ifrithome/</a> (2013)</li><li>Silva, E. C. C. M., Tong, L., Yip, S., Van Vliet, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+effects+on+the+stiffness+of+silica+nanowires.">Size effects on the stiffness of silica nanowires.</a> Small. 2 (2), 239-243 (2006).</li><li>D&#225;vila, L. P., Leppert, V. J., Bringa, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanical+behavior+and+nanostructure+of+silica+nanowires+via+simulations.">The mechanical behavior and nanostructure of silica nanowires via simulations.</a> Scripta Mater. 60 (10), 843-846 (2009).</li><li>Doblack, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The structure and properties of silica glass nanostructures using novel computational systems [thesis]. , 55-55 (2013).</li><li>Nanospring Models via MATLAB and NanospringCarver. Davila group website [Internet] Available from: <a target="_blank" href="https://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/nanospring-models-via-matlab-nanospringcarver-dissemination-of-research-results-and-products">https://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/nanospring-models-via-matlab-nanospringcarver-dissemination-of-research-results-and-products</a> (2013)</li><li>. Blinkdagger - An Engineering and MATLAB blog [Internet] Available from: <a target="_blank" href="https://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/nanospring-models-via-matlab-nanospringcarver-dissemination-of-research-results-and-products">https://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/nanospring-models-via-matlab-nanospringcarver-dissemination-of-research-results-and-products</a> (2014)</li></ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.

Orijinal yaklaşımın modifikasyonu ilk toplu silis camı MD modelinden hem nanoribbons ve nanosprings oluşturulmasını sağlamak için iki farklı kodları gelişmesine yol açtı nanohelical yapılar oluşturmak için. Silika nanoribbon ve nanospring modelleri doğrulama programların ölçüm kapasitesi dahilinde kendi boyutsal doğruluğunu teyit farklı yazılım paketleri 19-20 kullanılarak takip edildi. Nanosprings ve nanoribbons arasındaki karşılaştırma, aynı zamanda ek geometri doğrulama s...

A correction was made to <a href="/video/51372">Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization</a>. Online article is missing its 29th author reference.
The reference section has added:
29. MathWorks. Use and create MATLAB MEX-files [Internet]. [Massachusetts]: MathWorks; [cited 2013 May 30]. Available from: http://
www.mathworks.com/help/matlab/call-mex-files-1.html (2014).

A correction was made to <a href="/video/51372">Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization</a>. Online article is missing its 29th author reference.

Erratum: Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

Yeni yaklaşımlar literatürde 3&#39;te da bildirilmiştir sarmal nano tipik haliyle, kimyasal buhar çöktürme teknikleri 1-2 kullanılarak laboratuarda üretilmiştir. Özellikle nanosprings ve nanoribbons nedeniyle farklı özellikleri ve sensörler, optik ve elektromekanik ve akışkan sistemlerin 4-7 umut verici uygulamaları incelenmiştir. Sentez yöntemleri hiyerarşik sistemler için yapıları olası yapı bloğu birimleri yapmak için, silis (SİO2) nanoribbons üretmek için bildirilmiştir. Teşhis uygulamaları 9-10 için ZnO 8 veya nanopartiküller ile kaplandığında 3D silika nanosprings Roman sentezi chemiresistors için uygulamalarını genişletti. Silika nanosprings ve nanoribbons mekanik özellikleri üzerinde deneysel çalışmalar öncelikle nedeniyle manipülasyon ve test yöntemleri ve equipme mevcut sınırlamalar, kıtnt. Nanoyapılarda ve nanosprings ve nanomekanik soruşturmalar teorisi ve simülasyonları 11-14 olarak bildirilmiştir. Onlar deneyler yoluyla tamamen erişilebilir rejimleri keşfetmek çünkü bazı simülasyonlar 13 amorf nanosprings arasında nanomekanik davranışı üzerinde odaklanmıştır. Metalik nanosprings Atomistik çalışmaları elastik özelliklerin 15 boyutu bağımlılığı araştırmak için literatürde rapor edilmiştir, ve daha yakın helezon kristalli silis nano nanomekanik 14. Nanospring yapıların deneysel testleri, aynı zamanda, helis karbon nanoyapılarda ve farklı malzemeleri gerçekleştirilmiştir Karbon nanocoils 16-17. Bilgi, şimdiye kadar elde olmasına rağmen, bu yeni nano mekanik özelliklerinin daha tam bir anlaşılması, gelecekteki nanodevice imalat çalışmaları için gereklidir. MD çalışmaların silika g olarakkız (non-kristalin silis) nanohelices hala oldukça bu tür yapıların atomlarla modelleme özel kodlarının oluşturulmasını, sınırlıdır. Silis camı sarmal MD modelleri yaratma başka hiçbir alternatif yöntemler son literatür araştırması üzerine şimdiye kadar tespit edilmiştir. Bu çalışmada, nanosprings ve nanoribbons dahil sarmal silis cam Nanoyapısının atomlarla modelleme için aşağıdan yukarıya yaklaşımı, gelecekteki büyük ölçekli MD nanomekanik simülasyonları izlenmektedir. Daha önce 18 rapor ve bu amaçla geliştirilen iki güçlü ve uyarlanabilir bilgisayar kodları ile bu &quot;toplu&quot; örnek çeşitli sarmal nanoyapıları dışarı oyma gibi genel bir yaklaşım MD &quot;dökme&quot; silis camı modelinin oluşturulmasını içerir. Her iki hesaplama prosedürleri büyük verimlilik ve atomlarla ayrıntı ile nanoribbon ve nanospring modelleri oluşturmak için farklı bir yol sunar; Bu yapılar, büyük çaplı bir atomik analizi için uygun bulunmaktadır.Buna ek olarak, grafik kullanıcı arayüzü helis yapıların oluşturulması ve görselleştirme kolaylaştırmak için kullanılır. &quot;Dökme&quot; silis camı modelin yapısı, başlangıçta oda sıcaklığında oluşturulur. Büyük ölçekli MD simülasyonları Garofalini kullanarak bu amaçla yapılmaktadır atomlararası hesaplama ve büyük sistemler için uygun nispeten verimlidir önce yapılan çalışmaların 18, benzer potansiyel. İlk &quot;dökme&quot; silis cam yapı 192.000 atomu içeren bir kübik modeli (3 14.3 x 14.3 x 14.3 nm) oluşur. &quot;Dökme&quot; silisli cam modeli periyodik sınır koşulları kullanılarak başlangıç ​​durumunu elde etmek için 0,5 NSEC 300 K dengelenir. İki hesaplama prosedürleri tasarlanmış ve atomist silika nanoribbon ve nanospring modelleri oluşturmak için kullanılmaktadır. İlk yöntem, silis nanoribbons dışarı oyma içerirBir helis tanımlayabilirsiniz parametrik denklemleri kullanarak &quot;toplu&quot; yapısı ve geometrisi (zift, sarmalın yarıçapı, ve tel yarıçapı). Bu prosedür AWK programlama dili, LINUX işletim sistemi ve açık kaynak görselleştirme yazılımları 19. kullanarak içerir. Nanoribbons Atomistik modellerini oluşturmak için, genel yinelemeli prosedürü şunları içerir: (1) (2), önceden belirlenmiş bir helezoni bir fonksiyonu uzayda bir noktaya seçilen atomundan mesafenin hesaplanması, &quot;dökme&quot; silis camı modelinde bir atom seçerek (3) istenen nanoribbon yarıçapına bu mesafe karşılaştırarak, ve (4) atmadan veya bir çıkış veri modelindeki atomunu tutmak. Bu yöntem için ayrıntılı adım adım açıklaması Ölçeklenebilir Açık Kaynak Kodları Ek Malzeme dahildir. Bu yöntem ile, bir kaç silika nanoribbons ardından ölçüldü farklı perde, helezon ve nanoribbon yarıçapı değerleri yarıçapı kullanılarak oluşturulanmoleküler analiz ve görselleştirme yazılımı 19-20 ile istenen boyutsal değerlere karşı hassasiyet için. Silika nanoribbons Atomistik modelleri fonksiyonel geometrilerin (zift yüksek değerleri ve nanoribbon yarıçapı düşük değerleri) ile elde edilmiştir. Bazı eserler, hata dahil atomlarından oluşan bir şekilde daha az pürüzsüz nanoribbon bir yüzeye yol açacak, son derece yüksek bir nanoribbon yarıçap değerleri ve son derece düşük bir adım değerlerinde gözlendi. Benzer yöntemler, silika nanotelleri 21-23 oluşturma sürecinde kullanılmaktadır. Burada sunulan ikinci yöntem sarmalın için matematiksel denklemlere ek olarak etkinliğini artırmak için ön-tarama yöntemleri uygulayarak &quot;toplu&quot; silika yapısı silika nanosprings dışarı oyma içerir. Bu prosedür, bu sarmal nanoyapıları modelleme daha fazla esneklik sağlamak için daha sağlam bir C ++ kodu oluşturma zorunlu. Yineleme yöntemi atomis oluşturmak içinnanosprings atması modelleri içerir: (1) sarmal yolun dışında kalan garantili bütün atomları atarak, (2) deterministically sarmal yolun bir noktayı seçerek, (3) Bu seçilen noktaya belli bir mesafeden bütün atomları karşılaştırarak, ve (4 ) atmadan veya bir çıkış veri modelinde her atomun depolamak. Bu yöntem için bir adım-adım bir açıklaması da yazmak Malzeme. Bu yöntemle, birkaç silis nanospring modelleri değişik boyutları (tel yarıçapı, sarmalın yarıçapı ve nanospring pitch) olarak elde edilmiştir Ölçeklenebilir Açık Kaynak Kodları dahildir Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Son derece hassas silis nanospring modelleri nanospring için (düşük ve yüksek) eğim değerlerinin aşırı buluntular hiçbir kanıt ile, bu yöntem ile verimli olarak elde edilmiştir. Oluşturma ve bu yöntem için grafiksel kullanıcı arabirimi kullanımı Protokol bölümünde tarif edilmektedir. Şekil 1:. R, R ve p tel yarıçapı, sarmalın yarıçapı ve sahayı temsil karakteristik boyutlarını gösteren genel bir sarmal yapı, İH sarmal yapı 23 toplam yüksekliği göstermektedir. Bu protokol bir LINUX 25 PC&#39;de MATLAB 24 çalışan, NanospringCarver dosyaları hazırlamak ve atomlarla nanospring modeller hazırlamak için bir grafik kullanıcı arayüzü kullanmayı açıklamaktadır. Bunlar, daha önce mevcut olmayan modeller yeni moleküler dinamikler için temel (MD) malzemeler yenilik araştırma doğru 23 benzeştirme olarak hizmet vermektedir. Atomistiktir nanospring modeller oluşturmak için genel adım adım prosedürü aşağıdaki unsurları kullanarak içerir: (a) NanospringCarver (v. 0.5 beta) kodu (açık-ekşice C ++ dili), (b) Toplu silis cam modeli (giriş dosyası), (c) MATLAB GUI arayüzü ve ilgili dosyaları ve Linux PC üzerinde yerel lisansı kullanarak (d) MATLAB yazılımı (versiyon 7) içinde. Öğeler (a) - (c) &#39;(NanospringCarver kodu, silis cam modeli, MATLAB GUI dosyaları) çevrimiçi 26 indirmek için ücretsiz. MATLAB (Matrix Laboratory) çoğunlukla veri analizi ve görselleştirme, görüntü işleme ve işlemsel biyoloji için kullanılan MathWorks&#39;un 24, gelen sayısal hesaplama, görselleştirme ve uygulama geliştirme için yüksek seviyeli bir dildir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MATLAB numerical computing software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td><a href="http://www.mathworks.com/products/matlab/description1.html">http://www.mathworks.com/products/matlab/description1.html</a></td>
			<td>See Protocol Introduction and Reference [24]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanospringCarver program code and files</td>
			<td>UC Merced - open source</td>
			<td><a href="http://tinyurl.com/qame8dj">http://tinyurl.com/qame8dj</a></td>
			<td>See Protocol Section 1 (Step 1.2) and Reference [26]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB GUI files</td>
			<td>UC Merced - open source</td>
			<td><a href="http://tinyurl.com/qame8dj">http://tinyurl.com/qame8dj</a></td>
			<td>See Protocol Section 1 (Step 1.2) and Reference [26]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atomistic bulk glass input file</td>
			<td>UC Merced - open source</td>
			<td><a href="http://tinyurl.com/qame8dj">http://tinyurl.com/qame8dj</a></td>
			<td>See Protocol Section 1 (Step 1.2) and Reference [26]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IFrIT visualization software</td>
			<td>Open source software</td>
			<td><a href="http://sites.google.com/site/ifrithome/">http://sites.google.com/site/ifrithome/</a></td>
			<td>See Protocol Section 3 and Reference [19]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAMMPS molecular dynamics software</td>
			<td>Open source software</td>
			<td><a href="http://www.lammps.sandia.gov/">http://www.lammps.sandia.gov/</a></td>
			<td>See Protocol Section 4 and Reference [32]</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

scalable nanohelices for predictive studies and enhanced 3d visualization

Yay gibi malzemeler doğada ve enerji hasat, hidrojen depolama ve biyolojik algılama uygulamaları için nanoteknoloji ilgi her yerde vardır. Prediktif simülasyonları için, doğru bir nanohelices yapısını modellemek edebilmek için giderek daha önemli hale gelmiştir. Realist bir model geliştirmek gerekir bu karmaşık geometrilerin özelliklerine yerel yapının etkisini araştırmak. Bugüne kadar, yazılım paketleri yerine atomistiktir sarmal modeller yaratarak sınırlıdır. Bu çalışma, moleküler dinamik (MD) simülasyonlar için atomistiktir silis cam modelleri (SiO 2) nanoribbons ve nanosprings üreten odaklanmaktadır. &quot;Toplu&quot; silika camı, iki hesaplama prosedürlerinin bir MD modeli kullanılarak hassas nanoribbons ve nanosprings şeklini oluşturmak için sunulmaktadır. İlk yöntem etkili i silis nanoribbons çeşitli şekiller bölmek için AWK programlama dili ve açık kaynak yazılım kullanırBir helis tanımlayabilirsiniz istenen boyutları ve parametrik denklemlerini kullanarak nitial toplu modeli. Bu yöntemle, kesin atomlarla silika nanoribbons eğim değerlerinin ve boyutlara sahip bir dizi için oluşturulabilir. İkinci yöntem, modelleme nanohelical yapılarında esnekliğe izin verir, daha güçlü bir kodu içerir. Bu yaklaşım özellikle nanospring modellerini oluştururken daha hassas ve verimliliği ile sonuçlanan, ön-tarama yöntemleri yanı sıra bir sarmalın için matematiksel denklemler uygulamak için yazılmış bir C ++ kodu kullanır. Bu kodları kullanarak, iyi tanımlanmış ve atomlarla simülasyonları için uygun ölçeklenebilir nanoribbons ve nanosprings etkili oluşturulabilir. Hem açık kaynak kodları bir katma değer materyalden bağımsız farklı sarmal yapıları, yeniden adapte edilebilir olmasıdır. Buna ek olarak, MATLAB grafik kullanıcı arayüzü (GUI) atomlarla helikopter ile genel kullanıcı için görselleştirme ve etkileşim yoluyla öğrenme geliştirmek için kullanılırcal yapılar. Bu yöntemlerden biri de uygulama mekanik enerji hasat amaçlı MD simülasyonları ile nanohelices ve son çalışmadır.

Birinci hesaplama yordamı (nanoribbons code) ile oluşturulan atomlarla nanoribbon modelleri ve bunların ilişkili boyutları Şekil 9&#39;da gösterilmektedir., Ikinci hesaplama yordamı (nanosprings kodu) ve bağlantılı boyutları kullanılarak elde edilen nanospring modelleri, Şekil 10&#39;da gösterilmiştir. <img alt="Şekil 9," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51372/51372fig9highres.jpg" width="500...

Watch this Scientific Journal Video about Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization at JoVE.com

Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

Nanohelical yapıların doğru modelleme yeni nanoteknoloji uygulamaları öncüsü akıllı simülasyon çalışmaları için çok önemlidir. Şu anda, yazılım paketleri ve kodları atomistiktir sarmal modeller yaratarak sınırlıdır. Biz simülasyonları için atomistiktir nanohelical modeller yaratmak için tasarlanmış iki süreçleri sunmak ve bir grafik arayüz görselleştirme sayesinde araştırmalarını geliştirmek için.

Öngörülü Çalışmaları Ölçeklenebilir Nanohelices ve Geliştirilmiş 3D Görselleştirme

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing ...

scalable-nanohelices-for-predictive-studies-enhanced-3d

Research

JoVE Journal

Engineering

10.4K Görüntüleme.  University of California Merced.  Nanohelical yapıların doğru modelleme yeni nanoteknoloji uygulamaları öncüsü akıllı simülasyon çalışmaları için çok önemlidir. Şu anda, yazılım paketleri ve kodları atomistiktir sarmal modeller yaratarak sınırlıdır. Biz simülasyonları için atomistiktir nanohelical modeller yaratmak için tasarlanmış iki süreçleri sunmak ve bir grafik arayüz görselleştirme sayesinde araştırmalarını geliştirmek için. 

Video: Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses triangulation between matching points in two views of the same scene at different angles to compute depth.&#160;However, unlike a stereo-based method, DFP uses a digital video projector to replace one of the cameras1. The projector rapidly projects a known sinusoidal pattern onto the subject, and the surface of the subject distorts these patterns in the camera&#8217;s field of view. Three distorted patterns (fringe images) from the camera can be used to compute the depth using triangulation.
Unlike other 3D measurement methods, DFP techniques lead to systems that tend to be faster, lower in equipment cost, more flexible, and easier to develop.&#160;DFP systems can also achieve the same measurement resolution as the camera.&#160;For this reason, DFP and other digital structured light techniques have recently been the focus of intense research (as summarized in1-5). Taking advantage of DFP, the graphics processing unit, and optimized algorithms, we have developed a system capable of 30&#160;Hz 3D video data acquisition, reconstruction, and display for over 300,000 measurement points per frame6,7.&#160;Binary defocusing DFP methods can achieve even greater speeds8.
Diverse applications can benefit from DFP techniques. Our collaborators have used our systems for facial function analysis9, facial animation10, cardiac mechanics studies11, and fluid surface measurements, but many other potential applications exist.&#160;This video will teach the fundamentals of DFP techniques and illustrate the design and operation of a binary defocusing DFP system.

This video describes the fundamentals of digital fringe projection techniques, which provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;It also demonstrates the design and operation of a high-speed binary defocusing system based on these techniques.

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

Mühendislik

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we present the fabrication protocol for a multilayered SAW acoustic counterflow device. The device is fabricated starting from a lithium niobate (LN) substrate onto which two interdigital transducers (IDTs) and appropriate markers are patterned. A polydimethylsiloxane (PDMS) channel cast on an SU8 master mold is finally bonded on the patterned substrate. Following the fabrication procedure, we show the techniques that allow the characterization and operation of the acoustic counterflow device in order to pump fluids through the PDMS channel grid. We finally present the procedure to visualize liquid flow in the channels. The protocol is used to show on-chip fluid pumping under different flow regimes such as laminar flow and more complicated dynamics characterized by vortices and particle accumulation domains.

In this video we first describe fabrication and operation procedures of a surface acoustic wave (SAW) acoustic counterflow device. We then demonstrate an experimental setup that allows for both qualitative flow visualization and quantitative analysis of complex flows within the SAW pumping device.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Novel 3D/VR Interactive Environment for MD Simulations, Visualization and Analysis

The increasing development of computing (hardware and software) in the last decades has impacted scientific research in many fields including materials science, biology, chemistry and physics among many others. A new computational system for the accurate and fast simulation and 3D/VR visualization of nanostructures is presented here, using the open-source molecular dynamics (MD) computer program LAMMPS. This alternative computational method uses modern graphics processors, NVIDIA CUDA technology and specialized scientific codes to overcome processing speed barriers common to traditional computing methods. In conjunction with a virtual reality system used to model materials, this enhancement allows the addition of accelerated MD simulation capability. The motivation is to provide a novel research environment which simultaneously allows visualization, simulation, modeling and analysis. The research goal is to investigate the structure and properties of inorganic nanostructures (e.g., silica glass nanosprings) under different conditions using this innovative computational system. The work presented outlines a description of the 3D/VR Visualization System and basic components, an overview of important considerations such as the physical environment, details on the setup and use of the novel system, a general procedure for the accelerated MD enhancement, technical information, and relevant remarks. The impact of this work is the creation of a unique computational system combining nanoscale materials simulation, visualization and interactivity in a virtual environment, which is both a research and teaching instrument at UC Merced.

A new computational system featuring GPU-accelerated molecular dynamics simulation and 3D/VR visualization, analysis and manipulation of nanostructures has been implemented, representing a novel approach to advance materials research and promote innovative investigation and alternative methods to learn about material structures with dimensions invisible to the human eye.

Roman 3D / MD Simülasyonlar, Görselleştirme ve Analiz VR İnteraktif Çevre

The increasing development of computing (hardware and software) in the last decades has impacted scientific research in many fields including materials ...

Micro-masonry for 3D Additive Micromanufacturing

Transfer printing is a method to transfer solid micro/nanoscale materials (herein called &#8216;inks&#8217;) from a substrate where they are generated to a different substrate by utilizing elastomeric stamps. Transfer printing enables the integration of heterogeneous materials to fabricate unexampled structures or functional systems that are found in recent advanced devices such as flexible and stretchable solar cells and LED arrays. While transfer printing exhibits unique features in material assembly capability, the use of adhesive layers or the surface modification such as deposition of self-assembled monolayer (SAM) on substrates for enhancing printing processes hinders its wide adaptation in microassembly of microelectromechanical system (MEMS) structures and devices. To overcome this shortcoming, we developed an advanced mode of transfer printing which deterministically assembles individual microscale objects solely through controlling surface contact area without any surface alteration. The absence of an adhesive layer or other modification and the subsequent material bonding processes ensure not only mechanical bonding, but also thermal and electrical connection between assembled materials, which further opens various applications in adaptation in building unusual MEMS devices.

This paper introduces a 3D additive micromanufacturing strategy (termed &#8216;micro-masonry&#8217;) for the flexible fabrication of microelectromechanical system (MEMS) structures and devices. This approach involves transfer printing-based assembly of micro/nanoscale materials in conjunction with rapid thermal annealing-enabled material bonding techniques.

3D Katkı Micromanufacturing için Micro-duvar

Transfer printing is a method to transfer solid micro/nanoscale materials (herein called &#8216;inks&#8217;) from a substrate where they are generated to ...

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Biomolecules Using EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules is reported. The entire sequence of relevant experimental steps is described, involving the fabrication of nanostructured substrates using electron beam lithography, immobilization of biomolecules on the substrates, and their characterization utilizing surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Three different designs of nano-biological systems are employed, including protein A, glucose binding protein, and a dopamine binding DNA aptamer. In the latter two cases, the binding of respective ligands, D-glucose and dopamine, is also included. The three kinds of biomolecules are immobilized on nanostructured substrates by different methods, and the results of SERS imaging are reported. The capabilities of SERS to detect vibrational modes from surface-immobilized proteins, as well as to capture the protein-ligand and aptamer-ligand binding are demonstrated. The results also illustrate the influence of the surface nanostructure geometry, biomolecules immobilization strategy, Raman activity of the molecules and presence or absence of the ligand binding on the SERS spectra acquired.

We describe the fabrication and characterization of nano-biological systems interfacing nanostructured substrates with immobilized proteins and aptamers. The relevant experimental steps involving lithographic fabrication of nanostructured substrates, bio-functionalization, and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) characterization, are reported. SERS detection of surface-immobilized proteins, and probing of protein-ligand and aptamer-ligand binding is demonstrated.

Yüzey EBL Fabrikasyon Nanostructured Alt Tabakalar Kullanma biyomoleküllerin Raman Spektroskopisi Algılama Geliştirilmiş

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules ...

3D Printing of Biomolecular Models for Research and Pedagogy

The construction of physical three-dimensional (3D) models of biomolecules can uniquely contribute to the study of the structure-function relationship. 3D structures are most often perceived using the two-dimensional and exclusively visual medium of the computer screen. Converting digital 3D molecular data into real objects enables information to be perceived through an expanded range of human senses, including direct stereoscopic vision, touch, and interaction. Such tangible models facilitate new insights, enable hypothesis testing, and serve as psychological or sensory anchors for conceptual information about the functions of biomolecules. Recent advances in consumer 3D printing technology enable, for the first time, the cost-effective fabrication of high-quality and scientifically accurate models of biomolecules in a variety of molecular representations. However, the optimization of the virtual model and its printing parameters is difficult and time consuming without detailed guidance. Here, we provide a guide on the digital design and physical fabrication of biomolecule models for research and pedagogy using open source or low-cost software and low-cost 3D printers that use fused filament fabrication technology.

Physical models of biomolecules can facilitate an understanding of their structure-function for the researcher, aid in communication between researchers, and serve as an educational tool in pedagogical endeavors. Here, we provide detailed guidance for the 3D printing of accurate models of biomolecules using fused filament fabrication desktop 3D printers.

Araştırma ve Pedagoji için Biyomoleküler Modelleri 3D Baskı

The construction of physical three-dimensional (3D) models of biomolecules can uniquely contribute to the study of the structure-function relationship. 3D ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

Gömülü Metal Örgülü Yüksek Performanslı, Esnek, Şeffaf Elektrotlar için Ölçeklenebilir Çözeltiyle İşlenmiş Üretim Stratejisi

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Scalable Quantum Integrated Circuits on Superconducting Two-Dimensional Electron Gas Platform

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface between two different materials is necessary. The S-Sm junction with high interface transparency will then facilitate the observation of the induced hard superconducting gap, which is the key requirement to access the topological phases (TPs) and observation of exotic quasiparticles such as Majorana zero modes (MZM) in hybrid systems. A material platform that can support observation of TPs and allows the realization of complex and branched geometries is therefore highly demanding in quantum processing and computing science and technology. Here, we introduce a two-dimensional material system and study the proximity induced superconductivity in semiconducting two-dimensional electron gas (2DEG) that is the basis of a hybrid quantum integrated circuit (QIC). The 2DEG is a 30 nm thick In0.75Ga0.25As quantum well that is buried between two In0.75Al0.25As barriers in a heterostructure. Niobium (Nb) films are used as the superconducting electrodes to form Nb- In0.75Ga0.25As -Nb Josephson junctions (JJs) that are symmetric, planar and ballistic. Two different approaches were used to form the JJs and QICs. The long junctions were fabricated photolithographically, but e-beam lithography was used for short junctions&#8217; fabrication. The coherent quantum transport measurements as a function of temperature in the presence/absence of magnetic field B are discussed. In both device fabrication approaches, the proximity induced superconducting properties were observed in the In0.75Ga0.25As 2DEG. It was found that e-beam lithographically patterned JJs of shorter lengths result in observation of induced superconducting gap at much higher temperature ranges. The results that are reproducible and clean suggesting that the hybrid 2D JJs and QICs based on In0.75Ga0.25As quantum wells could be a promising material platform to realize the real complex and scalable electronic and photonic quantum circuitry and devices.

Quantum integrated circuits (QICs) consisting of array of planar and ballistic Josephson junctions (JJs) based on In0.75Ga0.25As two-dimensional electron gas (2DEG) is demonstrated. Two different methods for fabrication of the two-dimensional (2D) JJs and QICs are discussed followed by the demonstration of quantum transport measurements in sub-Kelvin temperatures.

Superiletken Iki boyutlu elektron gazı platformunda ölçeklenebilir kuantum entegre devreler

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface ...

Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. This wetting phenomenon is important in many technical fields ranging from physiology to aerospace engineering. Currently, several different techniques exist for fabricating hemiwicking structures. These conventional methods, however, are often time consuming and are difficult to scale-up for large areas or are difficult to customize for specific, nonhomogeneous patterning geometries. The presented protocol provides researchers with a simple, scalable, and cost-effective method for fabricating micro-patterned hemiwicking surfaces. The method fabricates wicking structures through the use of stamp printing, polydimethylsiloxane (PDMS) molding, and thin-film surface coatings. The protocol is demonstrated for hemiwicking with ethanol on PDMS micropillar arrays coated with a 70 nm thick aluminum thin-film.

A simple protocol is provided for the fabrication of hemiwicking structures of varying sizes, shapes, and materials. The protocol uses a combination of physical stamping, PDMS molding, and thin-film surface modifications via common materials deposition techniques.

Ölçeklenebilir pul baskı ve Hemiwicking yüzeyler imalatı

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. ...

3D Printing - Evaluating Particle Emissions of a 3D Printing Pen

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament fabrication (FFF) is an inexpensive method used most frequently by consumers. Studies with 3D printers have shown that during the printing process particulate and volatile substances are released. Handheld 3D printing pens also use the FFF method but the consumer&#8217;s proximity to the 3D pens gives reason to higher exposure compared to a 3D printer. At the same time, 3D printing pens are often marketed for children who could be more sensitive to the printing emission. The aim of this study was to implement a low cost method to analyze the emissions of 3D printing pens. Polylactide (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) filaments of different colors were tested. In addition, filaments containing metal and carbon nanotubes (CNTs) were analyzed. An 18.5 L chamber and sampling close to the emission source was used to characterize emissions and concentrations near the breathing zone of the user.
Particle emissions and particle size distributions were measured and the potential release of metal particles and CNTs investigated. Particle number concentrations were found in a range of 105 - 106 particles/cm3, which is comparable to previous reports from 3D printers. Transmission electron microscopy (TEM) analysis showed nanoparticles of the different thermoplastic materials as well as of metal particles and CNTs. High contents of metal were observed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
These results call for a cautious use of 3D pens due to potential risk to the consumers.

This protocol presents a method to analyze the emission of 3D printing pens. Particle concentration and particle size distribution of the released particle is measured. Released particles are further analyzed with transmission electron microscopy (TEM). Metal content in filaments is quantified by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).

3D Baskı - 3D Baskı Kaleminin Parçacık Emisyonlarının Değerlendirilmesi

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament ...