Name: fabrication of superhydrophobic metal surfaces for anti-icing applications
Uploaded: 2018-08-15T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications at JoVE.com

Bu araştırma projeleri tarafından desteklenmiştir: MAT2014-60615-R ve MAT2017-82182-R tarafından finanse edilen devlet araştırma ajansı (SRA) ve Avrupa Bölgesel Kalkınma Fonu (ERDF).

Not: Protokol Şekil 2' de gösterilen düzeni izler.
1. numune hazırlama
<ol><li>
Kesme ve temizlik
	<ol>
<li>Metal bükme kullanarak, 250 x 250 mm alüminyum 0.5 mm yaprak x 25 mm x 45 mm x 0.5 mm adet kesilmiş. Not: Metal kesme kullanırken özel bakım alınması gerekir ve özel eğitim gerekli olabilir.</li>
		<li>Örnek bir tarafı kapsayan koruyucu film kaldırmak ve yaklaşık 50 mL çözüm temizlik kullanarak bu yan yıkayın. Örnekleri eldivenli ellerle nazikçe yıkayın. Aşındırıcı scourers kullanmaktan kaçının.</li>
		<li>Örnekleri bol distile su akışı içinde yıkayın. Daha sonra her örnek 30 ml % 96 etanol bırakın, o 300 s ve tekrar Ultrasaf Su 300 için 30 ml solüsyon içeren temizleyicide s.</li>
		<li>Örnekleri sudan çıkarın ve kuru onları oda sıcaklığında 1 h için.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Asit dağlama
	<ol>
<li>Gravür tepki için 4 M çözeltilerine HCl Ultrasaf Su13hazırlayın. Bu çözümün 480 için 80 mL her örnekte bırakın s. Tepki yaklaşık 360 sonra daha güçlü hale gelir yerel oksit yüzey katman kaldırıldığında s. Dikkat: güvenliğiniz için bu tepki olarak bir başlık kuralları. Eldiven, önlük ve koruyucu gözlük giymek.</li>
		<li>Asit solüsyonu içeren kabı yanındaki aniden reaksiyonu durdurmak için Ultrasaf Su ile başka bir ölçek kabı hazırlayın. Politetrafloroetilen cımbız kullanma örnek asit çözümden kaldırmak ve suya batırmayın. Bol Ultrasaf Su örnekte durulayın.</li>
		<li>Örnekleri tamamen süzülmüş ve sıkıştırılmış hava ile esen kuru. Gravür reaksiyon sonra örnek superhydrophilic ve kurutma zor bir görev olabilir unutmayın. Su üfleme tarafından makroskopik kaldırıldıktan sonra 600 için 120 ° c fırında su izlerinin giderilmesi s. Not: Bu kurutma işleminde özellikle örnekleri daha sonra silanized olmak için gerekli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Hydrophobization
	<ol>
<li>
FAS-17 silanization tarafından Hydrophobization
		<ol>
<li>Buharı fazlı silanization önce hava-plazma 600 örnekleriyle tedavi bir plazma temizleyici 100 W. işletim ile s Bu işlem yüzey fonksiyonel grupların etkinleştirir (-OH grupları) silane moleküller için bağlayıcı olarak hareket.</li>
			<li>Daha sonra bir cam Petri biraz biraz yüzey eğilmek için bir pipet ucu yardımıyla hareket ettirildiğinde içinde örnekleri tanıtmak. Mevduat iki 50 µL damla 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyl-triethoxysilane (FAS-17) Petri kabına örnek13yanında tarih.</li>
			<li>Petri kabına kısmen kapak ve bir gecede bir hava tahliye desiccator yerleştirin. Son olarak, desiccator hava basarım. Kullanıma hazır örnekleri, kaldırın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Hydrophobization floropolimer tarafından (Politetrafloroetilen) ifade
		<ol>
<li>Yaklaşık 10 cm baskı örnekleri16 amorf floropolimer 1/20 (v/v)16oranında bir florokarbon çözücü bir çözüm ile sprey. Çözüm ile dolu bir parfüm difüzör bu amaç için kullanılabilir. Oda sıcaklığında 600 s. tekrarlamak için aynı süreç pürüzsüz hidrofobik alüminyum yüzey yapmak için bir temiz kazınmış yüzey üzerinde kurumaya bırakın (Rbir 0.25±0.03 = µm).</li>
			<li>İkinci bir kat uygulayın ve 600 110 ° C fırında örnekleri tanıtmak s Floropolimer kaplama polietilenin ve solvent toplam kaldırılmasını sağlamak için. Bu işlem dayanıklılık, üretici tarafından belirtildiği şekilde artırır.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Hydrophobization tarafından ceria-Stearik asit birikimi
		<ol>
<li>Temiz aseton/etanol/su, kazınmış örneklerinde solüsyon içeren temizleyicide onları için 300 s su ve basınçlı hava akışı içinde kuru onları.</li>
			<li>Örnekleri31 50 mL Seryum trichloride heptahydrate (CeCl3·7H2O) 2 g ve 3 mL %30 hidrojen peroksit (H2O2) içeren sulu çözeltisi içinde bırakın. Çözüm 1 h 40 ° C fırında dalmış örnek kuluçkaya.</li>
			<li>Çözümden kaldırmak, distile suyla durulayın ve 600 100 ° C fırında kuru s.</li>
			<li>Stearik asit, 900 için 30 mM etanol çözeltisi örnekte bırakın s, etanol durulayın ve 600 100 ° C fırında kuru s. Not: Kuru ve oda sıcaklığında soğuduktan sonra örnekleri kullanmaya hazır olursunuz. Ceria-Stearik kaplama asit ile üretilen SH yüzeyler bundan böyle Ce-SA kaplı yüzey adlandırılır.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. örnek karakterizasyonu
<ol><li>
Islatma Analizi
	<ol>
<li>
Zıplayan damla deneyler
		<ol>
<li>Damla deneyler13zıplayan tarafından üretilen örnek su iticilik derecesini değerlendirmek. Kimin iğne bulunur (10,1 ± 0.2) bir sabit şırıngadan yayımlanan bir damla tarafından verilen sıçrama sayısını ölçmek mm yüzey yukarıda. Damla genellikle 4 µL birimdir.</li>
			<li>Sıra yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi ile yakalamak. Yüksek hızlı video edinme yazılımla satın alma oranı saniyede 4200 resimlere ve pozlama süresi için 235 µs gidermek.</li>
			<li>Video kaydedildi kere, belgili tanımlık damla (daha fazla sıçrama gözlenir) örnek ile tam temas zaten kadar damla ne zaman serbest andan itibaren istediğiniz sırayı seçin. Video dosyasını kaydedin.</li>
			<li>Her görüntü için yazılım32kullanarak açılan profil algılamak. Daha sonra çıplak gözle sıçrama sayısı video sıra oynarken ölçmek. Öyle kolayca tespit değil diye, maxima statik damla (fazla 15-%20) Merkezi kütlenin konumu üzerinde saymak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Plaka deneyler devirme
		<ol>
<li>Bu sınama yalnızca her belirli aşınma test tarafından neden olduğu hasar ölçmek için kullanın. Su damlaları bir laboratuarı tasarlanmış devirme aparatı34kullanarak plaka deneyler (TPE)33 devirme ile kesme yapışma analiz.</li>
			<li>Yan görünümü resim alma inclinable bir platforma sabit örnek olarak yatırılır sesil bir damla kullanın. (At 16 fps sürekli Alım hızı) resim alma sırasında sabit açısal hız (5 ° / s) ile platform eğim. Bu nedenle, bir damla her 0.31 ° çekim. Not: belirli eğim açısı belgili tanımlık damla (slaytlar/rulo-off) yüzeyinde hareket eder ve bu durum ilerleyen ve basık kişi açılar belirlemek için hizmet edebilir (ACA ve RCA, sırasıyla) aynı anda. Temas küresel bir deplasman üretir en az devirme açı (yokuş yukarı ve yokuş aşağı temas hattı noktaları aynı anda hareket), sürgülü açı (SA) adlandırılır. SA TPE rapor burada değerdir.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Pürüzlülük ölçümleri
	<ol>
<li>Beyaz ışık confocal mikroskop kullanarak örnekleri mikro pürüzlülüğü analiz. 0,252 x 0,187 mm tek topografya başına bir tarama alanını ayarlar.</li>
		<li>Örnek başına en az 4 tek Topografyaları al. 50 X büyütme amacı kullanın, yakalama 200 dikey uçak dikey adımlarla, 0.2 µm. Ra faktörü (aritmetik pürüzlülük genlik) belirleyin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. dayanıklılık testleri
Not: ayrı ayrı her bir aşınma aracı tarafından indüklenen zarar değerlendirmek. Örnek başına birden fazla aşınma test yapmak değil.
<ol><li>
Yanal aşınma testleri Not: (Bkz. Şekil 3a) yanal aşınma testler aracılığıyla ticari bir doğrusal aşındırıcı uygulanmaktadır. Bu test standart aşındırıcı bahşiş bir yüzeye karşı teğet deplasman tarafından indüklenen aşınma değerlendirmek amaçlanmaktadır. Bu cihaz çok çeşitli aşındırıcılar, çok çeşitli uygulama baskılar, yanal hız ve aşındırıcı döngüsü35toplam sayısını ayarlama kullanımına izin verir.<ol>
<li>Standart prezervatif kullanmak aşındırıcı CS-10, üretici tarafından sağlanan. Hız 20 devir/dk. denetim için uygulanan basınç ağırlık kullanarak düzeltebilirsiniz. 350 g toplam ağırlığı için karşılık gelen araç tarafından izin verilen en düşük basınç ayarlı. Not: uç genişliği (6.70±0.05 mm) ve kullanılan ağırlık göz önüne alındığında, bu ayarlara karşılık gelen uygulanan basınç 97.3±1.4 değil kPa. Toplam aşınmış alan her aşınma döngüsü için belgili tanımlık uç ve toplam uzunluğu genişliğine göre sınırlıdır. 38,1 mm için ayarlayın.</li>
		<li>Her örnek için 1, 2, 3 ve 5 döngüsünden sonra indüklenen aşınma değerlendirin.<ol>
<li>Her giyim kullanımdan sonra yavaşça fırça (fırça üreticisi tarafından sağlanan kullanarak) yüzey, suyla durulayın ve kullanarak darbe basınçlı hava. TPE, kullanarak ıslatma özellikleri 2.1.2 bölümünde açıklandığı gibi değerlendirmek.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Aşındırıcı parçacık çarpma testi
	<ol>
<li>Parçacık çarpma testi standart aşınma Test D968 tarafından esinlenerek Şekil 3b, gösterilen kurulumu kullanarak yapmak. 30 mL (yaklaşık 55 g), cam huni gelen aşındırıcı kum taneleri serbest bırakın. Onun yüzeyin en alt yüzeyinden (25±1) cm'de bulun.</li>
		<li>Huni dokunun çapı (12±1) mm kullanma ve (97±1) mm. uzunluğunda yer huni dikey olarak, örnek 45 ° eğme. Örnek üzerinde etkileyen sonra kum altına yerleştirilen bir kap içinde toplamak.</li>
		<li>Bir kez bir aşınma döngüsü yürütülen, yüzey distile su ile durulayın, basınçlı hava akışı içinde kuru ve TPE (Bölüm 2.1.2) tarafından ıslatma özellikleri değerlendirmek. Bu sürecin her örnek için ilâ 3 kere tekrar edin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
UV-ozon yüzey yıkımı testi
	<ol>
<li>Bir ozon temizleyici kullanarak UV-ozon yıkımı testi yapmak. Her örnek için 600 s ve tekrar oda sıcaklığında tedavi döngüsü bir kez.</li>
		<li>Daha sonra su yüzeyleri durulayın ve kuru onları basınçlı hava ile.</li>
		<li>Superhydrophobic özellikleri UV-pozlama sonra kalmak olup olmadığını belirlemek için 2.1.2 bölümünde açıklanan TPE tarafından ıslatma özellikleri değerlendirmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Suyu daldırma testi
	<ol>
<li>Su uzun bir daldırma sonra su temas ile indüklenen aşınma değerlendirin. Örnek 24 h Ultrasaf Su 100 mL ölçek tanıtmak.</li>
		<li>Örnekleri sudan çıkarın, basınçlı hava ile Kuru onları ve onları 600 120 ° C fırında yerleştirin su yüzeyinden toplam kaldırılmasını sağlamak için s. Yüzeyi tamamen kuru zaman 2.1.2 bölümünde açıklanan protokolü kullanılarak su maruz kaldıktan sonra ıslatma özellikleri değerlendirmek.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. anti-buzlanma verimliliği değerlendirme
Not: resim 1' de gösterilen üç yönleri anti-buzlanma verimliliği değerlendirme dayanmaktadır.
<ol><li>
Subcooled suyu damlama testi Not: Subcooled su iticilik örnekleri Şekil 4agösterilen kurulumu aracılığıyla mercek altına alındı. Örnek bir eğimli (30 °) platformu üzerine sabit –20 ° c dondurucu bir oda içinde kullanılmaya başlandı. Buz ve denge (0 ° c stabilize sıcaklığında) içinde distile su karışımı dondurucu odası yer alıyor.<ol>
<li>Peristaltik pompa kullanarak odası içinde soğuk su pompası ve bu örneği de düşük oranda 1 damla her 3 saniyede damladı önce derin dondurucu içinde dolaşımda. Tek damla aşağı yukarı 50 µL hacmi var.</li>
		<li>Sonra damlama süreç başlatılır, her 10 örnek yanal bir görüntüsünü yakalamak s buz yığılma oluşup oluşmadığını belirleyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Dondurucu gecikme testi
	<ol>
<li>Önceki bölümünde belirtilen aynı dondurucu oda içinde dondurma gecikme testini gerçekleştirmek.</li>
		<li>Örnek üzerinde yatırılır, yaklaşık-25 ° c aşağı oda sıcaklığına kadar gelen bir soğutma işlemi sırasında her sıcaklık donma sesil damla yüzdesini belirlemek Bu test için set-up Şekil 4b' gösterilir.</li>
		<li>Örnek (ile sıfır tilt) düzeyinde ve mevduat sesil dikkatle roll-off önlemek için çekiliyor. Damla su itici yüzeylerde yüksek hareketlilik nedeniyle, onlardan daha düşük bir sayı üzerinde SH örnekleri yerleştirin. Denemeyi SH yüzeyler için birkaç kez tekrarlamak.</li>
		<li>Sıcaklık ve bağıl nem termal prob kullanarak izleyin. Bağıl nem (RH) ticari bir nemlendirici ile kontrol. RH yaklaşık % 95 nemlendirici açık olduğundan ve nemlendirici kapatıldığında aşağı yaklaşık % 40 azaltır olduğunu.</li>
		<li>Örnek başına 30 µL yaklaşık 200 damla kullanın (buz gibi açılan Stokastik bir olgu olduğunu ve çok sayıda damla kullanımını analiz gerektirir). Not: Bu nedenle, bu çalışmalar geri kalanı için kullanılan daha büyük örnekleri bu test için kullanın. Bu durumda boyutu 125 x 62,5 mm ve protokolü de örnek veya hydrophobize yeni örnek boyutları onların yüzeylere etch uyum.</li>
		<li>Örnek dondurucu izole bir platform üzerine alt kısmı ortasında bir yer. Yavaşça bir dizi örnek (superhydrophobic örnek için 25) başına 70 damla Kasası. Dondurucu kapatın ve açın. Not: Zamanlı yaklaşık-25 ° c aşağı oda sıcaklığına kadar sıcaklık doğrusal olarak azalır Soğutma hızı üzerinde bağıl nem bağlıdır. Nemlendirici bağlıysa (yaklaşık 1 saat) daha az zaman alır iken düşük bağıl nem (unplugged nemlendirici), tüm süreci yaklaşık 2 saat sürer. Sıcaklık 0 ° C düşük olduğunda, damla nucleate başlar.</li>
		<li>Her sıcaklık (aralıkları 0.5 ° C), için tüm kadar bütünlük damla dondurulmuş donduruldu damla saymak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Buz yapışma testi
	<ol>
<li>Her örneği temel oluşturmuştur (çekme-kapalı) kontrol edilebilir bir kişiyle bir parça alan ayırmak için uygulanması gereken kuvvet ölçmek. Şekil 4 cresimli kurulumu kullanarak bu testleri gerçekleştirin.</li>
		<li>Politetrafloroetilen boru iç çapı 10 mm ile ~ 28 mm yükseklik makas kullanarak silindir kesti. Silindir örnek karşı basın. 1.2 mL distile su ile doldurun. Dondurucu odasında dolu silindir tanıtmak ve 1 h için bekleyin. Not: su tamamen donmuş olduğunda, silindir ile örnek sıkıca bir forvet tabak kullanarak bir platforma sabittir.</li>
		<li>Naylon iplik kullanarak bir dijital güç ölçüm için silindir bağla. Bu silindir iplik ve iplik ile ilgili olarak silindir yönünü bağlantılı şekilde değerlendirme altında hangi türü (kesme veya çekme dayanımı) yapışma olduğuna bağlıdır. Bu ölçüm için bir motorlu test standı düzeltmek. Dondurucu odası kapatın ve 600 için bekleyin s.</li>
		<li>Ölçer (10 ± 0.5) mm/dk sabit bir hızda örnekten yerinden.<ol>
<li>Bu hız kontrol paneli motorlu test stand içinde el ile ayarlayın. Dinamometre okuma kontrol programın simgesini tıklatın. Kuvvet kaydetmek için Başlat tuşuna basın.</li>
			<li>Hemen sonra Dinamometre yukarı tutmak tarafından motorlu standı kontrol paneli içinde dikey deplasman alt basarak taşımak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>İş parçacığının bir uzantısı ve buz bir ayrılık örnekten Dinamometre ile ilgili örnek çıkarılması ürettiği zaman Durdur ' u tıklatın ve oluşturulan veri dosyası kaydedin. Not: Ölçüm kuvvet zaman açısından izler. Dinamometre olduğu hız (10 mm/dak) yerlerinden bilerek, deplasman açısından güç belirleyin. Bu rüptürü kuvveti (maksimum güç istinat) ve birim alan başına yapışma gücünü belirlemek için hizmet vermektedir.</li>
		<li>Çekme-off yanal işlenirken kesme yapışma değerlendirin. Bu durumda kişi bölgesine uygulanan kuvvet paralel (bkz. Şekil 4b). Bu amaçla, örnek dikey olarak düzeltmek ve silindir baz metal halka kullanarak iplik bağlayın. Örnek tarafından kesme deplasman yüzeyinden ayırır kadar bu yüzük ölçüm tarafından çekin. Not: Mukavemetli yapışma testi en yüksek kuvvet değerlendirir ve çalışma yüzeyinden bir parça dikey olarak çekildiğinde ayırmak gerekir.</li>
		<li>Bu durumda, silindir ölçere bağlanmak için hizmet veren iki küçük silindir duvardaki delik. Sonra dikey olarak buz sonunda yüzeyden müstakil kadar çekin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Fang, G., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+anti-icing+behavior+of+superhydrophobic+surfaces.">Understanding the anti-icing behavior of superhydrophobic surfaces.</a> Surface Innovations. 2 (2), 94-102 (2014).</li><li>Wang, 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=Robust+superhydrophobic+coating+and+the+anti-icing+properties+of+its+lubricants-infused-composite+surface+under+condensing+condition.">Robust superhydrophobic coating and the anti-icing properties of its lubricants-infused-composite surface under condensing condition.</a> New Journal of Chemistry. 41 (4), 1846-1853 (2017).</li><li>Jung, S., 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=Are+superhydrophobic+surfaces+best+for+icephobicity?.">Are superhydrophobic surfaces best for icephobicity?.</a> Langmuir. 27 (6), 3059-3066 (2011).</li><li>Milionis, A., Loth, E., Bayer, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+the+mechanical+durability+of+superhydrophobic+materials.">Recent advances in the mechanical durability of superhydrophobic materials.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 229, 57-79 (2016).</li><li>Li, X. -. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+do+we+need+for+a+superhydrophobic+surface?+A+review+on+the+recent+progress+in+the+preparation+of+superhydrophobic+surfaces.">What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces.</a> Chemical Society Reviews. 36 (8), 1350-1368 (2007).</li><li>Sun, M., 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=Artificial+Lotus+Leaf+by+Nanocasting.">Artificial Lotus Leaf by Nanocasting.</a> Langmuir. 21 (19), 8978-8981 (2005).</li><li>Darmanin, T., Guittard, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+and+superoleophobic+properties+in+nature.">Superhydrophobic and superoleophobic properties in nature.</a> Materials Today. 18 (5), 273-285 (2015).</li><li>Marmur, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+contact:+Measurement+and+interpretation+of+contact+angles.">Soft contact: Measurement and interpretation of contact angles.</a> Soft Matter. 2 (1), 12-17 (2006).</li><li>Li, W., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+structures+for+natural+superhydrophobic+surfaces.">Hierarchical structures for natural superhydrophobic surfaces.</a> Soft Matter. 4 (3), 462-466 (2008).</li><li>Ruiz-Cabello, F. J. M., Rodr&#237;guez-Criado, J. C., Cabrerizo-V&#237;lchez, M., Rodr&#237;guez-Valverde, M. A., Guerrero-Vacas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+super-nonstick+aluminized+steel+surfaces.">Towards super-nonstick aluminized steel surfaces.</a> Progress in Organic Coatings. 109, 135-143 (2017).</li><li>Yuan, Z., 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=Fabrication+of+superhydrophobic+surface+with+hierarchical+multi-scale+structure+on+copper+foil.">Fabrication of superhydrophobic surface with hierarchical multi-scale structure on copper foil.</a> Surface and Coatings Technology. 254, 151-156 (2014).</li><li>Varshney, P., Mohapatra, S. S., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+coatings+for+aluminium+surfaces+synthesized+by+chemical+etching+process.">Superhydrophobic coatings for aluminium surfaces synthesized by chemical etching process.</a> International Journal of Smart and Nano Materials. 7 (4), 248-264 (2016).</li><li>Ruiz-Cabello, F. J. M., 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=Testing+the+performance+of+superhydrophobic+aluminum+surfaces.">Testing the performance of superhydrophobic aluminum surfaces.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 508, 129-136 (2017).</li><li>Mahadik, S. 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=Superhydrophobic+silica+coating+by+dip+coating+method.">Superhydrophobic silica coating by dip coating method.</a> Applied Surface Science. 277, 67-72 (2013).</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 Applied Materials &amp; Interfaces. 4 (2), 1118-1125 (2012).</li><li>Montes Ruiz-Cabello, F. J., Amirfazli, A., Cabrerizo-Vilchez, M., Rodriguez-Valverde, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+water-repellent+surfaces+on+galvanized+steel.">Fabrication of water-repellent surfaces on galvanized steel.</a> RSC Advances. 6 (76), 71970-71976 (2016).</li><li>Li, L., Breedveld, V., Hess, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creation+of+superhydrophobic+stainless+steel+surfaces+by+acid+treatments+and+hydrophobic+film+deposition.">Creation of superhydrophobic stainless steel surfaces by acid treatments and hydrophobic film deposition.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 4 (9), 4549-4556 (2012).</li><li>Wang, N., Xiong, D., Deng, Y., Shi, Y., Wang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+robust+superhydrophobic+steel+surface+with+anti-icing,+UV-durability,+and+corrosion+resistance+properties.">Mechanically robust superhydrophobic steel surface with anti-icing, UV-durability, and corrosion resistance properties.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 7 (11), 6260-6272 (2015).</li><li>Azimi, G., Kwon, H. -. M., Varanasi, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+surfaces+by+laser+ablation+of+rare-earth+oxide+ceramics.">Superhydrophobic surfaces by laser ablation of rare-earth oxide ceramics.</a> MRS Communications. 4 (3), 95-99 (2014).</li><li>Liang, J., Hu, Y., Fan, Y., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+superhydrophobic+cerium+oxide+surfaces+on+aluminum+substrate+and+its+corrosion+resistance+properties.">Formation of superhydrophobic cerium oxide surfaces on aluminum substrate and its corrosion resistance properties.</a> Surface and Interface Analysis. 45 (8), 1211-1216 (2013).</li><li>Azimi, G., Dhiman, R., Kwon, H. -. M., Paxson, A. T., Varanasi, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrophobicity+of+rare-earth+oxide+ceramics.">Hydrophobicity of rare-earth oxide ceramics.</a> Nature Materials. 12, 315 (2013).</li><li>Ruan, M., 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=Preparation+and+anti-icing+behavior+of+superhydrophobic+surfaces+on+aluminum+alloy+substrates.">Preparation and anti-icing behavior of superhydrophobic surfaces on aluminum alloy substrates.</a> Langmuir. 29 (27), 8482-8491 (2013).</li><li>Yin, 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=In+situ+investigation+of+ice+formation+on+surfaces+with+representative+wettability.">In situ investigation of ice formation on surfaces with representative wettability.</a> Applied Surface Science. 256 (22), 6764-6769 (2010).</li><li>Boinovich, L., Emelyanenko, A. M., Korolev, V. V., Pashinin, A. S. <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+wettability+on+sessile+drop+freezing:+when+superhydrophobicity+stimulates+an+extreme+freezing+delay.">Effect of wettability on sessile drop freezing: when superhydrophobicity stimulates an extreme freezing delay.</a> Langmuir. 30 (6), 1659-1668 (2014).</li><li>Antonini, C., Innocenti, M., Horn, T., Marengo, M., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+effect+of+superhydrophobic+coatings+on+energy+reduction+in+anti-icing+systems.">Understanding the effect of superhydrophobic coatings on energy reduction in anti-icing systems.</a> Cold Regions Science and Technology. 67 (1-2), 58-67 (2011).</li><li>Chen, J., 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+surfaces+cannot+reduce+ice+adhesion.">Superhydrophobic surfaces cannot reduce ice adhesion.</a> Applied Physics Letters. 101 (11), 111603 (2012).</li><li>Adam, S., Barada, K. N., Alexander, D., Mool, C. G., Eric, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linear+abrasion+of+a+titanium+superhydrophobic+surface+prepared+by+ultrafast+laser+microtexturing.">Linear abrasion of a titanium superhydrophobic surface prepared by ultrafast laser microtexturing.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (11), 115012 (2013).</li><li>Li, X. -. 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=Low-cost+and+large-scale+fabrication+of+a+superhydrophobic+5052+aluminum+alloy+surface+with+enhanced+corrosion+resistance.">Low-cost and large-scale fabrication of a superhydrophobic 5052 aluminum alloy surface with enhanced corrosion resistance.</a> RSC Advances. 5 (38), 29639-29646 (2015).</li><li>Meuler, A. J., 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=Relationships+between+water+wettability+and+ice+adhesion.">Relationships between water wettability and ice adhesion.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 2 (11), 3100-3110 (2010).</li><li>Boinovich, L. B., 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=Combination+of+functional+nanoengineering+and+nanosecond+laser+texturing+for+design+of+superhydrophobic+aluminum+alloy+with+exceptional+mechanical+and+chemical+properties.">Combination of functional nanoengineering and nanosecond laser texturing for design of superhydrophobic aluminum alloy with exceptional mechanical and chemical properties.</a> ACS Nano. 11 (10), 10113-10123 (2017).</li><li>Wan, B., 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+ceria+on+aluminum+and+its+corrosion+resistance.">Superhydrophobic ceria on aluminum and its corrosion resistance.</a> Surface and Interface Analysis. 48 (3), 173-178 (2016).</li><li>G&#243;mez-Lopera, J. F., Mart&#237;nez-Aroza, J., Rodr&#237;guez-Valverde, M. A., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A., Montes-Ru&#237;z-Cabello, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entropic+image+segmentation+of+sessile+drops+over+patterned+acetate.">Entropic image segmentation of sessile drops over patterned acetate.</a> Mathematics and Computers in Simulation. 118, 239-247 (2015).</li><li>Gao, L., McCarthy, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Teflon+is+hydrophilic.+comments+on+definitions+of+hydrophobic,+shear+versus+tensile+hydrophobicity,+and+wettability+characterization.">Teflon is hydrophilic. comments on definitions of hydrophobic, shear versus tensile hydrophobicity, and wettability characterization.</a> Langmuir. 24 (17), 9183-9188 (2008).</li><li>Ruiz-Cabello, F. J. M., Rodriguez-Valverde, M. A., Cabrerizo-Vilchez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+evaluating+the+most+stable+contact+angle+using+tilting+plate+experiments.">A new method for evaluating the most stable contact angle using tilting plate experiments.</a> Soft Matter. 7 (21), 10457-10461 (2011).</li><li>Pierce, E., Carmona, F. J., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+of+sliding+and+contact+angle+results+in+tilted+plate+experiments.">Understanding of sliding and contact angle results in tilted plate experiments.</a> Colloids Surfaces A. 323 (1-3), 73-82 (2008).</li><li>Ye, H., Zhu, L., Li, W., Liu, H., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+spray+deposition+of+a+water-based+superhydrophobic+coating+with+high+stability+for+flexible+applications.">Simple spray deposition of a water-based superhydrophobic coating with high stability for flexible applications.</a> Journal of Materials Chemistry. 5 (20), 9882-9890 (2017).</li><li>Rolland, J. P., Van Dam, R. M., Schorzman, D. A., Quake, S. R., DeSimone, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent-resistant+photocurable+&amp;#34;liquid+Teflon&amp;#34;+for+microfluidic+device+fabrication.">Solvent-resistant photocurable &amp;#34;liquid Teflon&amp;#34; for microfluidic device fabrication.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (8), 2322-2323 (2004).</li></ol>

İfşa etmek yok.

Bu yazıda, alüminyum yüzeylerde su itici yüzeylerde üretmek için stratejileri göstermektedir. Buna ek olarak, biz ıslatma özellikleri, pürüzlülük, dayanıklılık ve anti-buzlanma performans karakterize etmek için yöntemleri gösterir.
SH yüzeyler hazırlamak için iki strateji kullanılan. İlk strateji SH yüzeyler içsel hiyerarşik yapısını asit dağlama tarafından elde etmek için uygun pürüzlülük derecesi dahil. Bu işlem özellikle hangi diğer metaller veya fark...

Superhydrophobic (SH) yüzeyler su püskürtmek yeteneği onlar geleneksel olarak krema1,2önlemek için bir çözüm olarak önerilmektedir nedenidir. Ancak, anti-buzlanma aracıları için SH yüzeyler uygunluğu konusunda endişeleri vardır: 1) yüksek üretim maliyetleri, 2) o superhydrophobicity değil her zaman yol buz-phobicity3ve 3) SH şüpheli dayanıklılığını yüzeyler4 . Superhydrophobic yüzeyler tutun onların topografya ve kimyasal kompozisyon-5ile ilgili iki özelliği: kaba belirli topografik özellikleri ile; ve onların yüzey enerji (özünde hidrofobik) düşük.
Hidrofobik bir yüzeyi pürüzlülük gerçek katı-sıvı ve belirgin kişi alanları arasındaki oranı azaltmak için hizmet vermektedir. Damla aittir veya yüzey asperities hamle su değil tam lotus etkisi6,7, nedeniyle katı ile temas halinde olacaktır. Bu senaryoda, katı-sıvı arayüzey ile iki kimyasal etki alanı heterogeneously davranır: katı yüzey ve minik hava kabarcıkları katı arasında sıkışmış ve su8. Su iticilik derecesini sıkışmış hava miktarı hava yamalar pürüzsüz ve içsel temas açısı 180 ° çünkü bağlı. Bazı çalışmalar hiyerarşik bir yüzey dokusunu mikro ve nano-asperities ile birleşme daha iyi su itici özellikleri (büyük varlığı hava vasıl katı-sıvı arayüzey)9sağlamak için en iyi strateji olarak rapor. Bazı metaller için iki düzey pürüzlülük özellikleri oluşturmak için bir düşük maliyetli asit dağlama10,11stratejidir. Bu yordam sektöründe sıkça kullanılır. Belirli asit konsantrasyonu ve gravür saatlerle, metal yüzey düzgün hiyerarşik pürüzlülük ortaya koymaktadır. Genel olarak, yüzey pürüzlenmesi asit konsantrasyonu, gravür gün veya her iki12değişen tarafından optimize edilmiştir. Metallerin yüzey enerji yüksektir ve bu nedenle, su itici metal yüzeyler imalatı daha sonra hydrophobization gerektirir.
Hydrophobization genellikle farklı yöntemler kullanarak hidrofobik film biriktirme tarafından elde edilir: silanization10,13, daldırma kaplama14, spin-kaplama1516 veya plazma biriktirme17 püskürtme, . Silanization SH yüzeylerin düşük dayanıklılık geliştirmek için en umut verici bir araç olarak önerilen18 oldu. Diğer ifade teknikleri farklı olarak, metal yüzey10yüzey hidroksil grupları ile Si-OH grupları arasında kovalent bağ silanization işleminin temel alır. Silanization sürecinin bir dezavantajı yüksek derecede kapsamı ve homojenlik için yeterli hidroksil grupları oluşturmak için önceki metal belgili tanımlık substrate aktivasyonu için ihtiyaç vardır. Başka bir strateji son zamanlarda önerilen üretmek dayanıklı superhydrophobic yüzeylere nadir-toprak kaplamalar19,20kullanmaktır. Ceria kaplama bu kullanım haklı iki özelliği var: Bunlar özünde hidrofobik21olabilir ve onlar mekanik ve kimyasal olarak sağlam. Özellikle, neden koruyucu kaplamalar seçilmiştir en önemli nedenlerinden biri onların korozyon koruma yetenekleri20' dir.
Uzun süreli SH metal yüzeyler üretmek iki konu kabul edilir: yüzey dokusunu değil zarar olmalı ve hidrofobik film/kaplama sıkıca substrat için bağlantılı gerekir. Yüzeyler genellikle lateral aşınma veya parçacık etkisi4tarafından kaynaklı giymek maruz kalır. Asperities bozuksa, water-repellency önemli ölçüde azaltılabilir. En uçtaki çevre altında hidrofobik kaplama kısmen yüzeyden kaldırılmış olabilir veya kimyasal olarak UV pozlama, neme veya korozyon tarafından bozulmuş. Dayanıklı SH yüzeyleri kaplama kaplama ve yüzey Mühendisliği için önemli bir sorun tasarımdır.
Metaller için en zorlu gereksinimleri anti-buzlanma yetenek Şekil 1' de gösterildiği gibi üç birbirine bağlı yönleri22 tarihinde dayanmaktadır biridir: subcooled su iticilik, dondurucu gecikme ve düşük buz-yapışma. Açık buzlanma oluşur subcooled su, genellikle yağmur, katı bir yüzeye temas geliyor ve damla hızla heterojen çekirdekleşme23tarafından dondurulmuş. Kurulan buz (in rime ı) yüzeye sıkıca bağlı. Böylece, buzlanma önlemek için ilk adım katı-su kişi zaman azaltmaktır. Yüzey superhydrophobic ise, yağmur damlaları donma önce yüzeyinden okuldan. Buna ek olarak, bu olanlar düşük kişi açılı24ile daha verimli bir şekilde buz gibi nemli koşullarda yüzeyler yüksek bir temas açısı ile gecikme, kanıtlanmıştır. Bu iki nedenden dolayı SH yüzeyler buzlanma azaltmak için en uygun yüzeyler vardır. Ancak, buzlanma koşullar genellikle agresif25olduğundan superhydrophobic yüzeyler ömrünü önemli bir nokta olabilir. Bazı çalışmalarda SH yüzeyler buz yapışma26azaltmak için en iyi seçenek değildir sonucuna varmıştır. Bir kez buz formları yüzeyi nedeniyle yüzey asperities sıkıca bağlı kalır. Buz-yüzey temas bölgesinin pürüzlülük artar ve asperities birbirine ajanlar26hareket. Dayanıklı SH yüzeyler kullanımı Eğer buz yüzeyinde zaten mevcut izine buzlanma önlemek için önerilir.
Bu çalışmada, biz metal yüzeylerde dayanıklı SH yüzeylerde üretmek için çeşitli protokolleri mevcut. Sektöründe yaygın olarak kullanılan ve anti-buzlanma özellikleri birleşme (kayak tatil imkanları, havacılık, vb) bazı uygulamalar için özellikle geçerlidir çünkü biz substrat alüminyum (Al) kullanın. Biz üç tür yüzeyler hazırlamak: bir dokulu Al yüzey kaplama, dokulu Al yüzey silanized bir fluorosilane ve bir ceria-Stearik asit bilayer bir Al substrat üzerine bir floropolimer ile kaplı. Benzer teknikler17,27,28,29 100-300 nm film kalınlıkları veya bile monolayer filmleri sağlar. Her yüzey için ıslatma özelliklerini ölçtüm ve aşınma testleri. Son olarak, biz anti-buzlanma performanslarını bağımsız olarak Şekil 1' de gösterilen üç özellik soruşturma için amaçlayan üç testleri kullanılarak analiz.
Bizim iletişim kuralı Şekil 2' de gösterilen düzeni temel alır. SH Al yüzeyler hazırlanır sonra ıslatma özellikleri ve topografya iticilik özellikleri ve pürüzlülük özellikleri belirlemek için analiz edilir. Islatma özellikleri hangi su çekme dayanımı yapışma sağlar bağlı bir tekniktir damla deneyler, zıplayan tarafından incelenir. Damla sıçrama gözlenmesi gerekli olduğundan, bu teknik sadece superhydrophobic yüzeyler13için uygundur. Her yüzey işleme için anti-buzlanma testler yapmak için en az dört örnekleri ve dayanıklılık testleri gerçekleştirmek için başka bir dört örnekleri hazırladık. Her dayanıklılık testinden sonra neden olduğu hasar özellikleri ve pürüzlülük özellikleri ıslatma kaybı ölçerek analiz edildi. İçin önerilen olanlar bu çalışmada son zamanlarda diğer metal yüzeyler27,30için kullanılan benzer dayanıklılık testleri.
Anti-buzlanma testleri ile ilgili olarak üretilen SH Al yüzeyler kullanımı anti-buzlanma aracıları olarak uygun olup olmadığını belirlemek için bu çalışmada var. Bu nedenle, karşılaştırma için iki kontrol örnekleri performansını analiz ettik: a) bir tedavi edilmezse Al örnek (düzgün hidrofilik) ve b) bir hydrophobized ama değil dokulu örnek (düzgün hidrofobik örnek). Aynı amaçla kullanımı bir dokulu ama değil hydrophobized yüzey ilginizi çekebilir. Ne yazık ki, bu yüzey son derece ıslanabilir ve anti-buzlanma testleri onlar için gerçekleştirilemiyor.

<table><tbody><tr><td>Hydrochloric acid, 37%</td><td>SICAL, S.A.</td><td>AC07411000</td><td>used for acid etching</td></tr><tr><td>1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltriethoxysilane, 97%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>658758</td><td>used for silanization with FAS-17</td></tr><tr><td>Dupont AF1600</td><td>Dupont</td><td>D10389631</td><td>used for fluropolymer deposition</td></tr><tr><td>FC-72</td><td>3M, Fluorinet</td><td>1100-2-93</td><td>used for fluropolymer deposition (flurocarbon solvent)</td></tr><tr><td>Cerium(III) chloride heptahydrate, 99.9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>228931</td><td>used for Ceria coating deposition</td></tr><tr><td>Hydrogen peroxide solution, 30%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1009</td><td>used for Ceria coating deposition</td></tr><tr><td>Stearic acid, &amp;ge;98.5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S4751</td><td>used for Ceria coating deposition</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>SICAL, S.A.</td><td>16271</td><td>used throughout</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>SICAL, S.A.</td><td>1090</td><td>used throughout</td></tr><tr><td>Aluminum sheets 0.5mm</td><td>MODULOR (Germany)</td><td>125993</td><td>substrates used throught</td></tr><tr><td>Micro-90 concentrated cleaning solution</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z281506</td><td></td></tr><tr><td>Ultra pure Milli-Q water</td><td>Millipore</td><td>discontinued</td><td>used throughout</td></tr><tr><td>Plasma Etcher/Asher/Cleaner EMITECH K1050X</td><td>Aname</td><td>K1500XDEV-001</td><td>used throughout</td></tr><tr><td>PCC software</td><td>AMETEK</td><td>discontinued</td><td>sofware controlling the high speed camera Phantom MIRO 4</td></tr><tr><td>High Speed Camera Phantom Miro 4</td><td>AMETEK</td><td>discontinued</td><td>used for bouncing drop experiments</td></tr><tr><td>Open Loop PL&amp;micro; 2.32</td><td>UPC-CD6 &amp;amp; Sensofar Tech S.L.</td><td>version 2.32</td><td>Sofware controlling PL&amp;micro; Confocal Imaging Profiler</td></tr><tr><td>Pl&amp;micro;-Confocal Imaging Profiler 2300</td><td>Sensofar Tech S.L.</td><td>discontinued</td><td>used for roughness measurements</td></tr><tr><td>TABER 5750 LINEAL ABRASER</td><td>TABER</td><td>5750</td><td>used for lateral abrasion tests</td></tr><tr><td>Abbrasive sand: ASTM 20-30 SAND C778</td><td>U.S. SILICA COMPANY (USA)</td><td>1-800-635-7263</td><td>used for abrasive partcile impact tests</td></tr><tr><td>Ozone cleaner: PSDP-UV4T, Digital UV Ozone System</td><td>Novascam</td><td>discontinued</td><td>UV-ozone degradation test</td></tr><tr><td>Peristalitic Pump GILSON 312, France</td><td>GILSON (France)</td><td>discontinued</td><td>used for water dripping test</td></tr><tr><td>Nylon thread</td><td>Dracon fishing line, Izorline internacional, inc. (USA)</td><td>discontinued</td><td>used for ice adhesion tests</td></tr><tr><td>Digital force gauge (ZTA-200N, ZTA Series</td><td>IMADA (USA)</td><td>370199</td><td>used for ice adhesion tests</td></tr><tr><td>Motorized test stand I, MH2-500N-FA</td><td>IMADA (USA)</td><td>366942</td><td>used for ice adhesion tests</td></tr><tr><td>Force Recorder Professional</td><td>IMADA (USA)</td><td>version 1.0.2</td><td>software provided by IMADA to register the force</td></tr><tr><td>HYGROCLIP XD - STANDARD PROBE</td><td>Rotronic</td><td>discontinued</td><td>Temperature and humidity probe</td></tr><tr><td>HW3 Lite software</td><td>Rotronic</td><td>version 2.1.2</td><td>Sofware controlling the HYGROCLIP Probe</td></tr></tbody></table>

fabrication of superhydrophobic metal surfaces for anti-icing applications

Superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için çeşitli yollar, bu eser mevcuttur. Alüminyum sektöründe geniş kullanımı nedeniyle metal substrat olarak seçilmiştir. Wettability üretilen yüzey damla deneyler zıplayan tarafından analiz edildi ve topoğrafya confocal mikroskobu tarafından analiz edildi. Buna ek olarak, onun dayanıklılık ve anti-buzlanma özelliklerini ölçmek için çeşitli metodolojiler gösteriyoruz. Superhydrophobic yüzeyler onların water-repellency tutmak için korunmalı bir özel doku tutun. Dayanıklı yüzeyler imal etmek, dayanıklı bir doku dahil etmek için iki strateji takip ettik. Asit dağlama tarafından metal yüzey pürüzlülük doğrudan ortaklığın ilk stratejisidir. Bu yüzey texturization sonra yüzey enerji tarafından silanization veya floropolimer ifade azalma. Yüzey sertliği ve korozyon direnci artırmak bir ceria katman (sonra yüzey texturization) büyüme ikinci stratejisidir. Yüzey enerji Stearik asit film ile azalma.
Superhydrophobic yüzeyler dayanıklılığını bir parçacık çarpma testi, yanal aşınma ve UV-ozon koruması tarafından mekanik aşınma tarafından incelenmiştir. Anti-buzlanma özellikleri subcooled su, gecikme, buz gibi kaldırmayı ve buz yapışma yeteneği inceleyerek keşfedilmeyi.

Bu çalışmada kullanılan SH yüzeylerin ıslatma ve pürüzlülük özellikleri Şekil 5' te gösterilmektedir. Sıçrama her örnek için ölçülen ortalama sayısı Şekil 5a ' görüntülenir ve ortalama pürüzlülük Şekil 5biçinde gösterilir. Pürüzlülük ve özellikleri ıslatma arasında hiçbir bağlantı vardır. Politetrafloroetilen kaplamalı örnek için ölçülen sıçrama say...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications at JoVE.com

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Biz çeşitli metodolojiler superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için ve onların dayanıklılık ve anti-buzlanma özellikleri keşfetmek için göstermektedir.

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

fabrication-superhydrophobic-metal-surfaces-for-anti-icing

Research

JoVE Journal

Engineering

8.4K Görüntüleme.  University of Granada. Biz çeşitli metodolojiler superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için ve onların dayanıklılık ve anti-buzlanma özellikleri keşfetmek için göstermektedir.

Video: Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Mühendislik

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where interfacial tension is a dominant force. A variety of methods exist for controlling the interfacial tension of aqueous and organic liquids on this scale; however, these techniques have limited utility for liquid metals due to their large interfacial tension.
Liquid metals can form soft, stretchable, and shape-reconfigurable components in electronic and electromagnetic devices. Although it is possible to manipulate these fluids via mechanical methods (e.g., pumping), electrical methods are easier to miniaturize, control, and implement. However, most electrical techniques have their own constraints: electrowetting-on-dielectric requires large (kV) potentials for modest actuation, electrocapillarity can affect relatively small changes in the interfacial tension, and continuous electrowetting is limited to plugs of the liquid metal in capillaries.
Here, we present a method for actuating gallium and gallium-based liquid metal alloys via an electrochemical surface reaction. Controlling the electrochemical potential on the surface of the liquid metal in electrolyte rapidly and reversibly changes the interfacial tension by over two orders of magnitude ( &#820;500 mN/m to near zero). Furthermore, this method requires only a very modest potential (&#60; 1 V) applied relative to a counter electrode. The resulting change in tension is due primarily to the electrochemical deposition of a surface oxide layer, which acts as a surfactant; removal of the oxide increases the interfacial tension, and vice versa. This technique can be applied in a wide variety of electrolytes and is independent of the substrate on which it rests.

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

Bir Yöntem Yüzey Oksidasyon ve İndirgeme yoluyla Sıvı Metal Yüzey Gerilim işleyin

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Kimya

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 and a superhydrophobic agent were coated on the HGM surface in one step. TBT and PFOTES were selected as the Ti source and the superhydrophobic agent, respectively. They were both coated on the HGM, and after the hydrothermal process, the TBT turned to anatase TiO2. In this way, a PFOTES/TiO2-coated HGM (MCHGM) was prepared. For comparison, PFOTES single-coated HGM (F-SCHGM) and TiO2 single-coated HGM (Ti-SCHGM) were synthesized as well. The PFOTES and TiO2 coatings on the HGM surface were demonstrated through X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive detector (EDS) characterizations. The MCHGM showed a higher contact angle (153&#176;) but a lower sliding angle (16&#176;) than F-SCHGM, with a contact angle of 141.2&#176; and a sliding angle of 67&#176;. In addition, both Ti-SCHGM and MCHGM displayed similar IR reflectivity values, which were about 5.8% higher than the original HGM and F-SCHGM. Also, the PFOTES coating barely changed the thermal conductivity. Therefore, F-SCHGM, with a thermal conductivity of 0.0479 W/(m&#183;K), was quite like the original HGM, which was 0.0475 W/(m&#183;K). MCHGM and Ti-SCHGM were also similar. Their thermal conductivity values were 0.0543 W/(m&#183;K) and 0.0543 W/(m&#183;K), respectively. The TiO2 coating slightly increased the thermal conductivity, but with the increase in reflectivity, the overall heat-insulation property was enhanced. Finally, since the IR-reflecting property is provided by the HGM coating, if the coating is fouled, the reflectivity decreases. Therefore, with the superhydrophobic coating, the surface is protected from fouling, and its lifetime is also prolonged.

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to synthesize superhydrophobic, TiO2-coated hollow glass microspheres (HGM) with high IR-reflective properties.

TiO<sub&gt; 2</subBir Yumuşak kimya Yöntemi ile Sentezlenen Süper hidrofobik ve High IR-yansıtıcı özellikleri ile&gt; -kaplı çukur cam Mikrokürelerinin

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 ...

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the hybrid wettable pattern. Hybrid wettable patterns were produced by coating superhydrophilic SiO2 on a masked, hydrophobic, cylindrical copper surface. Using de-ionized (DI) water as the working fluid, pool-boiling heat-transfer studies were conducted on the different surface-treated copper cylinders of a 25-mm diameter and a 40-mm length. The experimental results showed that the number of interlines and the orientation of the hybrid wettable pattern influenced the wall superheat and the HTC. By increasing the number of interlines, the HTC was enhanced when compared to the plain surface. Images obtained from the charge-coupled device (CCD) camera indicated that more bubbles formed on the interlines as compared to other parts. The hybrid wettable pattern with the lowermost section being hydrophobic gave the best heat-transfer coefficient (HTC). The experimental results indicated that the bubble dynamics of the surface is an important factor that determines the nucleate boiling.

Pool-boiling heat-transfer experiments were carried out to observe the effects of hybrid wettable patterns on the heat-transfer coefficient (HTC). The parameters of investigation are the number of interlines and the pattern orientation of the modified wettable surface.

Hibrid Sulandınlabilir Desenler Silindirik Yüzeylerde Pool-Kaynama Isı Transferinin Geliştirilmesi

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A typical anti-wetting superhydrophobic surface easily fails when exposed to a high-temperature liquid. Recently, Nepenthes-inspired slippery surfaces demonstrated a new way to solve the adhesion problem. A lubricant layer on the slippery surface can act as a barrier between the repelled materials and the surface structure. However, the slippery surfaces in previous studies rarely showed high-temperature resistance. Here, we describe a protocol for the preparation of slippery surfaces with high-temperature resistance. A photolithography-assisted method was used to fabricate pillar structures on stainless steel. By functionalizing the surface with saline, a slippery surface was prepared by adding silicone oil. The prepared slippery surface maintained the anti-wetting property for water, even when the surface was heated to 300 &#176;C. Also, the slippery surface exhibited great anti-adhesion effects on soft tissues at high temperatures. This type of slippery surface on stainless steel has applications in medical devices, mechanical equipment, etc.

Slippery surfaces provide a new way to solve the adhesion problem. This protocol describes how to fabricate slippery surfaces at high temperatures. The results demonstrate that the slippery surfaces showed anti-wetting for liquids and a remarkable anti-adhesion effect on soft tissues at high temperatures.

Paslanmaz çelik kaygan bir yüzeye hazırlık ve yüksek sıcaklık Anti-Yapışma davranışını

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. However, the main issue limiting their applicability is their poor stability in humid conditions. The common methods to overcome this problem involve the formation of strong metal-linker bonds by using highly charged metals, which is limited to a number of structures, the introduction of alkylic groups to the framework by post-synthetic modification (PSM) or chemical vapour deposition (CVD) to enhance overall hydrophobicity of the framework. These last two usually provoke a drastic reduction of the porosity of the material. These strategies do not permit to exploit the properties of the MOF already available and it is imperative to find new methods to enhance the stability of MOFs in water while keeping their properties intact. Herein, we report a novel method to enhance the water stability of MOF crystals featuring Cu2(O2C)4&#160;paddle-wheel units, such as HKUST (where HKUST stands for Hong Kong University of Science &#38; Technology), with the catechols functionalized with alkyl and fluoro-alkyl chains. By taking advantage of the unsaturated metal sites and the catalytic catecholase-like activity of CuII ions, we are able to create robust hydrophobic coatings through the oxidation and subsequent polymerization of the catechol units on the surface of the crystals under anaerobic and water-free conditions without disrupting the underlying structure of the framework. This approach not only affords the material with improved water stability but also provides control over the function of the protective coating, which enables the development of functional coatings for the adsorption and separations of volatile organic compounds. We are confident that this approach could also be extended to other unstable MOFs featuring open metal sites.

Robust functional catechol coatings were produced in one step by direct reaction of the material known as HKUST with synthetic catechols under anaerobic conditions. The formation of homogeneous coatings surrounding the entire crystal is ascribed to the biomimetic catalytic activity of Cu(II) dimers on the external surface of the crystals.

Geliştirilmiş nem direnci için Metal organik çerçeveler yüzey Functionalization

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial applications. Here we describe how electrospinning or electrospraying a polymer mixture containing a biodegradable, biocompatible aliphatic polyester (e.g., polycaprolactone and poly(lactide-co-glycolide)), as the major component, doped with a hydrophobic copolymer composed of the polyester and a stearate-modified poly(glycerol carbonate) affords a superhydrophobic biomaterial. The fabrication techniques of electrospinning or electrospraying provide the enhanced surface roughness and porosity on and within the fibers or the particles, respectively. The use of a low surface energy copolymer dopant that blends with the polyester and can be stably electrospun or electrosprayed affords these superhydrophobic materials. Important parameters such as fiber size, copolymer dopant composition and/or concentration, and their effects on wettability are discussed. This combination of polymer chemistry and process engineering affords a versatile approach to develop application-specific materials using scalable techniques, which are likely generalizable to a wider class of polymers for a variety of applications.

Two- and three-dimensional superhydrophobic polymeric materials are prepared by electrospinning or electrospraying biodegradable polymers blended with a lower surface energy polymer of similar composition.

Biyomedikal Uygulamalar için Süperhidrofobik Polimer Malzemeler imalatı

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

Biyomühendislik

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping microtextures (GEMs) on them comprising cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant features. Specifically, we use SiO2/Si as the model system and share protocols for two-dimensional (2D) designing, photolithography, isotropic/anisotropic etching techniques, thermal oxide growth, piranha cleaning, and storage towards achieving those microtextures. Even though the conventional wisdom indicates that roughening intrinsically wetting surfaces (&#952;o &#60; 90&#176;) renders them even more wetting (&#952;r &#60; &#952;o &#60; 90&#176;), GEMs demonstrate liquid repellence despite the intrinsic wettability of the substrate. For instance, despite the intrinsic wettability of silica &#952;o &#8776; 40&#176; for the water/air system, and &#952;o &#8776; 20&#176; for the hexadecane/air system, GEMs comprising cavities entrap air robustly on immersion in those liquids, and the apparent contact angles for the droplets are &#952;r &#62; 90&#176;. The reentrant and doubly reentrant features in the GEMs stabilize the intruding liquid meniscus thereby trapping the liquid-solid-vapor system in metastable air-filled states (Cassie states) and delaying wetting transitions to the thermodynamically-stable fully-filled state (Wenzel state) by, for instance, hours to months. Similarly, SiO2/Si surfaces with arrays of reentrant and doubly reentrant micropillars demonstrate extremely high contact angles (&#952;r &#8776; 150&#176;&#8211;160&#176;) and low contact angle hysteresis for the probe liquids, thus characterized as superomniphobic. However, on immersion in the same liquids, those surfaces dramatically lose their superomniphobicity and get fully-filled within &#60;1 s. To address this challenge, we present protocols for hybrid designs that comprise arrays of doubly reentrant pillars surrounded by walls with doubly reentrant profiles. Indeed, hybrid microtextures entrap air on immersion in the probe liquids. To summarize, the protocols described here should enable the investigation of GEMs in the context of achieving omniphobicity without chemical coatings, such as perfluorocarbons, which might unlock the scope of inexpensive common materials for applications as omniphobic materials. Silica microtextures could also serve as templates for soft materials.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

This work presents microfabrication protocols for achieving cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant profiles on SiO2/Si wafers using photolithography and dry etching. Resulting microtextured surfaces demonstrate remarkable liquid repellence, characterized by robust long-term entrapment of air under wetting liquids, despite the intrinsic wettability of silica.

Reentrant ve İki Kat Reentrant Boşlukları veya Sütunlardan Oluşan Gaz-Entrapping Mikrodokuları Oyarak SiO2/Si Yüzeylerin Omnifobik Hale Getirilmesi

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping ...

Proof-of-Concept for Gas-Entrapping Membranes Derived from Water-Loving SiO2/Si/SiO2 Wafers for Green Desalination

Desalination through direct contact membrane distillation (DCMD) exploits water-repellent membranes to robustly separate counterflowing streams of hot and salty seawater from cold and pure water, thus allowing only pure water vapor to pass through. To achieve this feat, commercial DCMD membranes are derived from or coated with water-repellent perfluorocarbons such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene difluoride (PVDF). However, the use of perfluorocarbons is limiting due to their high cost, non-biodegradability, and vulnerability to harsh operational conditions. Unveiled here is a new class of membranes referred to as gas-entrapping membranes (GEMs) that can robustly entrap air upon immersion in water. GEMs achieve this function by their microstructure rather than their chemical make-up. This work demonstrates a proof-of-concept for GEMs using intrinsically wetting SiO2/Si/SiO2 wafers as the model system; the contact angle of water on SiO2 is &#952;o &#8776; 40&#176;. Silica-GEMs had 300 &#956;m-long cylindrical pores whose diameters at the (2 &#956;m-long) inlet and outlet regions were significantly smaller; this geometrically discontinuous structure, with 90&#176; turns at the inlets and outlets, is known as the &#34;reentrant microtexture&#34;. The microfabrication protocol for silica-GEMs entails designing, photolithography, chrome sputtering, and isotropic and anisotropic etching. Despite the water loving nature of silica, water does not intrude silica-GEMs on submersion. In fact, they robustly entrap air underwater and keep it intact even after six weeks (&#62;106 seconds). On the other hand, silica membranes with simple cylindrical pores spontaneously imbibe water (&#60; 1 s). These findings highlight the potential of the GEMs architecture for separation processes. While the choice of SiO2/Si/SiO2 wafers for GEMs is limited to demonstrating the proof-of-concept, it is expected that the protocols and concepts presented here will advance the rational design of scalable GEMs using inexpensive common materials for desalination and beyond.

Proof-of-Concept for Gas-Entrapping Membranes Derived from Water-Loving SiO2/Si/SiO2 Wafers for Green Desalination

Presented here is a stepwise protocol for realizing gas-entrapping membranes (GEMs) from SiO2/Si wafers using integrated circuit microfabrication technology. When silica-GEMs are immersed in water, the intrusion of water is prevented, despite the water-loving composition of silica.

Su Seven SiO2/Si/SiO2 Gofretlerden Elde Edilen Gaz-Entrapping Membranlar Için Proof-of-Concept Yeşil Tuzdan Arındırma için Gofretler

Desalination through direct contact membrane distillation (DCMD) exploits water-repellent membranes to robustly separate counterflowing streams of hot and ...

Fabrication of Gradient Nanopattern by Thermal Nanoimprinting Technique and Screening of the Response of Human Endothelial Colony-forming Cells

Nanotopography can be found in various extracellular matrices (ECMs) around the body and is known to have important regulatory actions upon cellular reactions. However, it is difficult to determine the relation between the size of a nanostructure and the responses of cells owing to the lack of proper screening tools. Here, we show the development of reproducible and cost-effective gradient nanopattern plates for the manipulation of cellular responses. Using anodic aluminum oxide (AAO) as a master mold, gradient nanopattern plates with nanopillars of increasing diameter ranges [120-200&#8239;nm (GP 120/200), 200-280&#8239;nm (GP 200/280), and 280-360&#8239;nm (GP 280/360)] were fabricated by a thermal imprinting technique. These gradient nanopattern plates were designed to mimic the various sizes of nanotopography in the ECM and were used to screen the responses of human endothelial colony-forming cells (hECFCs). In this protocol, we describe the step-by-step procedure of fabricating gradient nanopattern plates for cell engineering, techniques of cultivating hECFCs from human peripheral blood, and culturing hECFCs on nanopattern plates.

Here, we present a protocol for the fabrication of gradient nanopattern plates via thermal nanoimprinting and the method of screening responses of human endothelial progenitor cells to the nanostructures. By using the described technology, it is possible to produce a scaffold that can manipulate cell behavior by physical stimuli.

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

Nanotopography can be found in various extracellular matrices (ECMs) around the body and is known to have important regulatory actions upon cellular ...

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler