Name: fabrication, densification, and replica molding of 3d carbon nanotube microstructures
Uploaded: 2012-07-02T08:01:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures at JoVE.com

وأيد هذا البحث من قبل برنامج Nanomanufacturing من المؤسسة الوطنية للعلوم (CMMI-0927634). وأيد دافور Copic في جزء من برنامج زمالة راكهام الاستحقاق في جامعة ميشيغان. سامح توفيق يقر دعم جزئي من زمالة راكهام Predoctoral. وقد أيد مايكل دي Volder من الصندوق البلجيكي للأبحاث العلمية - فلاندرز (FWO). تم تنفيذ Microfabrication في مرفق Nanofabrication لوري (LNF)، الذي هو عضو في شبكة تقنية النانو البنية التحتية الوطنية، وأنجز المجهر الإلكتروني في الكترون ميشيغان مختبر التحليل Microbeam (إيمال).

1. محفز زخرفة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على رقاقة السيليكون (100) مع السيليكون طبقة سميكة 3000Å ​​ثاني أكسيد، مع ما لا يقل عن جانب واحد مصقول. بدلا من ذلك، يمكنك الحصول على رقاقة السيليكون العارية وتنمو 3000Å ​​ثاني أكسيد السيليكون على رقاقة...

<ol>
	<li>Xia, Y. N., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+lithography.">Soft lithography.</a> Annual Review of Materials Science. 28, 153-184 (1998).</li><li>Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replica+molding+using+polymeric+materials:+A+practical+step+toward+nanomanufacturing.">Replica molding using polymeric materials: A practical step toward nanomanufacturing.</a> Advanced Materials. 9, 147-149 (1997).</li><li>Tasis, D., Tagmatarchis, N., Bianco, A., Prato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemistry+of+Carbon+Nanotubes.">Chemistry of Carbon Nanotubes.</a> Chemical Reviews. 106, 1105-1136 (2006).</li><li>De Volder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diverse+3D+Microarchitectures+Made+by+Capillary+Forming+of+Carbon+Nanotubes.">Diverse 3D Microarchitectures Made by Capillary Forming of Carbon Nanotubes.</a> Advanced Materials. 22, 4384-4389 (2010).</li><li>Copic, D., Park, S. J., Tawfick, S., De Volder, M. F. L., Hart, A. J. <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+high-aspect-ratio+polymer+microstructures+and+hierarchical+textures+using+carbon+nanotube+composite+master+molds.">Fabrication of high-aspect-ratio polymer microstructures and hierarchical textures using carbon nanotube composite master molds.</a> Lab on a Chip. 11, 1831-1837 (2011).</li><li>De Volder, M. F. L., Park, S. J., Tawfick, S. H., Vidaud, D. O., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+electrical+integration+of+robust+carbon+nanotube+micropillars+by+self-directed+elastocapillary+densification.">Fabrication and electrical integration of robust carbon nanotube micropillars by self-directed elastocapillary densification.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 21, 045033-04 (2011).</li><li>Zhao, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bending+of+nanoscale+filament+assemblies+by+elastocapillary+densification.">Bending of nanoscale filament assemblies by elastocapillary densification.</a> Physical Review E. 82, 041605 (2010).</li><li>De Volder, M. F. L., Vidaud, D. O., Meshot, E. R., Tawfick, S., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-similar+organization+of+arrays+of+individual+carbon+nanotubes+and+carbon+nanotube+micropillars.">Self-similar organization of arrays of individual carbon nanotubes and carbon nanotube micropillars.</a> Microelectronic Engineering. 87, 1233-1238 (2010).</li><li>Nessim, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+of+Vertically-Aligned+Carbon+Nanotube+Diameter+and+Areal+Density+through+Catalyst+Pre-Treatment.">Tuning of Vertically-Aligned Carbon Nanotube Diameter and Areal Density through Catalyst Pre-Treatment.</a> Nano Letters. 8, 3587-3593 (2008).</li><li>Pokroy, B., Epstein, A. K., Persson-Gulda, M. C. M., Aizenberg, J. <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+Bioinspired+Actuated+Nanostructures+with+Arbitrary+Geometry+and+Stiffness.">Fabrication of Bioinspired Actuated Nanostructures with Arbitrary Geometry and Stiffness.</a> Advanced Materials. 21, 463-469 (2009).</li></ol>

الزخرفة الحجرية والتحضير للركائز حافزا المركز الوطني للاستشعار واضحة وقابلة للتكرار، ومع ذلك، وتحقيق نمو متسق المركز الوطني للاستشعار يتطلب اهتماما دقيقا لكيفية تأثر ارتفاع وكثافة الغابات من قبل المركز الوطني للاستشعار نسبة الرطوبة المحيطة وحالة نمو الأنبوب. في ?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td><td> تعليقات </td></tr><tr><td> 4 &quot;قطرها &lt;100&gt; رقائق السليكون مغلفة شافي 2 (300 نانومتر) </td><td> السيليكون كويست </td><td> عرف </td><td></td></tr><tr><td> إيجابي مقاومة للضوء </td><td> MicroChem </td><td> SPR 220-3،0 </td><td></td></tr><tr><td> Hexamethyldisilizane (HMDS) </td><td> MicroChem </td><td></td><td></td></tr><tr><td> المطور </td><td> من الألف إلى الياء المواد الإلكترونية كورب الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> من الألف إلى الياء 300 MIF </td><td></td></tr><tr><td> نظام الاخرق </td><td> كورت J. Lesker </td><td> مختبر 18 </td><td> الاخرق نظام لترسيب محفز </td></tr><tr><td> الحرارية فيشر Minimite </td><td&gt; فيشر العلمية </td><td> TF55030A </td><td> الفرن أنبوب للنمو المركز الوطني للاستشعار </td></tr><tr><td> الكوارتز الانبوب </td><td> منتجات الزجاج التقني </td><td> عرف </td><td> 22 الوصف رقم مم × 25 مم OD 30 &quot;طول </td></tr><tr><td> الهيليوم غاز </td><td> PurityPlus </td><td> انه (PrePurified 300) </td><td></td></tr><tr><td> غاز الهيدروجين </td><td> PurityPlus </td><td> H 2 (PrePurified 300) </td><td> UHP </td></tr><tr><td> الاثيلين الغاز </td><td> PurityPlus </td><td> C 2 H 4 (PrePurified 300) </td><td> UHP </td></tr><tr><td> مثقب ورقة الألومنيوم </td><td> ماكماستر، كار </td><td> 9232T221 </td><td> لعقد العينة أعلاه الدورق التكثيف </td></tr><tr><td> الأشعة فوق البنفسجية من الفيضانات مصباح </td><td> Dymax </td><td> نموذج 2000 </td><td></td></tr><tr><td> SU-8 2002 </td><td> MicroChem </td><td> SU-8 2002 </td><td></td></tr><tr><td> Polydimethylsiloxane (PDMS) </td><td> داو كورنينج </td><td> Sylgard إلاستومر سيليكون 184 كيت </td><td></td></tr></tbody></table>

fabrication, densification, and replica molding of 3d carbon nanotube microstructures

إدخال مواد وعمليات جديدة لmicrofabrication و، في جزء كبير منه، مكنت التطورات كثيرة ومهمة في مايكروسيستمز، وأجهزة المختبر على واحد في رقاقة، وتطبيقاتها. على وجه الخصوص، تم تحويل القدرات من أجل فعالية من حيث التكلفة تصنيع المجهرية البوليمر من قبل ظهور الطباعة الحجرية الناعمة وتقنيات أخرى micromolding 1، 2، وهذا أدى إلى ثورة في تطبيقات microfabrication إلى الهندسة الطبية الحيوية وعلم الأحياء. ومع ذلك، فإنه لا يزال يشكل تحديا لافتعال المجهرية مع محددة جيدا القوام سطح النانومترية الحجم، والى افتعال اشكال 3D التعسفي على النطاق الصغير. متانة القوالب الرئيسية والحفاظ على سلامة شكل مهم بشكل خاص لتحقيق عالية الدقة من تكرار الهياكل المعقدة والحفاظ على نسيج من سطح النانو. مزيج من القوام الهرمي، والأشكال غير متجانسة، يمثل تحديا ضخما لأساليب microfabrication القائمة التي لارالاعتماد على gely من أعلى إلى أسفل الحفر باستخدام قوالب قناع ثابت. من ناحية أخرى، يمكن توليف من أسفل إلى أعلى من النانو مثل الأنابيب النانوية والأسلاك النانوية تقدم قدرات جديدة لmicrofabrication، ولا سيما من خلال الاستفادة من التنظيم الذاتي الجماعي النانو، والسيطرة المحلية على سلوك نموها فيما يتعلق بأنماط microfabricated . هدفنا هو أن نقدم أنابيب الكربون النانوية الانحياز عموديا (تشارك المركز الوطني)، والتي نشير إليها باسم &quot;الغابات&quot; المركز الوطني للاستشعار، كمادة microfabrication جديد. نقدم تفاصيل عن مجموعة من الطرق ذات الصلة وضعت مؤخرا من قبل مجموعة لدينا: تلفيق المجهرية الغابات المركز الوطني للاستشعار عن الأمراض القلبية الوعائية الحرارية من الأفلام حافزا منقوشة lithographically رقيقة؛ الذاتي الموجهة التكثيف elastocapillary المجهرية من المركز الوطني للاستشعار، وصب طبق الأصل من البوليمر المجهرية باستخدام قوالب المركز الوطني للاستشعار سيد مركب . على وجه الخصوص، عملنا يدل على ان تكثيف التوجيه الذاتي الشعرية (&quot;تشكيل الشعرية&quot;)، والذي هو performed بواسطة التكثيف من مذيب على الركيزة مع المركز الوطني للاستشعار المجهرية، ويزيد بشكل كبير من كثافة التعبئة والتغليف من تشارك المركز الوطني. هذه العملية يمكن تحويل موجهة من المركز الوطني للاستشعار المجهرية عمودي في الأشكال على التوالي، وميلا، والملتوية، والتي لها خصائص ميكانيكية قوية تتجاوز تلك التي من البوليمرات microfabrication نموذجي. وهذا بدوره يتيح تشكيل قوالب بمركب متناهي في الصغر من قبل المركز الوطني للاستشعار سيد الشعرية يحركها تسلل من البوليمرات. الهياكل طبق الاصل يحمل نسيج متباين الخواص النانو لتشارك المركز الوطني الانحياز، ويمكن أن يكون مع الجدران الفرعية ميكرون سمك ونسب تتجاوز 50:1. التكامل من المركز الوطني للاستشعار المجهرية في تلفيق يتيح فرصا أكبر للاستفادة من الخصائص الكهربائية والحرارية من تشارك المركز الوطني، وقدرات متنوعة للصناعات الكيماوية وfunctionalization البيوكيميائية 3.

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures at JoVE.com

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

نقدم أساليب لتصنيع المجهرية منقوشة من أنابيب الكربون النانوية الانحياز عموديا (تشارك المركز الوطني)، واستخدامها على النحو قوالب رئيسية لانتاج المجهرية البوليمر مع المنظمة نسيج السطح النانو. وdensified الغابات المركز الوطني للاستشعار عن طريق التكثيف من المذيب على الركيزة، مما يزيد بشكل كبير من كثافة التعبئة والتغليف وتمكن ذاتيين تشكيل الأشكال 3D.

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

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

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

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

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

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

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

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

عالية الدقة، والسرعة الفائقة، والتصوير ثلاثي الأبعاد الفيديو مع تقنيات الإسقاط هامش الرقمية

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

Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component

عملية صنع المجهرية ثلاثي الأبعاد باستخدام تبخير مكون قرباني

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material ...

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

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

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

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

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

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

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

تصنيع وتوصيف الموصلية الرنين

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

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

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

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

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

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

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

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

تصنيع درجة الحرارة عالية من ذات البنية النانومترية اليتريا-استقرت-زركونيا (YSZ) السقالات من قبل<em&gt; في الموقع</em&gt; الكربون النموذجيه Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...