Name: dry oxidation and vacuum annealing treatments for tuning the wetting properties of carbon nanotube arrays
Uploaded: 2013-04-15T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dry Oxidation and Vacuum Annealing Treatments for Tuning the Wetting Properties of Carbon Nanotube Arrays at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet av Charyk Foundation og The Fletcher Jones Foundation i henhold prosjekt nummer 9900600. Forfatterne takknemlig erkjenne Kavli Nanovitenskap Institute ved California Institute of Technology for bruk av nanofabrication instrumenter, Molecular Materials Research Center of the Beckman Institute ved California Institute of Technology for bruk av XPS og kontakt vinkel goniometer, og Divisjon for geologiske og Planetary Sciences i California Institute of Technology for bruk av SEM.

1. Karbon nanorør (CNT) Array Vekst <ol><li> Forbered et silisiumskive med minst en polert side. Det er ikke noe krav på størrelsen, krystallinsk orientering, doping attraksjon, resistivitet, og oksyd lagtykkelse. Vi bruker vanligvis en &lt;100&gt; n-type silisium wafer dopet med fosfor, med en diameter på 3 tommer, en tykkelse på 381 um, og en spesifikk motstand på 5-10 Ωcm. Vanligvis dette silisiumskive har et termisk oksydlag med en tykkelse på 300 nm. </li><li> Hvis den fremstilte silisiumskive ikke har et...

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

Vi anser UV / ozonbehandling som den mest praktiske oksidasjon teknikken fordi den kan utføres i luft ved en standard romtemperatur og-trykk i opptil flere timer, avhengig av lengden på CNT array og kraften av UV-stråling. UV-stråling, som genereres av en høy intensitet kvikksølvdamplampen på 185 nm og 254 nm, bryter de molekylære bindinger på den ytre veggen av CNT tillater ozon, konvertert samtidig fra luften ved UV-stråling, for å oksidere deres overflate. 26,27 oksidasjonsprosessen stopper når...

Innføringen av syntetiske materialer med fleksibel fuktingsegenskaper har aktivert mange bruksområder, inkludert selvrensende overflater og hydrodynamiske friksjon enheter. 6,7 Mange rapporterte studier viser at for å kunne stille inn fuktingsegenskaper egenskapene til et materiale, må man være i stand til å variere sin overflatekjemi og topografisk overflateruhet. 8-11 Blant mange andre tilgjengelige syntetiske materialer, har nanostrukturerte materialer tiltrukket mesteparten av oppmerksomhet på grunn av deres iboende multi-skalert overflateruhet og deres overflater kan lett funksjonalisert ved vanlige metoder. Flere eksempler på disse nanostrukturerte materialer innbefatter ZnO, 12,13 SiO 2, 12,14 ITO, 12 og karbon nanorør (CNT). 15-17 Vi tror at evnen til reversibelt tune befuktningsegenskaper CNT har sin egen kraft, siden de anses som en av de mest lovende materialer for fremtidig bruksområdersjoner. CNT kan dreies hydrofil ved funksjonaliseringsmiddel deres overflater med oksygenerte funksjonelle grupper, som ble introdusert under en oksydasjonsbehandling. Til dags dato, er den vanligste metoden for å innføre oksygen adsorbates til CNT de kjente våt oksidasjon teknikker, som involverer bruk av sterke syrer og oksidasjonsmidler som salpetersyre og hydrogenperoksid. 18-20 Disse våt oksidasjon teknikkene er vanskelige å bli skalert opp til industrielt nivå på grunn av sikkerhet og miljø og betydelig mengde tid å fullføre oksidasjonsprosessen. I tillegg kan et kritisk punkt tørkemetode må anvendes for å minimere effekten av kapillære krefter som kan ødelegge den mikroskopiske struktur og generelle justering av CNT matrisen under tørkeprosessen. Tørr oksidasjon behandlinger, for eksempel UV / ozon og oksygen plasma behandlinger, tilbyr en tryggere, raskere og mer kontrollert oksidasjon prosessen i forhold til de nevntevåte oksidasjon behandlinger. CNT kan gjøres hydrofob ved å fjerne de vedlagte oksygenerte funksjonelle grupper fra deres overflater. Så langt er kompliserte prosesser alltid involvert i å produsere svært hydrofobe CNT arrays. Vanligvis disse arrayer må belegges med ikke-fukting kjemikalier, for eksempel PTFE, ZnO, og fluoroalkylsilane, 15,21,22 eller bli passivisert ved fluor eller hydrokarbon plasma behandling, for eksempel CF4 og CH 4. 16,23 Selv om er ovennevnte behandlinger ikke så vanskelig å bli skalert opp til industrielt nivå, de er ikke reversibel. Når CNT blir eksponert for disse behandlinger, kan de ikke lenger skal gjengis hydrofil ved hjelp av vanlige oksidasjonsprodukter metoder. Metodene som presenteres her viser at fuktbarhet av CNT arrayer kan være innstilt oversiktlig og enkelt via en kombinasjon av tørr oksidasjon og vakuum annealing behandlinger (figur 1). Oksygen endsorption og desorpsjon prosesser forårsaket av disse behandlingene er svært reversible på grunn av deres ikke-destruktiv natur og fraværet av andre urenheter. Dermed disse behandlinger tillate CNT matriser bli gjentatte slått mellom hydrofil og hydrofob. Videre, disse behandlingene er svært praktisk, økonomisk, og kan lett skaleres opp siden de kan utføres ved hjelp av en hvilken som helst kommersiell vakuumovn og UV / ozon eller oksygen plasmarenser. Legg merke til at vertikalt CNT arrays brukes her er vokst av standard termisk kjemisk damp nedfall (CVD) teknikk. Disse matriser er vanligvis dyrket på katalysator belagte silisiumskive substrater i et kvartsrør ovn under en strøm av karbon inneholdende forløperforbindelser gasser ved forhøyet temperatur. Den gjennomsnittlige lengden av oppstillingene kan varieres fra noen få mikrometer til en millimeter lang ved å endre veksttid.

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

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

I denne artikkelen beskriver vi en enkel metode for å reversibelt tune befuktningsegenskaper av loddrett karbon nanorør (CNT) arrays. Her er CNT arrays definert som tettpakkede multi-vegger karbon nanorør orientert vinkelrett på vekstsubstrat som et resultat av en vekstprosessen ved standard termiske kjemiske dampavsetning (CVD) teknikk. 1,2 Disse CNT arrays er deretter utsatt for vakuum glødebehandling for å gjøre dem mer hydrofob eller tørke oksydasjonsbehandling å gjengi dem mer hydrofil. De hydrofobe CNT arrayer kan dreies hydrofil ved å utsette dem tørke oksydasjonsbehandling, mens de hydrofile CNT arrayer kan dreies hydrofob ved å utsette dem til vakuum glødebehandling. Ved hjelp av en kombinasjon av begge behandlinger, kan CNT arrayer gjentatte ganger slått mellom hydrofil og hydrofob. 2 Derfor, slik kombinasjon viser et meget stort potensial i mange industrielle og forbruker applikasjoner,inkludert levering av legemidler og høy effekt tetthet supercapacitors. 3-5 Nøkkelen for å variere fuktbarhet av CNT arrays er å kontrollere overflaten oksygenkonsentrasjon adsorbates. Utgangspunktet oksygen adsorbates kan introduseres ved å eksponere CNT matriser til enhver oksydasjonsbehandling. Her benyttes tørr oksidasjon behandlinger, for eksempel oksygen plasma og UV / ozon, for å functionalize overflaten av CNT med oksygenerte funksjonelle grupper. Disse oksygenerte funksjonelle grupper tillater hydrogenbinding mellom overflaten på CNT og vannmolekyler å danne, gjengivelsesteknologi CNT hydrofil. Å slå dem hydrofobe, må adsorberte oksygen fjernes fra overflaten av CNT. Her har vi ansette vakuum glødebehandling å indusere oksygen desorpsjon prosess. CNT matriser med ekstremt lav overflate konsentrasjon av oksygen adsorbates viser en superhydrophobic atferd.

CVD metoden beskrevet ovenfor resulterer i tettpakkede vertikalt innrettede multi-vegger CNT matriser med en typisk diameter, antall vegg, og inter-nanorør avstand av ca 12-20 nm, 8-16 vegger, og 40 - 100 nm hhv. Den gjennomsnittlige lengden av oppstillingene kan varieres fra noen få mikrometer lang (Figur 6a) til en millimeter lang (Figur 6b), ved å endre veksttid fra 5 min til 1 time henholdsvis. Vanligvis den vertikale justeringen er god på større lengde skala og noen forvikling...

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

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

Denne artikkelen beskriver en enkel metode for å dikte loddrett karbon nanorør arrays av CVD og deretter stille sine befuktningsegenskaper ved å utsette dem til å støvsuge annealing eller tørr oksydasjonsbehandling.

Tørr Oksidasjon og Vacuum Annealing behandlinger for tuning tisse egenskapene til karbon nanorør arrays

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabrikasjon, Fortetting, og Replica Molding av 3D karbon nanorør mikrostrukturer

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

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

Syntese og Funksjonalisering av Nitrogen-dopet karbon nanorør kopper med gull nanopartikler som Cork Propper

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

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

Finjustering av størrelse og minimere støy av Solid-state Nanopores

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

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

Ambient Fremgangsmåte for fremstilling av en ionisk Lukket Carbon Nanotube Common Cathode i Tandem organiske solceller

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

Fabrikasjon av lav temperatur karbon nanorør Vertikale Interconnects Kompatibel med Semiconductor Technology

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

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

Utvikling av en Forsøksoppsett for måling av Coefficient of Restitusjon under vakuum betingelser

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

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

Toveis valorization av masovnslaggen: Syntese av utfelt kalsiumkarbonat og zeolitt Heavy Metal Adsorbent

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

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

Precision Fresing av karbon nanorør Forests av lavtrykk Scanning elektronmikroskopi

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

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

Orienteringsovergang i en flytende krystall utløst av den termodynamiske veksten av grensesnittet

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

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

Produksjon og karakterisering av vakuum avsatt Organic Light Emitting Diodes lysemitterende

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...