Name: simultaneous multi-surface anodizations and stair-like reverse biases detachment of anodic aluminum oxides in sulfuric and oxalic acid electrolyte
Uploaded: 2017-10-05T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte at JoVE.com

Forfatterne ikke avsløre.

Vær oppmerksom på alle de relaterte materialer Produktdatablad (MSDS) før du begynner. Til tross for miljøvennlig natur denne protokollen brukes noen syrer og oksidanter i tilsvarende prosedyrene. Også bruke alle riktig personlig beskyttende utstyr (laboratoriefrakk, hansker, vernebriller, etc.).
 1. forberedelse av løsning Merk: etter fullført tetting løsning inneholder fartøy, energisk magnetiske omrøring ble brukt på alle løsningene ved romte...

I dette papiret demonstrert vi vellykket en lettvinte, høy avkastning, og miljømessig ren metoden å dikte nanoporous AAOs gjennom SMSA og SRBs-avdelingen, som kan gjentas på samme Al underlaget for betydelig forbedring av mass-producibility som samt brukbarheten av begrensede naturressurser. Som vist i flytdiagram for figur 1a, er vår AAO fabrikere strategi basert på konvensjonelle totrinns anodization, som ble endret på flere overflater situasjonen. Enkelte prosedyrer fungerte også ...

AAOs som ble dannet ved anodisering Al underlaget i en syrlig elektrolytt, har tiltrukket seg stor interesse for ulike grunnleggende vitenskap og industri, for eksempel hard maler for nanorør/nanowires1,2,3 , 4 , 5, energi lagring enheter6,7,8,9, bio-sensing10,11, filtrering programmer12,13 , 14masker fordamper og/eller etsing15,16,17og kapasitive fuktighet sensorer18,19,20,21 ,22, på grunn av deres selv bestilt honeycomb struktur, høy størrelsesforholdet nanopores og førsteklasses mekaniske egenskaper23. For å bruke nanoporous AAOs for disse ulike programmer, bør de være frittstående skjemaer med en svært og langtrekkende bestilte rekke nanopores. I denne forbindelse, må strategier for å få AAOs vurdere både dannelse (anodisering) og separasjon (koble) prosedyrer.
Synspunktet til AAO dannelsen var mild anodization (heretter kalt MA) godt etablert under sulfuric, oxalic og phosphoric surt elektrolytter23,24,25,26 ,27. Imidlertid utstilt MA prosesser lav-gir av AAO fabrikasjon på grunn av deres langsom vekst avhengig av relativt lav intensitet av anodic spenninger, som vil ytterligere svekkes gjennom en prosess for å forbedre nanopores' periodisitet28 MA ,29. Dermed ble hardt anodization (HA) teknikker foreslått som alternativer til MA ved å bruke høyere anodic spenninger (oxalic/sulfuric syre elektrolytt) eller mer konsentrert elektrolytt (fosforsyre)30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40. HA viser prosesser forskjellige forbedringer av vekst samt periodiske ordninger, mens resulterer AAOs ble mer skjøre og tetthet av nanopores ble redusert30. I tillegg er en dyre kjølesystemet nødvendig for spredendedesign joules oppvarming skyldes høy nåværende tetthet31. Disse resultatene begrenser potensialet anvendelighet av AAOs via HA prosesser.
For å skille en AAO fra tilsvarende overflaten av Al plate, ble selektiv kjemisk etsing av gjenværende Al underlaget mest benyttet i både MA og HA prosesser bruker giftige kjemikalier, som kobber klorid35,39 ,41,42 eller kvikksølv klorid16,17,43,44,45,46, 47 , 48 , 49. imidlertid denne metoden medfører ufordelaktig bivirkninger, f.eks, en lengre reaksjonstid proporsjonal med gjenværende tykkelsen på Al, forurensning av AAO av heavy metal ioner, skadelige rester til menneskelig kropp/natur miljøer , og ineffektiv bruk av verdifulle ressurser. Derfor har mange forsøk blitt gjort for å realisere direkte avdeling av en AAO. Selv om både Katodisk spenning delaminering50,51 og anodic spenning puls avdeling7,41,42,52, 53,54,55 presentere en fortjeneste som gjenværende Al underlaget kan gjenbrukes, tidligere teknikken tar nesten sammenlignbare tid med de i kjemisk etsing metoder50. Til tross for reduksjon behandlingstiden, ble skadelig og svært reaktive kjemikalier, for eksempler butanedione og/eller perchloric acid, brukt som frakobling elektrolytter i den sistnevnte teknikker55, der en ekstra rengjøring prosedyren er nødvendig på grunn av skiftende elektrolytt mellom anodiserings og detaching prosedyren. Spesielt påvirke detaching atferd og kvaliteten på de frittstående AAOs alvorlig tykkelsen. Ved AAO med relativt tynnere tykkelse inneholde en frittstående sprekker og/eller åpninger.
Alle de eksperimentelle tilnærmingene ovenfor er brukt på en "single-overflaten" av Al prøven, unntatt overflaten beskytte/engineering formål, og denne funksjonen av konvensjonell teknologi utstillinger kritiske begrensningene for AAO fabrikasjon i form av avkastning, samt processibility, som også påvirker potensialet anvendelighet av AAOs56,57.
For å tilfredsstille økende krav i feltene AAO-relaterte lettvinte, høy yield og grønne teknologiske tilnærminger, rapportert vi tidligere på SMSA og direkte løsgjøring gjennom SRBs under sulfuric56 og oxalic57 acid elektrolytt, henholdsvis. Det er et velkjent faktum at flertall AAOs kan dannes på flere overflater av Al underlaget nedsenket i surt elektrolytter. Imidlertid aktivere SRBs, en nøkkel skille av våre metoder, brøkdel av disse AAOs fra tilsvarende flere overflater av Al underlaget i samme Sure elektrolytt brukes for SMSAs som angir masse-produksjon, enkelhet og grønn teknologiske egenskaper. Vi ønsker å påpeke at SRBs-baserte avdeling er en optimal strategi for flertall AAOs fremstille SMSAs56,57 og enda gyldige for relativt tynnere tykkelser på AAOs57 sammenlignet med Katodisk delaminering (dvs., konstant omvendt bias) på enkelt-overflatef "> 51. Til slutt, en enhet sekvens bestående av SMSAs sekvensielt kombinert med SRBs-baserte avdeling kan brukes gjentatte ganger på samme Al underlaget, unngå kompliserte prosedyrer og giftig/reaktive kjemikalier som forsterker fordelene våre strategier og garanterer også for effektiv bruk av naturressurser.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="850">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Sulfuric Acid &#62;98%</td>
			<td style="width:212px;">DUKSAN reagent</td>
			<td style="width:119px;">5950</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Oxalic Acid Anhydrous, 99.5-100.2%</td>
			<td style="width:212px;">KANTO chemical</td>
			<td style="width:119px;">31045-73</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Phosphoric Acid, 85%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">P0463</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Perchloric Acid, 60%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">P0181</td>
			<td>Highly Reactive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Chromium(VI) Oxide</td>
			<td style="width:212px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">232653</td>
			<td>Strong Oxidizer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Ethanol, 95%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">E0219</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Absolute Ethanol, 99.9%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">E1320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Double Jacket Beaker</td>
			<td style="width:212px;">iNexus</td>
			<td style="width:119px;">27-00292-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Low Temperature Bath Circulator</td>
			<td style="width:212px;">JEIO TECH</td>
			<td style="width:119px;">AAH57052K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Programmable DC Power Supply</td>
			<td style="width:212px;">PNCYS</td>
			<td style="width:119px;">EDP-3001&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Aluminum Plate, &#62;99.99%</td>
			<td style="width:212px;">Goodfellow</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Platinum Cylinder</td>
			<td style="width:212px;">Whatman</td>
			<td style="width:119px;">444685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Pure &#38; Ultra Pure Water System (Deionized Water)</td>
			<td style="width:212px;">Human Science</td>
			<td style="width:119px;">Pwer II &#38; HIQ II</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous multi-surface anodizations and stair-like reverse biases detachment of anodic aluminum oxides in sulfuric and oxalic acid electrolyte

Etter rapportering i two-step anodization, har nanoporous anodic aluminium oksider (AAOs) blitt mye utnyttet innen allsidig grunnleggende vitenskap og industrielle applikasjoner på grunn av deres periodiske arrangement av nanopores med relativt høy størrelsesforhold. Men teknikkene rapportert så langt som kan bare være gyldig for mono-overflate anodization, vise kritiske ulemper, dvs, tidkrevende, samt kompliserte prosedyrer, krever giftige kjemikalier, og sløse verdifulle naturressurser . I dette papiret viser vi en lettvinte, effektiv og miljøvennlig ren metode for å dikte nanoporous AAOs i sulfuric og oxalic syre elektrolytter, som kan overvinne begrensningene som følge av konvensjonelle AAO fabrikere metoder. Første, flertall AAOs produseres samtidig gjennom samtidige flere overflater anodization (SMSA), som angir mass-producibility for AAOs med tilsvarende egenskaper. Andre kan de AAOs skilles fra aluminium (Al) underlaget ved å bruke trapp-lignende omvendt biases (SRBs) i samme elektrolytt brukes for SMSAs, antyde enkelhet og grønn teknologiske egenskaper. Til slutt, en enhet sekvens bestående av SMSAs sekvensielt kombinert med SRBs-baserte avdeling kan brukes gjentatte ganger på samme Al underlaget, som forsterker fordelene med denne strategien og også garanterer for effektiv bruk av naturressurser.

Flytdiagram for nth AAO fabrikasjon sekvens hovedsakelig bestående av to-trinns SMSAs, SRBs-avdeling, og relaterte kjemisk etsing ble presentert skjematisk i figur 1a. Hver innfelt viser et scanning elektron mikroskop (SEM) bilde av tilsvarende overflaten morfologi hver individuelle prosedyre og et fotografi tatt umiddelbart etter SRBs-avdeling. En skjematisk illustrasjon etter totalt 5th repetisjon av sekvensen enhet utstilt f...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte at JoVE.com

Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte

Samtidige multi overflate Anodizations og trapp-lignende omvendt Biases avdeling av Anodic aluminium oksider i Sulfuric og oksalsyre elektrolytt

En protokoll for fabrikasjon nanoporous anodic aluminium oksider via samtidige flere overflater anodization etterfulgt av trapp-lignende omvendt biases detachments presenteres. Det kan brukes gjentatte ganger til samme aluminium underlaget, viser en lettvinte, høy yield og miljømessig ren strategi.

After reporting on the two-step anodization, nanoporous anodic aluminum oxides (AAOs) have been widely utilized in the versatile fields of fundamental ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Fabrikasjon av Nano-konstruert transparent gjennomføre Oksider av pulset laser Nedfall

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Fabrikasjon av Romlig Trange kompleks oksid

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Casting Protokoller for produksjon av Open Cell Aluminum Skum av Replication Teknikk og Effekt på Porøsitet

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaksjonskinetikk og forbrenning Dynamics of jeg<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; Og aluminium blandinger

Tetraiodine nonoxide (I4O9) has been synthesized using a dry approach that combines elemental oxygen and iodine without the introduction of hydrated ...

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

Eksperimentell Prosedyre for Warm Spinning av støpt aluminium komponenter

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

Dielectric RheoSANS &#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Dielectric RheoSANS ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Dielektriske RheoSANS - Samtidig Spørre Impedans, Reologi og Small Angle Neutron Spredning av komplekse fluider

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Elektrisk-kontroll av elektroniske stater i WS2 Nanodevices av elektrolytt Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Forbedret Electron injeksjon og Exciton Confinement for ren blå Quantum-Dot Light - Emitting Diodes ved å innføre delvis oksidert Aluminum katode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Bulk og tynnfilm syntese av Compositionally Variant entropi-stabilisert oksider

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

Generasjon og kontroll av Electrohydrodynamic renner i vandig elektrolytt-løsninger

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...