חומר זה מבוסס על עבודה נתמכת על-ידי התוכנית מחקר מדעי בסיסי דרך לאומי מחקר קרן של קוריאה (ב- NRF) ממומן על ידי משרד המדע, תקשוב העתיד (ה-NRF-2017R1A2B4008053) ותכנון (משרד המסחר, התעשייה, האנרגיה מוטיה, קוריאה) תחת טכנולוגיה תעשייתית חדשנות תוכנית מס 10052802 ו קוריאה המכון לקידום טכנולוגיות (KIAT) דרך התוכנית לעידוד לתעשיות באזור שיתוף פעולה כלכלי (N0002310).

1. ייצור ננו-Micro Multiscale מבנה פני השטח באמצעות מסנן AAO (איור 1)
<ol><li>לרכוש מסנן AAO עם גודל הנקבוביות, גובה, קוטר 200 ננומטר, מיקרומטר 60 ו 25 מ מ, בהתאמה.</li>
	<li>1.2. לנקות את השטח של הסרט terephthalate (PET) פוליאתילן בעל עובי של 100 μm לשימוש אצטון ועם 99.8% אלכוהול איזופרופיל (IPA) עם 99.9% עבור 5 דקות, ויבשים לחלוטין למשך 3 דקות באמצעות רובה אוויר.</li>
	<li>מניחים את הסרט חיית המחמד על משטח שטוח ללא מזהמים, ולהוסיף טיפה 0.1 מ"ל של UV-לריפוי פוליאוריתן-אקרילט (פואה)-סוג שרף עם צמיגות של cPs 257.4 על גבי המשטח.</li>
	<li>מקם את המסנן AAO על השרף והקש בצורה אחידה, באמצעות גלגלת גומי בקוטר של 32 מ מ. ההתפשטות של השרף הוא אישר באופן חזותי, כך רולר חייב להיות שוב ושוב, בזהירות דחף בעת לחיצה. התראה: המסנן AAO הוא שביר, עשוי לשבור אם בכוח מופרז מוחל.</li>
	<li>לאחר גלגול, לחשוף את הדגימה עם חיית המחמד, AAO המסנן (המחובר באמצעות השרף) לאור אולטרא סגול עם אורך גל של 365 nm ב-30 s כדי לרפא את השרף.</li>
	<li>לטבול את הדגימה נרפא ב- 100 מ של 2 מ' פתרון NaOH 10 דקות כדי להמיס את המסנן. הערה: תמונות SEM מציגות את חתך הרוחב ואת השטח של המבנה (איור 2).</li>
	<li>לנקות את הדגימה עם מים DI ולאחר מכן לחלוטין לייבש אותו למשך 3 דקות באמצעות רובה אוויר. הערה: ניתוח EDX אישר כי Na Al לא אותרו, היו לגמרי חרוט (איור 3).</li>
</ol>2. טיפולי שטח
<ol><li>טיפול באוזון UV</li>
	<li>לנקות את הדגימה במבנים multiscale ננו-micro באמצעות IPA ולחלק מים במשך 5 דקות, ואז לייבש אותו באמצעות רובה אוויר במשך 3 דקות.</li>
	<li>להאיר את הצד של המבנים multiscale של הדגימה (הצד עם מבנים multiscale) באמצעות קרני UV (אורך גל של 185-254 ננומטר) עבור 60 דקות. הערה: ציוד האוזון UV יש עוצמות של mW/cm 252.</li>
	<li>Octadecyltrichlorosilane (פאלו ורדה) הרכבה עצמית</li>
	<li>מניחים צלחת חמה בתוך הכפפות ולשמור על סביבה2 N עבור תהליך בתצהיר אדים.</li>
	<li>לתקן את הקצה של הדגימה על זכוכית או על צלחת שטוחה באמצעות סרט דביק. ודא כי הגודל של זכוכית או צלחת גדולה מספיק כדי לכסות את החלק העליון של גביע (עם 8 מ"מ קוטר, 13 מ מ גובה).</li>
	<li>מניחים את הספל על הכיריים עם 5 "x 7" ולהוסיף 2 מ"ל של פאלו ורדה פתרון כשהספל באמצעות פיפטה.</li>
	<li>לכסות את. הספל עם הזכוכית או צלחת פנים-און, עם הדגימה מופנות כלפי מטה לתוך הספל.</li>
	<li>תהליך עבור 60 דקות ב 100 ° C, ולאחר מכן הסר הדגימה מתא הכפפות. הערה: לאחר תהליך ציפוי פאלו ורדה, הספל ואת הכפפות יש לנקות.</li>
</ol>3. ייצור של תפקודי השטח על ידי הזרקת חומרי סיכה
<ol><li>להפקיד כ 0.2 מ"ל של perfluorocarbon (PFC) נוזל לתוך מצופים פאלו ורדה עצמית המצטברים nanofiber הרכבה.</li>
	<li>שים לב התהליך הרטבה של טוראי ראשון באמצעות מיקרוסקופ אופטי עם עדשת המטרה-5 X-20 X.</li>
	<li>הסר את הנוזל PFC עודף על-ידי הצבת הדגימות בצורה מאונכת לכמה שעות.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Elghanian, R., Storhoff, J. J., Mucic, R. C., Letsinger, R. L., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+colorimetric+detection+of+polynucleotides+based+on+the+distance-dependent+optical+properties+of+gold+nanoparticles.">Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles.</a> Science. 277, 1078-1081 (1997).</li><li>Berdichevsky, Y., Lo, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polypyrrole+nanowire+actuators.">Polypyrrole nanowire actuators.</a> Advanced Materials. 18, 122-125 (2006).</li><li>Mitchell, D. 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=Smart+nanotubes+for+bioseparations+and+biocatalysis.">Smart nanotubes for bioseparations and biocatalysis.</a> Journal of the American Chemical Society. 124, 11864-11865 (2002).</li><li>Nicewarner-Pena, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Submicrometer+metallic+barcodes.">Submicrometer metallic barcodes.</a> Science. 294, 137-141 (2001).</li><li>Dersch, R., Steinhart, M., Boudriot, U., Greiner, A., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoprocessing+of+polymers:+applications+in+medicine,+sensors,+catalysis,+photonics.">Nanoprocessing of polymers: applications in medicine, sensors, catalysis, photonics.</a> Polymers for Advanced Technologies. 16, 276-282 (2005).</li><li>Baker, L. A., Jin, P., Martin, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomaterials+and+biotechnologies+based+on+nanotube+membranes.">Biomaterials and biotechnologies based on nanotube membranes.</a> Critical reviews in solid state and materials sciences. 30, 183-205 (2005).</li><li>Xiang, H., 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=Block+copolymers+under+cylindrical+confinement.">Block copolymers under cylindrical confinement.</a> Macromolecules. 37, 5660-5664 (2004).</li><li>Fei, G., 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=Electro-activated+surface+micropattern+tuning+for+microinjection+molded+electrically+conductive+shape+memory+polyurethane+composites.">Electro-activated surface micropattern tuning for microinjection molded electrically conductive shape memory polyurethane composites.</a> RSC Advances. 3, 24132-24139 (2013).</li><li>Kim, 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=Stretchable+and+transparent+electrodes+based+on+in-plane+structures.">Stretchable and transparent electrodes based on in-plane structures.</a> Nanoscale. 7, 14577-14594 (2015).</li><li>Kim, 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=Wearable+smart+sensor+systems+integrated+on+soft+contact+lenses+for+wireless+ocular+diagnostics.">Wearable smart sensor systems integrated on soft contact lenses for wireless ocular diagnostics.</a> Nature Communications. 8, 14997 (2017).</li><li>Park, 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=Wearable,+wireless+gas+sensors+using+highly+stretchable+and+transparent+structures+of+nanowires+and+graphene.">Wearable, wireless gas sensors using highly stretchable and transparent structures of nanowires and graphene.</a> Nanoscale. 8, 10591-10597 (2016).</li><li>An, B. 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-resolution+printing+of+3D+structures+using+an+electrohydrodynamic+inkjet+with+multiple+functional+inks.">High-resolution printing of 3D structures using an electrohydrodynamic inkjet with multiple functional inks.</a> Advanced Materials. 27, 4322-4328 (2015).</li><li>Kim, 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=Fully-integrated,+bezel-less+transistor+arrays+using+reversibly+foldable+interconnects+and+stretchable+origami+substrates.">Fully-integrated, bezel-less transistor arrays using reversibly foldable interconnects and stretchable origami substrates.</a> Nanoscale. 8, 9504-9510 (2016).</li><li>Zhao, Y. S., Zhan, P., Kim, J., Sun, C., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterned+growth+of+vertically+aligned+organic+nanowire+waveguide+arrays.">Patterned growth of vertically aligned organic nanowire waveguide arrays.</a> American Chemical Society Nano. 4, 1630-1636 (2010).</li><li>Kuo, C. W., Shiu, J. Y., Chen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-and+shape-controlled+fabrication+of+large-area+periodic+nanopillar+arrays.">Size-and shape-controlled fabrication of large-area periodic nanopillar arrays.</a> Chemistry of Materials. 15, 2917-2920 (2003).</li><li>Lee, S. B., Koepsel, R., Stolz, D. B., Warriner, H. E., Russell, 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-assembly+of+biocidal+nanotubes+from+a+single-chain+diacetylene+amine+salt.">Self-assembly of biocidal nanotubes from a single-chain diacetylene amine salt.</a> Journal of the American Chemical Society. 126, 13400-13405 (2004).</li><li>Gibson, 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=Reading+and+writing+with+electron+beams.">Reading and writing with electron beams.</a> Physics Today. 50, 56-61 (1997).</li><li>Kramer, N., Birk, H., Jorritsma, J., Sch&#246;nenberger, C. <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+metallic+nanowires+with+a+scanning+tunneling+microscope.">Fabrication of metallic nanowires with a scanning tunneling microscope.</a> Applied Physics Letters. 66, 1325-1327 (1995).</li><li>Jiang, P., Bertone, J. F., Colvin, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+lost-wax+approach+to+monodisperse+colloids+and+their+crystals.">A lost-wax approach to monodisperse colloids and their crystals.</a> Science. 291, 453-457 (2001).</li><li>Steinhart, 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=Polymer+nanotubes+by+wetting+of+ordered+porous+templates.">Polymer nanotubes by wetting of ordered porous templates.</a> Science. 296, 1997 (2002).</li><li>Hong, S. H., Hwang, J., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replication+of+cicada+wing's+nano-patterns+by+hot+embossing+and+UV+nanoimprinting.">Replication of cicada wing's nano-patterns by hot embossing and UV nanoimprinting.</a> Nanotechnology. 20, 385303 (2009).</li><li>Han, K. S., Shin, J. H., Yoon, W. Y., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+performance+of+solar+cells+with+anti-reflection+layer+fabricated+by+nano-imprint+lithography.">Enhanced performance of solar cells with anti-reflection layer fabricated by nano-imprint lithography.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 95, 288-291 (2011).</li><li>Choo, S., Choi, H. J., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replication+of+rose-petal+surface+structure+using+UV-nanoimprint+lithography.">Replication of rose-petal surface structure using UV-nanoimprint lithography.</a> Materials Letters. 121, 170-173 (2014).</li><li>Yu, Z., Chou, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triangular+profile+imprint+molds+in+nanograting+fabrication.">Triangular profile imprint molds in nanograting fabrication.</a> Nano Letters. 4, 341-344 (2004).</li><li>Hirai, Y., Harara, S., Isaka, S., Kobayashi, M., Tanaka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-Imprint+lithography+using+replicated+mold+by+Ni+electroforming.">Nano-Imprint lithography using replicated mold by Ni electroforming.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 41, 4186 (2002).</li><li>Kim, J. H., Cho, Y. T., Jung, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+of+absorptive+materials+for+non-reflective+wire+grid+polarizers.">Selection of absorptive materials for non-reflective wire grid polarizers.</a> International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 17, 903-908 (2016).</li><li>St&#731;epniowski, W. J., Salerno, M. <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+nanowires+and+nanotubes+by+anodic+alumina+template-assisted+electrodeposition.">Fabrication of nanowires and nanotubes by anodic alumina template-assisted electrodeposition.</a> Manufacturing Nanostructures. 12, 321-357 (2014).</li><li>Sousa, C. 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=Nanoporous+alumina+as+templates+for+multifunctional+applications.">Nanoporous alumina as templates for multifunctional applications.</a> Applied Physics Reviews. 1, 031102 (2014).</li><li>Hong, S. H., Bae, B. J., Lee, H., Jeong, J. H. <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+density+nano-pillar+type+phase+change+memory+devices+using+flexible+AAO+shaped+template.">Fabrication of high density nano-pillar type phase change memory devices using flexible AAO shaped template.</a> Microelectronic Engineering. 87, 2081-2084 (2010).</li><li>Schwirn, 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=Self-ordered+anodic+aluminum+oxide+formed+by+H2SO4+hard+anodization.">Self-ordered anodic aluminum oxide formed by H2SO4 hard anodization.</a> American Chemical Society Nano. 2, 302-310 (2008).</li><li>Lee, P. 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=Vertically+aligned+nanopillar+arrays+with+hard+skins+using+anodic+aluminum+oxide+for+nano+imprint+lithography.">Vertically aligned nanopillar arrays with hard skins using anodic aluminum oxide for nano imprint lithography.</a> Chemistry of Materials. 17, 6181-6185 (2005).</li><li>Lopes, M. C., de Oliveira, C. P., Pereira, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computational+modeling+of+the+template-assisted+deposition+of+nanowires.">Computational modeling of the template-assisted deposition of nanowires.</a> Electrochimica Acta. 53, 4359-4369 (2008).</li><li>Choi, M. K., Yoon, H., Lee, K., Shin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+fabrication+of+asymmetric+high-aspect-ratio+polymer+nanopillars+by+reusable+AAO+templates.">Simple fabrication of asymmetric high-aspect-ratio polymer nanopillars by reusable AAO templates.</a> Langmuir. 27, 2132-2137 (2011).</li><li>Kim, Y. S., Lee, K., Lee, J. S., Jung, G. Y., Kim, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoimprint+lithography+patterns+with+a+vertically+aligned+nanoscale+tubular+carbon+structure.">Nanoimprint lithography patterns with a vertically aligned nanoscale tubular carbon structure.</a> Nanotechnology. 19, 365305 (2008).</li><li>Chen, G., Soper, S. A., McCarley, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free-standing,+erect+ultrahigh-aspect-ratio+polymer+nanopillar+and+nanotube+ensembles.">Free-standing, erect ultrahigh-aspect-ratio polymer nanopillar and nanotube ensembles.</a> Langmuir. 23, 11777-11781 (2007).</li><li>Jeong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Nano-Micro+Hybrid+Structures+by+Replication+and+Surface+Treatment+of+Nanowires.">Fabrication of Nano-Micro Hybrid Structures by Replication and Surface Treatment of Nanowires.</a> Crystals. , (2017).</li></ol>

המחברים יש אינטרסים כלכליים מתחרים לא לחשוף.

הצעד מפתח פבריקציה נוספת של הרכבה עצמית צבורים nanofiber נועד להבטיח כי המסנן AAO שבירות לשבור לא בשעת החלת השרף עם הגלילים גומי. למעשה, כדאי הבטיחו כי המסנן AAO לא לשבור בכל עת לפני השלב תחריט. משום שהמסנן AAO 25 מ מ קוטר, בגודל של המצע הוא כ 30 x 30 מ מ.
הרכבה עצמית צבורים nanofiber מאפשר לנו לספק שונים תפקודי משטחים באמצעות משטח הטיפול הנכון. לאחר ההטבעה המשטח הראשי הידרופיליות, אבל זה יכול להיות שונה ולהיות הידרופובי מאת נתון לשינוי UV האוזון טיפול, משטח האנרגיה לאחר ציפוי פאלו ורדה. בנוסף, ניתן להמיר את מבנה נקבובי multiscale שהוצע משטח חלקלק דרך התהליך נוזלי סיכה-אינפוזיה.
פני השטח עם מבנים multiscale ננו-micro אטום, ואולי בשל אי סדירות של nanofibers צבור, מאפיין זה יכול להיות מועסק ביישומים אופטי. לפיכך, במחקרים הבאים, אנחנו יחקרו את מאפייני אופטי של המצע באמצעות ספקטרומטר של UV-Vis-IR. אנו מצפים כי ניתן להחיל את התכונות האופטיות של משטחים כאלה תעשיות הדורשות כשמאירים השתקפות של אור.

ננו מרקם מבנים כגון חלקיקים, צינורות ו nanofibers משכו תשומת לב בקהילה המדעית, שכן הוא מפגין מאפיינים ייחודיים ביישומים שונים כולל חשמל, ביו, אופטי של פני השטח הנדסה1,2,3,4,5,6,7,8. בפרט, nanofibers נמצאים בשימוש נרחב אלקטרודות מתיחה ושקופה9, חיישנים לביש10,11,12,שהתחייב13ויישומים ננו-אופטיקה 14. בין השיטות השונות של בדיית מבנים ננו, כגון שיטות סול-ג'ל, הרכבה עצמית, ליתוגרפיה, שכפול15,16,17,18, 19,20, שכפול ישירה באמצעות תבנית נחשבת כיום שיטה מבטיחה כי זה פשוט, חסכוני, החלים לריפוי חומרים שונים21,22 , 23 , 24 , 25 , 26.
בשל מבנהו multiscale שיש מספר רב של הנקבוביות בקנה מידה ננו וגובה מיקרו-סולם, AAO נעשה שימוש נרחב כתבנית עבור ייצור של nanofibers, צינורות עם28,27,גבוהה יחס גובה-רוחב29 , 30. עם זאת, בשל מתח הפנים בבית כזה גבוהה היבט יחס, nanofibers נוטים לצבור בקלות31,32,33. קיים מחקר הוכיח כי nanofibers יש יחס גובה-רוחב גדול מ- 15:1 לא לעמוד זקוף אבל במקום צבירה, ואילו אלה שיש להם יחס של 5:1 פחות מבודדים בנפרד ללא צבירת33,34. כוח נימי, מתח פנים לשחק תפקיד חשוב עם הסרת אלומינה באמצעות של etchant, אשר הוא אחד התהליכים במהלך ייצור nanofiber. כאשר יחס גדלה, מתח בין nanofibers נוטה למשוך אותם קרוב אחד למשנהו, גורם צבירה. מספר מחקרים התמקדו שיטות למניעת כזה צבירת35, אשר נצפית בעיקר בין פולימר מתכת nanofibers. בין אלה, הידרציה של פני השטח nanofiber עשויה להפחית את הצטברות כי כאשר נוזל תופס את החללים בין nanofibers, מפחית מתח. בהמשך, השיטה להקפיא ייבוש עשויה להפחית גם צבירה על-ידי הפחתת מתח בין nanofibers. עם זאת, למרות מאמצי שונים, יישור של nanofibers עם יחס רוחב-גובה גבוה נשאר אתגר.
למטרה זו, אנו מדווחים על שיטה ייחודית עבור בדיית multiscale מבני nanofiber סבוכים על ידי ניצול התופעה צבירת באופן חיובי. . הנה, המבנה nanofiber טבועה באמצעות מסנן AAO של פוליאוריטן-אקרילט (פואה)-הקלד שרפים צמיגות 257.4 cP. לאחר UV ננו חותם הדפס אבן (UV-אפס) מבוצע, כייר חרוטה עם פתרון NaOH. לאפיין את המבנים multiscale המוצע, נחקור את התנהגויות תבנית המדגם עם nanofibers צבור, wettability את פני השטח לאחר טיפולי שטח נאותה כגון ציפוי עם טפט שהורכב עצמית טיפול באוזון UV . יתר על כן, אנו מציעים כי השטח הנקבובי multiscale ניתן להמיר פשוט משטח חלקלק באמצעות תהליך חלוטים חומר סיכה.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>MINS 511RM</td>
			<td>Minuta Tech</td>
			<td></td>
			<td>UV curable resin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Octadecyltrichlorosilane (OTS)</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Surface treatment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium oxidanide</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td></td>
			<td>Etching solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anopore Inoganic Membranes</td>
			<td>Whatman</td>
			<td></td>
			<td>25mm/0.2&#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MT-UV-A 47</td>
			<td>Meiji Techno</td>
			<td></td>
			<td>UV curing equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UVC-30</td>
			<td>Jaesung Engineering</td>
			<td></td>
			<td>UVO treatment equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smart Drop Plus</td>
			<td>FEMTOFAB</td>
			<td></td>
			<td>Contact angle measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorinert FC-70</td>
			<td>3M</td>
			<td></td>
			<td>liquid mixture of completely fluorinated aliphatic compounds</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene terephthalate film</td>
			<td>Sunchem</td>
			<td></td>
			<td>Substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone (99.8%)</td>
			<td>Daejung</td>
			<td></td>
			<td>Cleaning solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol (99.9%)</td>
			<td>Daejung</td>
			<td></td>
			<td>Cleaning solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber roller</td>
			<td>Hwahong</td>
			<td></td>
			<td>For application of resin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Stirring Hot Plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td></td>
			<td>Hot plate equipment (5&#34; x 7&#34;)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multiscale structures aggregated by imprinted nanofibers for functional surfaces

מבנים משטח multiscale משכו עניין גובר בשל מספר יישומים פוטנציאליים במכשירים משטח. אולם, מהווה אתגר הקיימים בשטח היא הזיוף של מבנים מיקרו-ננו היברידית באמצעות שיטה נתיישב חסכונית, תפוקה גבוהה. כדי להתגבר על האתגרים הללו, מאמר זה מציע פרוטוקול מחומות המבנים multiscale רק תהליך ההטבעה עם מסנן אנודי אלומיניום אוקסיד (AAO) באמצעות תהליך צבירת עצמית אויר של nanofibers. בניגוד ניסיונות קודמים יש שמטרתו ליישר את nanofibers, נדגים שיטת ייצור ייחודית multiscale nanofibers צבור עם יחס גובה-רוחב גבוה. יתר על כן, wettability של המבנים הללו על נוזלים שונים ומורפולוגיה השטח נחקרו כדי להקל על השימוש שלהם משטחים רב תכליתיים.

אנחנו הפגינו שיטה מהירה ופשוטה הזיוף של מבנים ננו-micro multiscale היברידית באמצעות מסנן AAO כמו עובש החתמה... כל התהליך לקח 30 דקות (איור 4). צוין כי לאחר שעברו את התהליך איכול באמצעות NaOH, השטח הנובעת הציג צבע אטום בדומה למסנן AAO המקורית, בשל הרכבה nanofiber צבור הנגרמת על ידי מתח. עוד יותר, התוצאות של הניתוח EDX אישר המסנן AAO היה להסיר לחלוטין על ידי צריבה כימי רטוב (איור 3).
המאפיינים משטח נקבעו על ידי מדידת הזווית קשר על ידי יורד על גבי המשטח של הדגימה 5 μL של טיפות מים. כי החומרים המשמשים את תהליך ההטבעה AAO מסנן-בתיווך התערוכה superhydrophilicity, ויש המבנים multiscale מפוברק רשתות מוצרים נקבובי מאוד בשל nanofibers עצמית צבור, טיפות מים נוטים להיות באופן מיידי נספג לתוך סובסטרטים. עם זאת, hydrophilicity יכול להיות שונה כדי hydrophobicity באמצעות טיפולי שטח נכונה. הפגנו, כמו באיור איור 5, כי פני השטח של המבנים multiscale הדומיננטיות שונה על משטח הידרופוביות עם זווית הקשר של-117 ° לאחר ציפוי פאלו ורדה. בנוסף, טיפול באוזון UV יכולה להמשיך להגדיל את זווית מגע של פני השטח על-ידי כ 10° (איור 6). לאחר ביצוע ברצף פאלו ורדה ציפוי וטיפול האוזון UV על גבי המשטח הדומיננטיות, הוא אישר כי הזווית קשר וכתוצאה מכך גדל עד 134 ° צלזיוס (איור 7).
השטח ואת חתך רוחב של הדגימה עם ציפוי פאלו ורדה להראות צבירה של הננו-הסיבים (איור 5), דבר היוצר מבנה גומת חן. הגודל והכיוון של מבנה גומת חן זה לא סדיר; עם זאת, תופעה זו אירעה לאורך כל השטח כולו של הדגימה. פני השטח של הדגימה הפך חלקה אחרי זה היה נתון בתהליך36 טיפול באוזון UV (איור 6 ו איור 7). זהו גם למה זווית מגע של המשטח גדל לאחר תהליך הטיפול באוזון UV. תופעה זו גם אירעה בצורה אחידה על פני השטח של הדגימה, השגיאה של זווית הקשר היה פחות מ 3°.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig1.jpg"> איור 1: נוהל בדיית מבנה עם תחמוצת אלומיניום מסיסים. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig2.jpg"> איור 2: תמונות SEM של מבנה multiscale ננו-micro לאחר תהליך חריטה, מציג את השטח ואת חתך. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig3.jpg"> איור 3: תוצאה של ניתוח EDX לאחר החריטה מבני multiscale ננו-micro מפוברק באמצעות מסנן AAO. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig4.jpg"> איור 4: סכימטי על הזיוף של מבנה multiscale ננו-micro על-ידי צבירה של nanofibers לאחר איכול מלאה. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig5.jpg"> איור 5: זווית מגע לאחר ציפוי פאלו ורדה על פני השטח ואת מבנה ננו-micro- <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig6.jpg"> איור 6: זווית מגע לאחר טיפול באוזון UV על פני השטח ואת מבנה ננו-micro- <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58356/58356fig7.jpg"> איור 7: זווית קשר לאחר ביצוע ברצף פאלו ורדה ציפוי וטיפול האוזון UV על מבנה השטח, ננו-micro- <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58356/58356fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces at JoVE.com

Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces

מבנים multiscale המצטברים על-ידי Nanofibers המוטבע על תפקודי משטחים

הציג היא שיטה קלה ליצור ננו-micro מבני multiscale, תפקודי משטחים, על-ידי צבירה nanofibers מפוברק באמצעות מסנן אנודי אלומיניום אוקסיד.

Multiscale surface structures have attracted increasing interest owing to several potential applications in surface devices. However, an existing ...

multiscale-structures-aggregated-imprinted-nanofibers-for-functional

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

6.5K Views.  Changwon National University. הציג היא שיטה קלה ליצור ננו-micro מבני multiscale, תפקודי משטחים, על-ידי צבירה nanofibers מפוברק באמצעות מסנן אנודי אלומיניום אוקסיד.

Video: Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen 1-7. The performance of SOFCs and the rates of many chemical and energy transformation processes in energy storage and conversion devices in general are limited primarily by charge and mass transfer along electrode surfaces and across interfaces. Unfortunately, the mechanistic understanding of these processes is still lacking, due largely to the difficulty of characterizing these processes under in situ conditions. This knowledge gap is a chief obstacle to SOFC commercialization. The development of tools for probing and mapping surface chemistries relevant to electrode reactions is vital to unraveling the mechanisms of surface processes and to achieving rational design of new electrode materials for more efficient energy storage and conversion2. Among the relatively few in situ surface analysis methods, Raman spectroscopy can be performed even with high temperatures and harsh atmospheres, making it ideal for characterizing chemical processes relevant to SOFC anode performance and degradation8-12. It can also be used alongside electrochemical measurements, potentially allowing direct correlation of electrochemistry to surface chemistry in an operating cell. Proper in situ Raman mapping measurements would be useful for pin-pointing important anode reaction mechanisms because of its sensitivity to the relevant species, including anode performance degradation through carbon deposition8, 10, 13, 14 ("coking") and sulfur poisoning11, 15 and the manner in which surface modifications stave off this degradation16. The current work demonstrates significant progress towards this capability. In addition, the family of scanning probe microscopy (SPM) techniques provides a special approach to interrogate the electrode surface with nanoscale resolution. Besides the surface topography that is routinely collected by AFM and STM, other properties such as local electronic states, ion diffusion coefficient and surface potential can also be investigated17-22. In this work, electrochemical measurements, Raman spectroscopy, and SPM were used in conjunction with a novel test electrode platform that consists of a Ni mesh electrode embedded in an yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte. Cell performance testing and impedance spectroscopy under fuel containing H2S was characterized, and Raman mapping was used to further elucidate the nature of sulfur poisoning. In situ Raman monitoring was used to investigate coking behavior. Finally, atomic force microscopy (AFM) and electrostatic force microscopy (EFM) were used to further visualize carbon deposition on the nanoscale. From this research, we desire to produce a more complete picture of the SOFC anode.

We present a unique platform for characterizing electrode surfaces in solid oxide fuel cells (SOFCs) that allows simultaneous performance of multiple characterization techniques (e.g. in situ Raman spectroscopy and scanning probe microscopy alongside electrochemical measurements). Complementary information from these analyses may help to advance toward a more profound understanding of electrode reaction and degradation mechanisms, providing insights into rational design of better materials for SOFCs.

חיטוט ומיפוי משטחי אלקטרודה דלק תאי תחמוצת מוצקות

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

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

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם

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

High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

Multi-dimensional and transient flows play a key role in many areas of science, engineering, and health sciences but are often not well understood. The complex nature of these flows may be studied using particle image velocimetry (PIV), a laser-based imaging technique for optically accessible flows. Though many forms of PIV exist that extend the technique beyond the original planar two-component velocity measurement capabilities, the basic PIV system consists of a light source (laser), a camera, tracer particles, and analysis algorithms. The imaging and recording parameters, the light source, and the algorithms are adjusted to optimize the recording for the flow of interest and obtain valid velocity data. 
Common PIV investigations measure two-component velocities in a plane at a few frames per second. However, recent developments in instrumentation have facilitated high-frame rate (&gt; 1 kHz) measurements capable of resolving transient flows with high temporal resolution. Therefore, high-frame rate measurements have enabled investigations on the evolution of the structure and dynamics of highly transient flows. These investigations play a critical role in understanding the fundamental physics of complex flows.
A detailed description for performing high-resolution, high-speed planar PIV to study a transient flow near the surface of a flat plate is presented here. Details for adjusting the parameter constraints such as image and recording properties, the laser sheet properties, and processing algorithms to adapt PIV for any flow of interest are included.

A procedure for studying transient flows near boundaries using high-resolution, high-speed particle image velocimetry (PIV) is described here. PIV is a non-intrusive measurement technique applicable to any optically accessible flow by optimizing several parameter constraints such as the image and recording properties, the laser sheet properties, and analysis algorithms.

Velocimetry תמונת חלקיקים במהירות גבוהה ליד משטחים

Multi-dimensional and transient flows play a key role in many areas of science, engineering, and health sciences but are often not well understood. The ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

חד שכבתי לתקשר סימום של משטחי סיליקון וNanowires שימוש בתרכובות זרחן אורגניות

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. Conventionally reserved for the fabrication of metal thin films, thermal evaporation deposits bismuth into an array of vertical single crystalline nanowires over a flat thin film of vanadium held at RT, which is freshly deposited by magnetron sputtering or thermal evaporation. By controlling the temperature of the growth substrate the length and width of the nanowires can be tuned over a wide range. Responsible for this novel technique is a previously unknown nanowire growth mechanism that roots in the mild porosity of the vanadium thin film. Infiltrated into the vanadium pores, the bismuth domains (~ 1 nm) carry excessive surface energy that suppresses their melting point and continuously expels them out of the vanadium matrix to form nanowires. This discovery demonstrates the feasibility of scalable vapor phase synthesis of high purity nanomaterials without using any catalysts.

A protocol for seedless and high yield growth of bismuth nanowire arrays through vacuum thermal evaporation technique is presented.

צמיחה ללא גרעינים של מערך ביסמוט Nanowire באמצעות אידוי תרמי אבק

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Evanescent Field Based Photoacoustics: Optical Property Evaluation at Surfaces

Here, we present a protocol to estimate material and surface optical properties using the photoacoustic effect combined with total internal reflection. Optical property evaluation of thin films and the surfaces of bulk materials is an important step in understanding new optical material systems and their applications. The method presented can estimate thickness, refractive index, and use absorptive properties of materials for detection. This metrology system uses evanescent field-based photoacoustics (EFPA), a field of research based upon the interaction of an evanescent field with the photoacoustic effect. This interaction and its resulting family of techniques allow the technique to probe optical properties within a few hundred nanometers of the sample surface. This optical near field allows for the highly accurate estimation of material properties on the same scale as the field itself such as refractive index and film thickness. With the use of EFPA and its sub techniques such as total internal reflection photoacoustic spectroscopy (TIRPAS) and optical tunneling photoacoustic spectroscopy (OTPAS), it is possible to evaluate a material at the nanoscale in a consolidated instrument without the need for many instruments and experiments that may be cost prohibitive.

Here we present a protocol to estimate material and surface optical properties using the photoacoustic effect combined with total internal reflection. This technique evanescent field-based photoacoustics can be used to create a photoacoustic metrology system to estimate materials&#39; thicknesses, bulk and thin film refractive indices, and explore their optical properties.

חלוף שדה בהתבסס Photoacoustics: הערכת נכס אופטית על משטחים

Here, we present a protocol to estimate material and surface optical properties using the photoacoustic effect combined with total internal reflection. ...

Strain Sensing Based on Multiscale Composite Materials Reinforced with Graphene Nanoplatelets

The electrical response of NH2-functionalized graphene nanoplatelets composite materials under strain was studied. Two different manufacturing methods are proposed to create the electrical network in this work: (a) the incorporation of the nanoplatelets into the epoxy matrix and (b) the coating of the glass fabric with a sizing filled with the same nanoplatelets. Both types of multiscale composite materials, with an in-plane electrical conductivity of ~10-3 S/m, showed an exponential growth of the electrical resistance as the strain increases due to distancing between adjacent functionalized graphene nanoplatelets and contact loss between overlying ones. The sensitivity of the materials analyzed during this research, using the described procedures, has been shown to be higher than commercially available strain gauges. The proposed procedures for self-sensing of the structural composite material would facilitate the structural health monitoring of components in difficult to access emplacements such as offshore wind power farms. Although the sensitivity of the multiscale composite materials was considerably higher than the sensitivity of metallic foils used as strain gauges, the value reached with NH2 functionalized graphene nanoplatelets coated fabrics was nearly an order of magnitude superior. This result elucidated their potential to be used as smart fabrics to monitor human movements such as bending of fingers or knees. By using the proposed method, the smart fabric could immediately detect the bending and recover instantly. This fact permits precise monitoring of the time of bending as well as the degree of bending.

The integration of conductive nanoparticles, such as graphene nanoplatelets, into glass fiber composite materials creates an intrinsic electrical network susceptible to strain. Here, different methods to obtain strain sensors based on the addition of graphene nanoplatelets into the epoxy matrix or as a coating on glass fabrics are proposed.

חישה מבוססת עומס על מחוזק חומרים מרוכבים Multiscale עם גראפן Nanoplatelets

The electrical response of NH2-functionalized graphene nanoplatelets composite materials under strain was studied. Two different manufacturing methods are ...

Preparation of Liquid Crystal Networks for Macroscopic Oscillatory Motion Induced by Light

A strategy based on doped liquid crystalline networks is described to create mechanical self-sustained oscillations of plastic films under continuous light irradiation. The photo-excitation of dopants that can quickly dissipate light into heat, coupled with anisotropic thermal expansion and self-shadowing of the film, gives rise to the self-sustained deformation. The oscillations observed are influenced by the dimensions and the modulus of the film, and by the directionality and intensity of the light. The system developed offers applications in energy conversion and harvesting for soft-robotics and automated systems.
The general method described here consists of creating free-standing liquid crystalline films and characterizing the mechanical and thermal effects observed. The molecular alignment is achieved using alignment layers (rubbed polyimide), commonly used in the display manufacturing industry. To obtain actuators with large deformation, the mesogens are aligned and polymerized in a splay/bend configuration, i.e., with the director of the liquid crystals (LCs) going gradually from planar to homeotropic through the film thickness. Upon irradiation, the mechanical and thermal oscillations obtained are monitored with a high-speed camera. The results are further quantified by image analysis using an image processing program.

The goal of the protocol is to create liquid crystalline polymer films that can mechanically oscillate under continuous light irradiation. We describe in great detail the conception of free-standing films, from the liquid crystal alignment method to the photo-actuation. The experimental protocol applied to prepare this material is broadly applicable.

הכנה של גביש נוזלי רשתות מאקרוסקופית תנועה מתנדנדות המושרה על ידי אור

A strategy based on doped liquid crystalline networks is described to create mechanical self-sustained oscillations of plastic films under continuous ...

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA-b-PVDMA), are presented. Due to the high reactivity of azlactone groups towards amine, thiol, and hydroxyl groups, PGMA-b-PVDMA surfaces can be modified with secondary molecules to create chemically or biologically functionalized interfaces for a variety of applications. Previous reports of patterned PGMA-b-PVDMA interfaces have used traditional top-down patterning techniques that generate non-uniform films and poorly controlled background chemistries. Here, we describe customized patterning techniques that enable precise deposition of highly uniform PGMA-b-PVDMA films in backgrounds that are chemically inert or that have biomolecule-repellent properties. Importantly, these methods are designed to deposit PGMA-b-PVDMA films in a manner that completely preserves azlactone functionality through each processing step. Patterned films show well-controlled thicknesses that correspond to polymer brushes (~90 nm) or to highly crosslinked structures (~1-10 &#956;m). Brush patterns are generated using either the parylene lift-off or interface directed assembly methods described and are useful for precise modulation of overall chemical surface reactivity by adjusting either the PGMA-b-PVDMA pattern density or the length of the VDMA block. In contrast, the thick, crosslinked PGMA-b-PVDMA patterns are obtained using a customized micro-contact printing technique and offer the benefit of higher loading or capture of secondary material due to higher surface area to volume ratios. Detailed experimental steps, critical film characterizations, and trouble-shooting guides for each fabrication method are discussed.

Surface fabrication methods for patterned deposition of nanometer thick brushes or micron thick, crosslinked films of an azlactone block co-polymer are reported. Critical experimental steps, representative results, and limitations of each method are discussed. These methods are useful for creating functional interfaces with tailored physical features and tunable surface reactivity.

בדיית משטחים תגובתי עם מברשת, תפור סרטים של פולימרים שיתוף בלוק Azlactone-Functionalized

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

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 industry. The wettability of the produced surface was analyzed by bouncing drop experiments and the topography was analyzed by confocal microscopy. In addition, we show various methodologies to measure its durability and anti-icing properties. Superhydrophobic surfaces hold a special texture that must be preserved to keep their water-repellency. To fabricate durable surfaces, we followed two strategies to incorporate a resistant texture. The first strategy is a direct incorporation of roughness to the metal substrate by acid etching. After this surface texturization, the surface energy was decreased by silanization or fluoropolymer deposition. The second strategy is the growth of a ceria layer (after surface texturization) that should enhance the surface hardness and corrosion resistance. The surface energy was decreased with a stearic acid film.
The durability of the superhydrophobic surfaces was examined by a particle impact test, mechanical wear by lateral abrasion, and UV-ozone resistance. The anti-icing properties were explored by studying the ability to repeal subcooled water, freezing delay, and ice adhesion.

We illustrate several methodologies to produce superhydrophobic metal surfaces and to explore their durability and anti-icing properties.

ייצור של משטחי מתכת Superhydrophobic עבור יישומים ציפוי אנטי

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 ...