이 작품은 웨이크 포레스트 화학과와 웨이크 에너지, 환경에 대한 숲 센터 및 지속 가능성 (시스)에 의해 지원되었다. 우리는 찰스 무니와 SEM 영상에 대한 지원은 노스 캐롤라이나 주립 대학의 분석 계측 시설을 감사합니다.

1. 준비 크 세로 겔 펠렛 <ol><li> 젤 합성 <ol><li> 500㎖의 비이커에 25mm 자기 교반 막대 및 탈 이온수 113 mL를 넣고. 자기 소용돌이를 형성하지 않는 가장 높은 비율의 탈 이온수를 저어. </li><li> 천천히 조금씩 탈 이온수 무수 지르코늄 디 클로라이드 13.05 g (0.056 몰)을 추가한다. 무수 염화 지르코늄 모두가 용해 후 용액에 글루코스 53.29 g (0.296 몰)을 추가한다. </li><li> 글루코오스 모두가 용액에 용해시킨 후, 용액에 질산 이트륨 수화물 3.73 g (0.01 몰)을 추가한다. ~ 700 rpm으로 자기 교반의 속도를 높이고 용액에 용해 된 이트륨 질산 수화물 모든 기다립니다. </li><li> 이 용액에 프로필렌 옥사이드 42 mL를 넣고. 프로필렌 옥사이드 수용액과 혼합하는 ~ 700 rpm으로 교반을 계속합니다. 프로필렌 옥사이드 수용액 (~ 10 초)와 혼합되면, 자기 교반 t 저하~ 150 rpm으로 오. </li><li> 자기 교반 막대가 겔 형성에 의한 이동을 정지 할 때까지 계속 교반 하였다. 겔은 전형적으로 3 분 이내에 형성된다. 주 : 탈 이온수에 무수 염화 지르코늄을 추가하는 것은 매우 발열 반응이며 너무 빨리 첨가하면 무수 지르코늄 디 클로라이드에는 총상 것이다. 1.1 절에 제공된 제제. 총 금속 (이트륨 지르코늄 +) 4.5의 몰비로 글루코오스에 대응 1. 1, 2.25 : 1, 4.5 : 대표적인 결과 섹션 0 총 금속 몰비 포도당에 대한 데이터를 포함한다 (1). 제형 내의 포도당의 양만을 글루코스 용액의 용해도에 의해 제한된다. 참고로, 20 ° C의 물에 글루코스의 최대 용해도는 47.8 중량 %이다. (15) </li></ol></li><li> 노화와 젤을 세척 <ol><li> 단단히 파라 필름 겔을 함유하는 비이커를 덮고 실온에서 해당 비커를 이탈하여 24 시간 연령하자. </li><li> 비커에서 커버를 제거하고 겔 위에 액체를 가만히 따르다. </li><li> 단단히 파라 필름 비커 커버 겔을 함유하는 비이커에 무수 에탄올 300 mL를 넣고 실온에서 24 시간 동안 피복 비커를 떠난다. </li><li> 1.2.3 단계를 반복하여 72 시간의 전체에 걸쳐 세 에탄올 세척 총 두 번. </li></ol></li><li> 크 세로 겔에 젤을 건조 <ol><li> 비커에서 겔을 제거하고 실험실 주걱을 사용하여 (상단 외경 24cm) 2 L의 자기 증발 접시에 배치. </li><li> 주걱으로 약 1cm X 1cm의 조각으로 겔을 깨고 증발 접시의 표면 조각을 확산. </li><li> 겔 조각 일주일 동안이나 젤이 건조 될 때까지 주위 조건에서 건조 시키십시오. 이 미세 분말로 분쇄 될 수있을 때 겔을 건조 여겨진다. </li><li> 박격포와 유 봉 미세 분말로 제로 겔의 모든 갈기. 참고 : 젤이 건조되면, 그것은이다이 주위 조건하에 건조 때문에 크 세로 겔을 고려 하였다. </li></ol></li><li> 펠렛으로 크 세로 겔을 누르면 <ol><li> 13mm의 직경을 갖는 원통형 펠릿을 프레스 금형으로 크 세로 겔 분말 1g을 놓는다. </li><li> 유압 프레스를 사용하여 펠렛으로 크 세로 겔 겔을 누르는 힘의 22 KN 90의 적용. </li><li> 천천히 언론에 의해 가해지는 힘을 놓습니다. 천천히 펠렛 다이에서 펠렛을 꺼내 조심스럽게 펠렛을 제거합니다. </li></ol></li></ol> 2. 불활성 분위기 중에서 소결 크 세로 겔 펠릿 <ol><li> 알루미나 또는이 트리아 안정화 지르코니아 플레이트 상 크 세로 겔 펠렛을 넣고 튜브로의 중심에로드 플레이트. </li><li> 삼분의 분당 작업 튜브의 양의 비율로 아르곤 흐름. 이것은 750 mL로의 아르곤의 유량에 대응 · 분 -1이 작업에 사용되는 작업 튜브. 흄 후드 가스 유출 벤트. </li><li> 적어도 15 분 B 아르곤 흐름튜브로를 가열하기 시작 EFORE. </li><li> 연속적으로 일정한 속도로, 다음 프로그램 가열 스케줄로 튜브 노 온도 컨트롤러 아르곤 흐르는 동안 : <ol><li> 15 분 동안 실온에서 잡아. </li><li> 5 ° C의 온도 변화율로 850 ℃까지 가열 · 분 -1. </li><li> 35 °의 C · 분 -1의 램프 속도로 소정의 소결 온도까지 가열한다. </li><li> 2 시간 동안 원하는 소결 온도에서 잡아. </li><li> 2 ℃의 온도 변화율로 850 ℃까지 냉각 · 분 -1. </li><li> 5 ° C · 분 -1의 램프 속도에서 실온으로 냉각. </li></ol></li><li> 프로그램과 튜브로는 2.3에서 제공하는 일정 다음 가열되는 이중 검사를 시작합니다. </li><li> 가열 프로그램이 완료된 후 튜브로에서 펠렛을 제거합니다. </li></ol> 3. 결정 탄소 템플릿 농도 <ol><li> 의 밖으로 ~ 50 mg의 조각을 잘라유틸리티 나이프 크 세로 겔의 소결 펠릿 마노 몰탈 및 유봉으로 미세 분말로 갈아. </li><li> 열 중량 분석을위한 알루미나 샘플 컵에 미분말 ~ 50mg을 놓고. </li><li> 열 중량 분석기 (TGA)을 사용하여, 10 ℃의 속도로 샘플을 가열 · 분 -1 실온에서 100 ㎖의 속도로 샘플을 통해 공기가 흐르는 동안 1200 ° C까지 · 분 -1. </li><li> ~ 350 ° C 사이 및 ~ 700 ° C에서 발생 중량 변화율을 계산한다. 이 중량 %는 샘플의 총 탄소 함량에 상응한다. 주 : 체중 증가가 700 ° C 범위의 350 ° C에서 발생하는 경우, 탄화물 상을 형성 탄소 함유량의 계산은 더 복잡했다. 이 경우를 들어, 문헌에 기술 계산을 참조하십시오. (14 개) 탄소 원소 분석은 카본 함유량 TGA 측정으로부터 계산 될 수 확인하는데 사용되어왔다. </li></ol> 4. 준비 높은 노출 영역 YSZ 비계 탄소 템플릿 제거하여 <ol><li> 알루미나 도가니에 소결 크 세로 겔을 배치 펠릿. </li><li> 2 시간 동안 700 ℃에서 박스 노 도가니에 배치. </li><li> 조심스럽게 스테인레스 스틸 도가니 집게와 함께 상자로에서 뜨거운 도가니를 제거하고 다공성, 흰색 YSZ 비계를 제거하기 전에 한 시간 동안 실온으로 냉각 할 수 있습니다. </li></ol>

<ol>
	<li>Badwal, S. P. S., Giddey, S. S., Munnings, C., Bhatt, A. I., Hollenkamp, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+electrochemical+energy+conversion+and+storage+technologies.">Emerging electrochemical energy conversion and storage technologies.</a> Front. Chem. 2 (79), 1-28 (2014).</li><li>Gross, M. D., Vohs, J. M., Gorte, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+examination+of+SOFC+anode+functional+layers+based+on+ceria+in+YSZ.">An examination of SOFC anode functional layers based on ceria in YSZ.</a> J. Electrochem. Soc. 154 (7), B694-B699 (2007).</li><li>Smith, B. H., Gross, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+highly+conductive+oxide+anode+for+solid+oxide+fuel+cells.">A highly conductive oxide anode for solid oxide fuel cells.</a> Electrochem. Solid-State Lett. 14 (1), B1-B5 (2011).</li><li>Vo, N. M., Gross, M. 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+effect+of+vanadium+deficiency+on+the+stability+of+Pd+and+Pt+catalysts+in+lanthanum+strontium+vanadate+solid+oxide+fuel+cell+anodes.">The effect of vanadium deficiency on the stability of Pd and Pt catalysts in lanthanum strontium vanadate solid oxide fuel cell anodes.</a> J. Electrochem. Soc. 159 (5), B641-B646 (2012).</li><li>Sholklapper, T. Z., Jacobson, C. P., Visco, S. J., De Jonghe, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+dispersed+and+contiguous+nanoparticles+in+solid+oxide+fuel+cell+electrodes.">Synthesis of dispersed and contiguous nanoparticles in solid oxide fuel cell electrodes.</a> Fuel Cells. 8 (5), 303-312 (2008).</li><li>Jiang, Z., Xia, C., Chen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-structured+composite+cathodes+for+intermediate-temperature+solid+oxide+fuel+cells+via+an+infiltration/impregnation+technique.">Nano-structured composite cathodes for intermediate-temperature solid oxide fuel cells via an infiltration/impregnation technique.</a> Electrochim. Acta. 55 (11), 3595-3605 (2010).</li><li>Zhan, Z., Bierschenk, D. M., Cronin, J. S., Barnett, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+reduced+temperature+solid+oxide+fuel+cell+with+nanostructured+anodes.">A reduced temperature solid oxide fuel cell with nanostructured anodes.</a> Energy Environ. Sci. 4, 3951-3954 (2011).</li><li>Gross, M. D., Vohs, J. M., Gorte, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+in+SOFC+anodes+for+direct+utilization+of+hydrocarbons.">Recent progress in SOFC anodes for direct utilization of hydrocarbons.</a> J. Mater. Chem. 17, 3071-3077 (2007).</li><li>Gross, M. D., Carver, K. M., Deighan, M. A., Schenkel, A., Smith, B. M., Yee, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox+stability+of+SrNbxTi1-xO3-YSZ+for+use+in+SOFC+anodes.">Redox stability of SrNbxTi1-xO3-YSZ for use in SOFC anodes.</a> J. Electrochem. Soc. 156 (4), B540-B545 (2009).</li><li>Savaniu, C. D., Irvine, J. T. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restructuring+porous+YSZ+by+treatment+in+hydrofluoric+acid+for+use+in+SOFC+cathodes.">Restructuring porous YSZ by treatment in hydrofluoric acid for use in SOFC cathodes.</a> J. Am. Ceram. Soc. 94 (7), 2220-2224 (2011).</li><li>Jung, W., Dereux, J. O., Chueh, W. C., Hao, Y., Haile, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+electrode+activity+of+nanostructured,+columnar+ceria+films+for+solid+oxide+fuel+cells.">High electrode activity of nanostructured, columnar ceria films for solid oxide fuel cells.</a> Energy Environ. Sci. 5, 8682-8689 (2012).</li><li>Cottam, M., Muhoza, S., Gross, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preserving+nanomorphology+in+YSZ+scaffolds+at+high+temperatures+via+in+situ+carbon+templating+of+hybrid+materials.">Preserving nanomorphology in YSZ scaffolds at high temperatures via in situ carbon templating of hybrid materials.</a> J. Amer. Ceram. Soc. 99 (8), 2625-2631 (2016).</li><li>Alves, L. A., Silva, J. B. A., Giulietti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solubility+of+D-Glucose+in+Water+and+Ethanol/Water+Mixtures.">Solubility of D-Glucose in Water and Ethanol/Water Mixtures.</a> J. Chem. Eng. Data. 52, 2166-2170 (2007).</li><li>Thommes, M., Smarsly, B., Groenewolt, M., Ravikovitch, P. I., Neimark, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+hysteresis+of+nitrogen+and+argon+in+pore+networks+and+characterization+of+novel+micro-+and+mesoporous+silicas.">Adsorption hysteresis of nitrogen and argon in pore networks and characterization of novel micro- and mesoporous silicas.</a> Langmuir. 22, 756-764 (2006).</li><li>Chervin, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+non-alkoxide+sol-gel+method+for+the+preparation+of+homogeneous+nanocrystalline+powders+of+La0.85Sr0.15MnO3.">A non-alkoxide sol-gel method for the preparation of homogeneous nanocrystalline powders of La0.85Sr0.15MnO3.</a> Chem. Mater. 18, 1928-1937 (2006).</li><li>Clapsaddle, B. J., Sprehn, D. W., Gash, A. E., Satcher, J. H., Simpson, 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=A+versatile+sol-gel+synthesis+route+to+metal-silicon+mixed+oxide+nanocomposites+that+contain+metal+oxides+as+a+major+phase.">A versatile sol-gel synthesis route to metal-silicon mixed oxide nanocomposites that contain metal oxides as a major phase.</a> J. Non-Crystalline Solids. 350, 173-181 (2004).</li><li>Gash, A. E., 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=Use+of+epoxides+in+the+sol-gel+synthesis+of+porous+iron+(III)+oxide+monoliths+from+Fe(III)+salts.">Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts.</a> Chem. Mater. 13, 999-1007 (2001).</li></ol>

우리는 공개 할게 없다.

이 현장에서 탄소 템플릿 방식으로, 하나는 만들 수 있습니다 및 전통 세라믹 인공 지지체의 소결 온도에서 혼합 금속 산화물의 nanomorphology을 보존 할 수 있습니다. 얻어진 표면적은 최대 80 배 전통적 소결 지지체보다 복잡한 증착 기술에 의해 제조 된 지지체보다 4 배까지이다. 14 프로필렌 옥사이드 글루코스 겔 시스템은 하나 체계적 10 부피 %의 탄소와 거의 100 부피 %의 탄소와 탄소 주형 농도를 제어 할 수 있도록, 탄소 주형의 농도를 조정하기위한 매우 유연하다. 절차에 세 가지 중요한 단계가 있습니다. 우선, 프로필렌 옥 시드 겔 (단계 1.1.4)을 형성하는 수성 용액과 잘 혼합해야한다. 이는 프로필렌 옥사이드가 첨가되는 동안 ~ 700 rpm으로 교반함으로써 달성된다. 용액 난류 교반되지 않는 경우, 프로필렌 옥사이드는 상기 제 별도의 층을 형성 할E 수용액 형성되지 겔. 둘째, 작동 관 (단계 2.2) 소결 튜브로 가열하기 전에 아르곤으로 플러싱되어야한다. 이 삼분 분당 작업 튜브의 부피 비율로 15 분 동안 아르곤을 흐르게함으로써 달성된다. 또한, 작업 관은 소결 동안 작업 관에 들어가는 공기를 방지하기 위해 꽉 누출해야합니다. 공기로부터 산소, 이산화탄소 탄소의 산화에 의해 탄소 주형을 파괴 할 것이다. 셋째, 소결 온도 850 ° C에서 소결 온도 변화율은 35 ° C를 초과해서는 안 · 분 -1. 더 빠른 램프 속도는 발판을 파괴하는 원인이 될 수 있습니다. 가능한 탄소 주형 농도의 대부분은 단일체 지지체 될 것이다. 물론, YSZ 입자가 서로 분리 될 수 있기 때문에 모 놀리 식 발판이 형성되지 않습니다하는 중요한 탄소 농도 한계가있다. 그러나이 시나리오는 유틸리티가 있습니다. 한 C높은 탄소 농도 겔 전통적인 낮은 표면적 지지체를로드하고 여기에 설명 된 같은 불활성 소결 과정을 수행 울드. 결과는 겔 제형 중의 글루코스 농도에 의해 제어 된 나노 입자 농도의 지지체 표면에 장식 YSZ 나노 것이다. 프로필렌 산화물 겔 합성법은 문헌에 금속이 다수보고되고있다. 또한도 17, 18, 19, 프로필렌 옥사이드 겔 합성이 요구되는 어떠한 본질적 혼합 금속 조성물 여러 금속을 수용 할 수있다. 이 작업에 대한 동기가 고체 산화물 연료 전지용 전극의 요구에 의해 구동되는 동안 상기 방법은 다양한 용도의 혼합 금속 산화물의 넓은 범위에 적용 가능하다. 인식하는 것이 중요하다 소결 온도가 높은만큼, 금속 탄화물 PHA 인 경우SES 오히려 산화물보다 형성 할 것이다. 이러한 상황이 발생하는 온도는 하나가 사용되는 특정 금속에 의존한다. YSZ를 들어, 우리는 지르코늄 카바이드 단계는 약 1150 ° C를 형성하고 거의 모든 지르코늄의 1400 °의 C에 의한 탄화 지르코늄의 형태로 시작 것으로 나타났습니다. 1300 ℃ 이하의 소결 온도에 14 지르코늄이 모두 산화에 의해 다시 탄소 템플릿 제거시 YSZ 단계로 되돌아 간다. 1300 ° C 이상의 고온 소성을 위해, 우리는 단사 정계 산화 지르코늄상의 소량 관찰한다. 1300 ℃ 이상, 일부 지르코늄 탄화물 입자가 충분히 다시 YSZ로 지르코늄 완전히 용해 이트륨 등으로부터 700 ° C까지 가열 공기가 아니라고 충분한 열 에너지를 분리하는 것이 쉽다. 우리 그룹은 현재 소결 중 탄소 템플릿을 유지하면서 탄화물 형성을 완화하기위한 대안 소결 환경을 고려하고있다. 요약해서 말하면유기 비율, 금속의 종류 및 고온에서의 높은 표면적 혼합 금속 산화물 nanomorphologies을 실현하기위한 혼합 금속 조성물 메리, 프로필렌 옥사이드 글루코스 겔 시스템은 무기 지정에 뛰어난 유연성을 가지고있다.

고체 산화물 연료 전지 (SOFC)는 깨끗한 전력의 효율적인 생성을위한 대안적인 에너지 변환 기술로서 큰 가능성을 보유하고있다. 1 상당한 진전이 연구와이 기술의 개발에 만들어졌다; 그러나, 전극의 성능 개선은 여전히 ​​안정적인 상용화를 달성하기 위해 필요하다. 전극은 종종 지지체 표면에 장식 전기 촉매 입자를 갖는 다공성 세라믹 지지체를 포함한다. 연구하는 큰 몸체의 성능, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8을 높이기 위해 전기 촉매 입자의 표면적의 증가에 집중하고 있지만, 지지체 표면적 증가에 거의 연구가있다. 인공 지지체 표면을 증가이들이 1500 ℃로 고온에서 1100 ° C 소결되기 때문에 도전 영역이다. 기존의 소결에 의해 처리 된 지지체는 통상적으로 0.1 ~ 2 m -1 · g의 비 표면적을 갖는다. 8, 9, 10, 11은 인공 지지체 표면 면적을 증가에 대한 몇 가지보고가있다. 하나의 경우, 전통적인 소결 된 지지체의 표면적은 2m 2 · g -1의 표면적을 달성 불화 수소산을 이용하여 용해하여 지지체 표면에 석출에 의해 강화되었다. 다른 양태 (12)는 고온 20m 2 · g -1의 표면적을 달성 펄스 레이저 증착법을 사용하여 완전히 회피 하였다. 우리 기술의 개발 뒤 13 이론적 근거는 저렴한 비용으로 제조를 만드는 것이 었습니다전례 지지체 표면 영역을 제공하고, 처리를 쉽게 채용 할 수 있도록 기존의 소결 온도를 사용하는 방법. 이 기술은 여기에보고 된 80 평방 미터까지 골격 표면적 · g -1 전통적인 소결 온도에서 처리되는 동안 입증되었다. (14) 우리의 연구는 주로 고체 산화물 연료 전지 (SOFC) 전극 기술에 의해 좌우되지만 기술은보다 광범위하게 적용 할 수있는 다른 분야 및 응용 프로그램입니다. 일반적으로, 인 시츄 탄소 템플릿 방법은 나노 분말 또는 다공성 지지체 형태 표면적 혼합 금속 세라믹 재료를 제조 할 수있는 유연한 방법이다. 이는 혼합 금속 자기 조성물은, 표면적, 기공 및 기공 크기는 모두 체계적으로 조정될 수 있다는 점에서 유연하다. 높은 온도는 종종 혼합 금속 세라믹 원하는 상을 형성하기 위해 필요한,이 방법은 세라믹 승 nanomorphology 보존되고하일 가능 하나 기본적으로 모든 가공 온도를 선택합니다. 이 방법은 유기 콘텐츠 잘 정의 금속 이온의 화학 양론과 무기물의 비율로하는 무기 - 유기 하이브리드 프로필렌 산화물 계 겔의 합성을 포함한다. 겔은 크 세로 겔을 형성하기 위해 주위 조건하에 건조된다. 크 세로 겔은 원하는 온도에서 아르곤 분위기에서 소결된다. 가열하면, 유기 성분은 소결 동안 유지 시츄 탄소 템플릿 남기고 분해. 탄소 템플릿은이어서 나노, 고 표면적 세라믹 결과 공기 저온 산화에 의해 제거된다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Zirconium (IV) chloride, 99.5+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>12104</td>
			<td>Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttium (III) nitrate hexadydrate, 99.9%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>12898</td>
			<td>Oxidizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D+ Glucose Anhydrous, &#8805; 99.5%</td>
			<td>US Biological Life Sciences</td>
			<td>G3050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(&#177;)-Propylene Oxide, &#8805; 99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>110205</td>
			<td>Extremely flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 Proof</td>
			<td>Decon Laboratories, Inc.</td>
			<td>2716GEA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon, (99.997%)</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>AR 300</td>
			<td>Industrial grade</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high temperature fabrication of nanostructured yttria-stabilized-zirconia (ysz) scaffolds by in situ carbon templating xerogels

가변 표면적을 가진 지지체 위로 80m 2 · g -1 - 우리는 (92 몰 % 지르코니아 YSZ, 8 몰 %이 트리아) 다공성 나노 구조 트리아 - 안정화 지르코니아의 고온 제조하는 방법을 보여준다. 지르코늄 염, 이트륨 염 및 글루코스 수용액을 겔을 형성하기 위해 프로필렌 옥사이드 (PO)와 혼합된다. 겔은 크 세로 겔을 형성하기 위해 주위 조건하에 건조된다. 크 세로 겔은 펠릿으로 가압 한 다음, 아르곤 분위기에서 소결된다. 소결 동안, YSZ 세라믹 상을 형성하고, 유기 성분은 비정질 탄소 남기고 분해. 동일계에서 형성된 탄소 소결 온도에서 높은 표면적 YSZ의 nanomorphology 보존 하드 주형으로 작용한다. 탄소이어서 다공성 나노 YSZ 지지체 결과, 저온에서의 공기 산화에 의해 제거된다. 탄소 템플릿 최종 지지체 표면적의 농도 일 수있다 체계적인LY 겔 합성 글루코스 농도를 변화시킴으로써 조정. 탄소 주형 농도는 표면적 및 공극 크기 분포는 물리적 흡착 측정에 의해 결정되었다 열 중량 분석 (TGA)을 사용하여 정량하고, 그 형태는 주 사형 전자 현미경 (SEM)을 이용하여 분석되었다. 상 순도 결정자 크기는 X 선 회절 (XRD)을 사용하여 측정 하였다. 이 제조 방법은 신규 세라믹 계 전기 에너지 변환 애플리케이션을위한 새로운 지지체 표면적과 nanomorphologies을 실현하기위한 유연한 플랫폼, 예를 들면 고체 산화물 연료 전지 (SOFC) 전극을 제공한다.

위상 순도 앞서 Cottam 등에 의해보고 X 선 회절 (XRD)에 의해 확인 하였다. 탄소 주형 농도의 함수로서 14 YSZ 지지체 표면적은도 1에 도시되어있다. 농도는 크 세로 겔의 소결 펠릿의 총 고형분 부피 %로 나타내었다. 탄소 주형 농도는 체계적 겔 제형에 글루코스 농도가 증가함에 따라 증가한다. 4.5 : 1 : 0 금속 몰비가도 1에 도시 된 바와 같이, 비 표면적이 체계적 글루코스 증가 68m 2 · g -1 10m 2 · g -1에서 1 증가시킨다. 탄소 주형 농도는 TGA (도 2)를 이용하여 정량 하였다. 탄소 주형 농도는 4 중량 % 포도당 총 고형물의 64 중량 % : 금속1, 4.5 : 1의 몰비 1. 5.9 g · cm 3의 YSZ 밀도 2.15 g · cm (3)의 탄소 농도는 중량 % 부피 %의 사이의 변환을 위해 사용되었다. 도 3과 글루코오스 첨가제없는 YSZ의 크 세로 겔 (xerogel)의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지를 나타낸다. 두 샘플은 유사 아르곤에서 1150 ° C에서 소결 및 700 ℃에서 공기 중에서 연소되었다. 글루코스 첨가제 YSZ 제로 겔의 입자를 첨가없이 포도당보다 몇 배 더 작다. 겔에 글루코오스를 첨가하여 작은 입자의 형성은 높은 탄소 함량 및 표면적과 일치한다. 금속 몰비 :도 4는 포도당의 함수로서 YSZ 지지체 YSZ 가장 강한 피크의 XRD 패턴을 나타낸다. 결정 크기는 이들 피크과 Scherrer의 식을 사용하여 계산 하였다.결정 크기는 글루코스으로 9 내지 12 nm의 22 나노 미터로 감소 : 2.25 : 1 : 1 ~ 4.5 : 몰비는 0 내지 1 금속 증가 하였다. 금속 몰비 : 결정자 크기 증가가 진행 글루코스와 표면적의 증가 관측과 일치한다. 금속 몰비 :도 5는 글루코스의 함수로서 YSZ 지지체의 기공 크기 분포를 나타낸다. 흡착 / 탈착 데이터는 2 nm 내지 14 nm의 사이의 기공 크기를 계산하는 제한된 물리적 흡착기구로 수집 하였다. N 2 흡착열 데이터로부터 계산 된 기공 크기 분포는도 5a에 도시된다. 단지 2.25 : 1 글루코스 : 금속 몰비 데이터가 최대를 나타내고있다. 계측은 14 나노 미터 공극의 검출로 제한하기 때문에, 2 N 탈착 데이터의 크기 분포는 또한 계산 된도 5b 기공. 탈착 데이터는 인위적으로 &quot;보여 경향이있다4; 좁은 기공 크기 분포 및 &quot;인위적&quot;작은 공극 (16); 그러나, 탈착 데이터는 흡착 데이터보다 기공 크기 분포의 진행에 대한 통찰력을 더 제공한다. (1) 포도당 : 흡착 및 탈착 데이터의 세공 크기 분포의 차이가 가장 2.25 비교 금속 데이터도 5인치 공경 분포의 피크는 7 내지 10 nm 내지 이동 및 분포가 좁다. 4.5에 외삽 1 데이터, 상기 공경 분포의 피크 16-20 nm의 범위에 가정하는 것이 합리적 보인다. 전반적으로,도 5는 기공의 개수와 기공의 크기는 모두 포도당의 증가와 함께 증가 : 금속 몰비. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig1.jpg" /> 도 1 : 탄소 템플릿 글루코스 농도의 함수로서 YSZ 지지체 표면적 : m몰비 etals. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig2.jpg" /> 도 2 : TGA 포도당 크 세로 겔 공기 유동 커브 : 금속 몰비 0 : 1, 4.5 : 1에서 2 시간 동안 아르곤에서 1150 ℃에서 소결. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig3.jpg" /> 도 3 : SEM 포도당 YSZ 지지체의 현미경 : 금속의 몰비 (a) 4.5 : 1 (b) 0-1. 크 세로 겔을 2 시간 동안 1,150 ℃에서 아르곤 소결 후 700에서 공기 중에서 가열<html> 기음. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig4.jpg" /> 도 4 : 금속 몰비 : 글루코스의 함수로서 YSZ 지지체에 대한 강한 YSZ XRD 피크. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55500/55500fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55500/55500fig5.jpg" /> 도 5 : YSZ 지지체 글루코스의 함수로서 기공 크기 분포가 Dollimore 치유 : 금속으로 환산 몰비 (a) N 2 개 흡착열 데이터와 (b) 2 개 N 탈착 데이터.D / 55500 / 55500fig5large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt; 검색이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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

1000 ℃ 내지 1400 ° C의 온도에서 다공성 나노 구조 트리아 안정화 지르코니아 (YSZ) 지지체를 제조하기위한 프로토콜이 제시된다.

에 의한 나노 구조 산화 이트륨 안정화 지르코니아 (YSZ) 비계의 고온 제작<em&gt; 시츄</em&gt; 탄소 템플릿 생성 크 세로 겔

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

high-temperature-fabrication-nanostructured-yttria-stabilized

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

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

10.5K 조회수.  Wake Forest University.  1000 ℃ 내지 1400 ° C의 온도에서 다공성 나노 구조 트리아 안정화 지르코니아 (YSZ) 지지체를 제조하기위한 프로토콜이 제시된다. 

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

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

3D 카본 나노튜브 Microstructures의 제조, Densification 및 복제 성형

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

연구

공학

Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the quality factor (Q) of the cavity, can be in excess of 500ns for cavities with Q factors above 100 million. As a result of their low material losses, silica microcavities have demonstrated some of the longest photon lifetimes to date1-2. Since a portion of the circulating light extends outside the resonator, these devices can also be used to probe the surroundings. This interaction has enabled numerous experiments in biology, such as single molecule biodetection and antibody-antigen kinetics, as well as discoveries in other fields, such as development of ultra-low-threshold microlasers, characterization of thin films, and cavity quantum electrodynamics studies.3-7
The two primary silica resonant cavity geometries are the microsphere and the microtoroid. Both devices rely on a carbon dioxide laser reflow step to achieve their ultra-high-Q factors (Q&gt;100 million).1-2,8-9 However, there are several notable differences between the two structures. Silica microspheres are free-standing, supported by a single optical fiber, whereas silica microtoroids can be fabricated on a silicon wafer in large arrays using a combination of lithography and etching steps. These differences influence which device is optimal for a given experiment.
Here, we present detailed fabrication protocols for both types of resonant cavities. While the fabrication of microsphere resonant cavities is fairly straightforward, the fabrication of microtoroid resonant cavities requires additional specialized equipment and facilities (cleanroom). Therefore, this additional requirement may also influence which device is selected for a given experiment.
Introduction
An optical resonator efficiently confines light at specific wavelengths, known as the resonant wavelengths of the device. 1-2 The common figure of merit for these optical resonators is the quality factor or Q. This term describes the photon lifetime (&tau;o) within the resonator, which is directly related to the resonator's optical losses. Therefore, an optical resonator with a high Q factor has low optical losses, long photon lifetimes, and very low photon decay rates (1/&tau;o). As a result of the long photon lifetimes, it is possible to build-up extremely large circulating optical field intensities in these devices. This very unique property has allowed these devices to be used as laser sources and integrated biosensors.10
A unique sub-class of resonators is the whispering gallery mode optical microcavity. In these devices, the light is confined in circular orbits at the periphery. Therefore, the field is not completely confined within the device, but evanesces into the environment. Whispering gallery mode optical cavities have demonstrated some of the highest quality factors of any optical resonant cavity to date.9,11 Therefore, these devices are used throughout science and engineering, including in fundamental physics studies and in telecommunications as well as in biodetection experiments. 3-7,12
Optical microcavities can be fabricated from a wide range of materials and in a wide variety of geometries. A few examples include silica and silicon microtoroids, silicon, silicon nitride, and silica microdisks, micropillars, and silica and polymer microrings.13-17 The range in quality factor (Q) varies as dramatically as the geometry. Although both geometry and high Q are important considerations in any field, in many applications, there is far greater leverage in boosting device performance through Q enhancement. Among the numerous options detailed previously, the silica microsphere and the silica microtoroid resonator have achieved some of the highest Q factors to date.1,9 Additionally, as a result of the extremely low optical loss of silica from the visible through the near-IR, both microspheres and microtoroids are able to maintain their Q factors over a wide range of testing wavelengths.18 Finally, because silica is inherently biocompatible, it is routinely used in biodetection experiments.
In addition to high material absorption, there are several other potential loss mechanisms, including surface roughness, radiation loss, and contamination loss.2 Through an optimization of the device size, it is possible to eliminate radiation losses, which arise from poor optical field confinement within the device. Similarly, by storing a device in an appropriately clean environment, contamination of the surface can be minimized. Therefore, in addition to material loss, surface scattering is the primary loss mechanism of concern.2,8
In silica devices, surface scattering is minimized by using a laser reflow technique, which melts the silica through surface tension induced reflow. While spherical optical resonators have been studied for many years, it is only with recent advances in fabrication technologies that researchers been able to fabricate high quality silica optical toroidal microresonators (Q&gt;100 million) on a silicon substrate, thus paving the way for integration with microfluidics.1
The present series of protocols details how to fabricate both silica microsphere and microtoroid resonant cavities. While silica microsphere resonant cavities are well-established, microtoroid resonant cavities were only recently invented.1 As many of the fundamental methods used to fabricate the microsphere are also used in the more complex microtoroid fabrication procedure, by including both in a single protocol it will enable researchers to more easily trouble-shoot their experiments.

We describe the use of a carbon dioxide laser reflow technique to fabricate silica resonant cavities, including free-standing microspheres and on-chip microtoroids. The reflow method removes surface imperfections, allowing long photon lifetimes within both devices. The resulting devices have ultra high quality factors, enabling applications ranging from telecommunications to biodetection.

실리카 초고 품질 팩터 Microresonators의 제작

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the ...

Preparation and Reactivity of Gasless Nanostructured Energetic Materials

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the balls. Among other applications, it is a versatile technique that allows for effective preparation of gasless reactive nanostructured materials with high energy density per volume (Ni+Al, Ta+C, Ti+C). The structural transformations of reactive media, which take place during HEBM, define the reaction mechanism in the produced energetic&#160;composites. Varying the processing conditions permits fine tuning of the milling-induced microstructures of the fabricated composite particles. In turn, the reactivity, i.e., self-ignition temperature, ignition delay time, as well as reaction kinetics, of high energy density materials depends on its microstructure. Analysis of the milling-induced microstructures suggests that the formation of fresh oxygen-free intimate high surface area contacts between the reagents is responsible for the enhancement of their reactivity. This manifests itself in a reduction of ignition temperature and delay time, an increased rate of chemical reaction, and an overall decrease of the effective activation energy of the reaction. The protocol provides a detailed description for the preparation of reactive nanocomposites with tailored microstructure using short-term HEBM method. It also describes a high-speed thermal imaging technique to determine the ignition/combustion characteristics of the energetic materials. The protocol can be adapted to preparation and characterization of a variety of nanostructured energetic composites.

This protocol describes the preparation of gasless nanostructured energetic materials (Ni+Al, Ta+C, Ti+C) using the short-term high-energy ball milling (HEBM) technique. It also describes a high-speed thermal imaging method to study the reactivity of mechanically fabricated nanocomposites. These protocols can be extended to other reactive nanostructured energetic materials.

준비 및 Gasless 나노 구조의 반응성 정력 재료

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the ...

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

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

반도체 기술과 호환 저온 탄소 나노 튜브 수직 상호 연결의 제작

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

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

벌크 이종 접합 태양 전지의 인쇄 제작 및<em&gt; 현장에서</em&gt; 형태학 특성

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Fabrication of 3D Carbon Microelectromechanical Systems (C-MEMS)

A wide range of carbon sources are available in nature, with a variety of micro-/nanostructure configurations. Here, a novel technique to fabricate long and hollow glassy carbon microfibers derived from human hairs is introduced. The long and hollow carbon structures were made by the pyrolysis of human hair at 900 &#176;C in a N2 atmosphere. The morphology and chemical composition of natural and pyrolyzed human hairs were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and electron-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively, to estimate the physical and chemical changes due to pyrolysis. Raman spectroscopy was used to confirm the glassy nature of the carbon microstructures. Pyrolyzed hair carbon was introduced to modify screen-printed carbon electrodes ; the modified electrodes were then applied to the electrochemical sensing of dopamine and ascorbic acid. Sensing performance of the modified sensors was improved as compared to the unmodified sensors. To obtain the desired carbon structure design, carbon micro-/nanoelectromechanical system (C-MEMS/C-NEMS) technology was developed. The most common C-MEMS/C-NEMS fabrication process consists of two steps: (i) the patterning of a carbon-rich base material, such as a photosensitive polymer, using photolithography; and (ii) carbonization through the pyrolysis of the patterned polymer in an oxygen-free environment. The C-MEMS/NEMS process has been widely used to develop microelectronic devices for various applications, including in micro-batteries, supercapacitors, glucose sensors, gas sensors, fuel cells, and triboelectric nanogenerators. Here, recent developments of a high-aspect ratio solid and hollow carbon microstructures with SU8 photoresists are discussed. The structural shrinkage during pyrolysis was investigated using confocal microscopy and SEM. Raman spectroscopy was used to confirm the crystallinity of the structure, and the atomic percentage of the elements present in the material before and after pyrolysis was measured using EDX.

Fabrication of 3D Carbon Microelectromechanical Systems C-MEMS

Long and hollow glassy carbon microfibers were fabricated based on the pyrolysis of a natural product, human hair. The two fabrication steps of carbon microelectromechanical and carbon nanoelectromechanical systems, or C-MEMS and C-NEMS, are: (i) photolithography of a carbon-rich polymer precursor and (ii) pyrolysis of the patterned polymer precursor.

3D 탄소 미세 전자 기계 시스템 (C-MEMS) 제작

A wide range of carbon sources are available in nature, with a variety of micro-/nanostructure configurations. Here, a novel technique to fabricate long ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of gamma rays created when neutrons interact with soil elements. The main parts of the INS system are a pulsed neutron generator, NaI(Tl) gamma detectors, split electronics to separate gamma spectra due to INS and thermo-neutron capture (TNC) processes, and software for gamma spectra acquisition and data processing. This method has several advantages over other methods in that it is a non-destructive in situ method that measures the average carbon content in large soil volumes, is negligibly impacted by local sharp changes in soil carbon, and can be used in stationary or scanning modes. The result of the INS method is the carbon content from a site with a footprint of ~2.5 - 3 m2 in the stationary regime, or the average carbon content of the traversed area in the scanning regime. The measurement range of the current INS system is &#62;1.5 carbon weight % (standard deviation &#177; 0.3 w%) in the upper 10 cm soil layer for a 1 hmeasurement.

Here, we present the protocol for in situ measurement of soil carbon using the neutron-gamma technique for single point measurements (static mode) or field averages (scanning mode). We also describe system construction and elaborate data treatment procedures.

측정 토양 탄소 고정 및 검색 모드에서 중성자-감마선 분석에 의해

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic glasses (MGs). Despite their amorphous nature, the identification of hyperfine interactions unveils faint structural modifications. For this purpose, we have employed two techniques that utilize nuclear resonance among nuclear levels of a stable 57Fe isotope, namely M&#246;ssbauer spectrometry and nuclear forward scattering (NFS) of synchrotron radiation. The effects of heat treatment upon (Fe2.85Co1)77Mo8Cu1B14 MG are discussed using the results of ex situ and in situ experiments, respectively. As both methods are sensitive to hyperfine interactions, information on structural arrangement as well as on magnetic microstructure is readily available. M&#246;ssbauer spectrometry performed ex situ describes how the structural arrangement and magnetic microstructure appears at room temperature after the annealing under certain conditions (temperature, time), and thus this technique inspects steady states. On the other hand, NFS data are recorded in situ during dynamically changing temperature and NFS examines transient states. The use of both techniques provides complementary information. In general, they can be applied to any suitable system in which it is important to know its steady state but also transient states.

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Here, we present a protocol to describe ex situ and in situ investigations of structural transformations in metallic glasses. We employed nuclear-based analytical methods which inspect hyperfine interactions. We demonstrate the applicability of M&#246;ssbauer spectrometry and nuclear forward scattering of synchrotron radiation during temperature-driven experiments.

전 Situ 수사 현장에서 구조 변환 방법: 금속 유리의 결정 화의 경우

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic ...

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF) magnetron sputtering. LSMO nanoparticles were deposited with diameters from 10 to 20 nm and heights between 20 and 50 nm. At the same time, (Gd) Ba2Cu3O7&#8722;&#948; ((Gd) BCO) films were fabricated on both undecorated and LSMO nanoparticle decorated STO substrates using RF magnetron sputtering. This report also describes the properties of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 quasi-bilayer films structures (e.g., crystalline phase, morphology, chemical composition); magnetization, magneto-transport, and superconducting transport properties were also evaluated.

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½ Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

Here, we present a protocol to grow LSMO nanoparticles and (Gd) BCO films on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF)-sputtering.

고주파 마 그 네트 론 스퍼터 링 GdBa2Cu3O7−δ의 라0.67SrTiO3 (STO) 단 결정 기판에 Sr0.33MnO3 준 bilayer 영화 /

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, three substrates (acrylate, ceramics, and copper) are prepared. To determine the resulting material properties of these substrates, profilometer, contact angle, scanning electron microscope (SEM), and focused ion beam (FIB) measurements are done. The achievable printing resolution and suitable drop volume for each substrate are, then, found through the drop size tests. Then, layers of insulating and conductive ink are inkjet printed alternately to fabricate the target sensor structures. After each printing step, the respective layers are individually treated by photonic curing. The parameters used for the curing of each layer are adapted depending on the printed ink, as well as on the surface properties of the respective substrate. To confirm the resulting conductivity and to determine the quality of the printed surface, four-point probe and profilometer measurements are done. Finally, a measurement set-up and results achieved by such an all-printed sensor system are shown to demonstrate the achievable quality.

Here we present a protocol for the fabrication of inkjet-printed multilayer sensor structures on additively manufactured substrates and foil.

스마트 센서의 제조에 인쇄 하는 하이브리드

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...