Anodizations multi-surfaces simultanées et détachement d’escalier comme biais inverse d’oxydes d’aluminium anodique en acide sulfurique et d’acide oxalique électrolyte

AAOs qui se sont formés par anodisation Al substrat dans un électrolyte acide, ont suscité un grand intérêt dans diverses sciences fondamentales et de l’industrie, par exemple, durs modèles pour les nanotubes/nanofils^{1,2,3 , 4 , 5}, energy storage devices^6,7,8,9, bio-sensing^10,11, filtrage des demandes^{12,13 , 14}, masques pour évaporation et/ou gravure^15,16,17et humidité capacitifs capteurs^{18,19,20,21 ,22}, en raison de leur structure gaufrée automatique commandés, haut rapport d’aspect de nanopores et propriétés mécaniques supérieures²³. Pour appliquer le nanoporeux AAOs sur ces diverses applications, ils devraient être des formes autonomes avec un très et tableau ordonné à longue distance de nanopores. À cet égard, stratégies pour obtenir AAOs doivent examiner formation (anodisation) et la séparation des procédures (détachement).

Le point de vue de la formation de l’AAO, anodisation douce (ci-après dénommée “MA”) était bien établie en vertu des électrolytes acides phosphorique, sulfurique et oxalique^{23,24,25,26 ,},²⁷. Cependant, MA processus présentaient des faibles rendements élevés de fabrication AAO en raison de leur faible taux de croissance selon les intensités relativement faibles de tension anodique, qui pourrait se détériorer à travers un processus en deux étapes de MA pour améliorer la périodicité des nanopores^{28 ,},²⁹. Ainsi, les techniques d’anodisation dure (HA) ont été proposées comme solutions de rechange de MA en appliquant une tension anodique supérieure (électrolyte acide oxalique/acide sulfurique) ou en utilisant de plus concentré^30,d’électrolyte (acide phosphorique)^{31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40}. HA processus montrent distinctes améliorations des taux de croissance ainsi que les arrangements périodiques, alors que résultant AAOs sont devenus plus fragiles, et la densité des nanopores ont été réduits de³⁰. En outre, un coûteux système de refroidissement est nécessaire pour dissiper le chauffage de Joule causée par la forte densité de courant³¹. Ces résultats limitent les possibilités d’application de l’AAOs via des processus HA.

Pour séparer un AAO de la surface correspondante de Al plaque, gravure chimique sélective du substrat Al restant a été plus largement utilisée dans MA tant HA procédés utilisant des produits chimiques toxiques, tels que chlorure de cuivre^{35,39 ,,}du⁴¹⁴² ou mercure chlorure^{16,17,43,44,45,46, 47 , 48 , 49}. Toutefois, cette méthode induit des effets secondaires défavorables, par exemple, un plus long temps de réaction proportionnel à l’épaisseur restante de l’Al, contamination de l’AAO par les ions de métaux lourds, résidus nocifs aux environnements de corps humain/naturel et une utilisation inefficace des ressources précieuses. Par conséquent, plusieurs tentatives ont été faites pour la réalisation de détachement direct de l’AAO. Bien que les tension cathodique délamination^50,51 et tension anodique d’impulsions détachement^{7,41,42,52, 53,,}du⁵⁴⁵⁵ présentent un mérite que le restant Al substrat peut être réutilisé, la technique ancienne prend du temps presque comparables avec ceux des méthodes de gravure chimique⁵⁰. Malgré la nette diminution de la durée de traitement, produits chimiques nocifs et très réactifs, pour exemples butanedione et/ou l’acide perchlorique, servaient de détacher des électrolytes dans les techniques de ce dernier⁵⁵, où un nettoyage supplémentaire procédure est nécessaire en raison de l’évolution électrolyte entre la procédure anodisation et détachant. En particulier, les comportements radiofréquence et la qualité de l’AAOs détachés sévèrement influencent l’épaisseur. Dans le cas de l’AAO d’épaisseur relativement mince, celle individuelle peut contenir des fissures et/ou des ouvertures.

Toutes les approches expérimentales indiquées ci-dessus ont été appliqués à une « surface unique » de l’échantillon de Al, à l’exclusion des fins de protection/ingénierie surfaces et cette caractéristique des limites critiques expositions technologies conventionnelles de la fabrication de l’AAO en termes de rendement ainsi que processabilité, qui influe également sur l’applicabilité éventuelle de l’AAOs^56,57.

Pour satisfaire la demande croissante dans les domaines liés AAO en termes facile, haut rendement et des approches technologiques vertes, nous avons déjà indiqué sur SMSA et détachement direct par le biais de CSR sous acide sulfurique⁵⁶ et l’acide oxalique⁵⁷ électrolyte, respectivement. C’est un fait bien connu que le pluriel AAOs peuvent se former sur les surfaces multiples du substrat Al immergé en électrolytes acides. Cependant, CSR, une distinction essentielle de nos méthodes, activez le détachement de ces AAOs des surfaces multiples correspondants du substrat Al dans l’électrolyte acide même utilisé pour la SMSA indiquant une production de masse, la simplicité et vert technologique caractéristiques. Nous tenons à souligner que le détachement axée sur la CSR est une stratégie optimale pour pluriel AAOs fabriqué par SMSA^56,57 et même valable pour des épaisseurs relativement minces de l’AAOs⁵⁷ en comparaison avec décollement cathodique (c.-à-d., polarisation inverse constante) sur une surface uniquef « > 51. Enfin, une séquence consistant en la SMSA séquentiellement combiné avec détachement axée sur la CSR peut être appliquée à plusieurs reprises sur le même substrat Al, évitant des procédures compliquées et des substances chimiques toxiques/réactives, qui renforce les avantages de notre stratégies et garantit également l’utilisation efficace des ressources naturelles.