ويرد على بروتوكول لاختلاق أكاسيد الألومنيوم انوديك نانوبوروس عبر أنوديزيشن الأسطح المتعددة المتزامنة تليها مفارز التحيزات عكس الشبيهة بدرج. فإنه يمكن تطبيقها مرارا وتكرارا لنفس الألومنيوم الركازة، نستعرض السطحية والغلة، واستراتيجية نظيفة بيئياً.
بعد الإبلاغ عن أنوديزيشن خطوتين، أكاسيد الألومنيوم انوديك نانوبوروس (AAOs) على نطاق واسع واستخدمت في ميادين العلوم الأساسية وتطبيقاتها الصناعية نظراً على ترتيب الدوري من نانوبوريس مع تنوعاً مرتفعة نسبيا نسبة العرض إلى الارتفاع. بيد التقنيات التي ذكرت حتى الآن، التي يمكن أن تكون فقط صالحة لأحادية السطح anodization، إظهار مساوئ الحاسمة، أي، وإجراءات تستغرق وقتاً طويلاً، فضلا عن التعقيد، تتطلب المواد الكيميائية السامة، وتبديد الموارد الطبيعية الثمينة . في هذه الورقة، ونظهر طريقة سهلة وفعالة ونظيفة بيئياً لاختلاق نانوبوروس AAOs في الشوارد حمض الكبريتيك والاكساليك، ويمكن التغلب على القيود التي تنتج عن التقليدية AAO اختﻻق أساليب. يتم إنتاج AAOs الأولى، والجمع في وقت واحد من خلال أنوديزيشن الأسطح المتعددة المتزامنة (سمسا)، مما يشير إلى ماسبرودوسيبيليتي AAOs مع الصفات قابلة للمقارنة. ثانيا، يمكن فصل تلك AAOs من الركازة الألومنيوم (Al) بتطبيق مثل درج عكس التحيز (سربس) في الكهرباء نفسها المستخدمة سمساس، مما يعني ضمناً الخصائص التكنولوجية البساطة والأخضر. أخيرا، يمكن تطبيق تسلسل وحدة تتكون من سمساس تسلسلياً جنبا إلى جنب مع مفرزة على أساس سربس مرارا وتكرارا إلى الركيزة نفسه، الذي يعزز مزايا هذه الاستراتيجية وأيضا يضمن الاستخدام الكفء للموارد الطبيعية.
AAOs اللتين شكلتا بطلاء بأكسيد ال الركيزة في حمضية المنحل بالكهرباء، وقد اجتذبت اهتماما كبيرا في مختلف العلوم الأساسية والصناعة، على سبيل المثال، قوالب الثابت للأنابيب النانوية/أسلاك1،،من23 , 4 , 5، والطاقة تخزين الأجهزة6،7،،من89، الاستشعار البيولوجي10،11، تصفية تطبيقات12،13 , 14، أقنعة للتبخر و/أو النقش15،،من1617، والرطوبة سعوية تعمل أجهزة الاستشعار18،،من1920،21 ،22، نظراً لهيكلها الذاتي أمر قرص العسل، ونسبة عالية من نانوبوريس، والخواص الميكانيكية المتفوقة23. لتطبيق نانوبوروس AAOs لهذه التطبيقات المختلفة، ينبغي أن تكون أشكال قائما بذاته مع درجة عالية وبعيدة المدى مجموعة مرتبة من نانوبوريس. وفي هذا الصدد، استراتيجيات للحصول على AAOs يجب أن تنظر في تشكيل (وانوده) وفصل (فصل) إجراءات.
في وجهة نظر تشكيل AAO، أنوديزاتيون خفيفة (يشار إليها ك MA) كانت راسخة تحت الشوارد الحمضية الكبريتيك والفوسفوريك الأكساليك23،،من2425،26 ،27. ومع ذلك، أظهرت MA عمليات الغلات منخفضة لتصنيع AAO نظراً لمعدل نموها بطيء اعتماداً على كثافة منخفضة نسبيا من الفولتية انوديك، الذي سوف تتدهور خلال عملية ما من خطوتين لتحسين تواتر نانوبوريس28 ،29. وهكذا، كانت اقترحت تقنيات anodization الثابت (ها) كبدائل لما بتطبيق الفولتية انوديك أعلى (اﻻلكتروﻻيت حمض الكبريتيك/الأكساليك.) أو باستخدام أكثر تركيزاً اﻻلكتروﻻيت (حامض الفوسفوريك)30،31، 32،،من3334،35،36،37،38،،من3940. ها العمليات تظهر تحسينات متميزة من معدلات النمو، فضلا عن الترتيبات الدوري، بينما يؤدي AAOs أصبح أكثر هشاشة، وكثافة نانوبوريس بانخفاض30. وبالإضافة إلى ذلك، مطلوب نظام تبريد مكلفة لتشتيت تدفئة جول بسبب الكثافة العالية الحالية31. تقييد هذه النتائج إمكانية تطبيق AAOs عبر عمليات هكتار.
لفصل AAO من سطح لوحة المقابلة، النقش الكيميائية انتقائية من الركازة Al المتبقية استخدمت على نطاق واسع في عمليات MA وها باستخدام المواد الكيميائية السامة، مثل كلوريد النحاس35،39 ،،من4142 أو الزئبق كلوريد16،17،43،،من4445،46، 47 , 48 , 49-ومع ذلك، هذا الأسلوب يدفع آثار جانبية ضارة، مثلاً، وقتاً أطول رد فعل يتناسب مع سماكة المتبقية من القاعدة، تلوث AAO من أيونات المعادن الثقيلة، والمخلفات الضارة للجسم البشري/الطبيعية بيئات ، وعدم كفاءة استخدام الموارد القيمة. ولذلك، بذلت محاولات عديدة لتحقيق مفرزة مباشرة من AAO. على الرغم من أن الجهد الكاثودية تنسل الأطراف50،51 والجهد انوديك نبض مفرزة7،41،،من4252، 53،،من5455 يقدم ميزة ال المتبقية يمكن إعادة استخدامها الركازة، الأسلوب السابق يأخذ وقت تقريبا قابلة للمقارنة مع تلك الموجودة في أساليب النقش الكيميائية50. على الرغم من تخفيض وقت المعالجة واضحة، المواد الكيميائية الضارة وشدة رد الفعل، بوتانيديوني أمثلة و/أو حمض بيرتشلوريك، واستخدمت كفصل الشوارد في تقنيات هذا الأخير55، حيث تنظيف إضافية الإجراء مطلوب بسبب الكهرباء المتغيرة بين الإجراء ويؤنود وفصلها. خاصة، السلوكيات ونوعية AAOs فصل detaching شديدة التأثير السمك. في حالة AAO مع سمك أرق نسبيا، قد تحتوي على فصل واحد الشقوق أو الفتحات.
طبقت جميع المناهج التجريبية المذكورة أعلاه على “سطح واحد” للعينة ال، باستثناء أغراض حماية والهندسة السطحية، وهذه الميزة من القيود الحرجة المعارض التكنولوجيات التقليدية من تلفيق AAO من حيث المردود، فضلا عن بروسيسيبيليتي، مما يؤثر أيضا إمكانية تطبيق56،AAOs57.
لتلبية الطلبات المتزايدة في الميادين المتصلة AAO من حيث السطحية وعالية الغلة، والنهج التكنولوجية الخضراء، أبلغنا سابقا في سمسا ومفرزة مباشرة من خلال سربس تحت الكبريتيك56 وحمض الأكساليك57 المنحل بالكهرباء، على التوالي. أنها حقيقة معروفة جيدا أن AAOs الجمع يمكن أن تتكون على سطوح متعددة من الركازة Al منغمسين في الشوارد الحمضية. ومع ذلك، تمكين سربس، فرقا رئيسيا لأساليب عملنا، المفرزة من تلك AAOs من الأسطح المتعددة المقابلة من الركازة بن في اﻻلكتروﻻيت الحمضية نفسها المستخدمة سمساس التي تشير إلى الإنتاج الشامل، والبساطة، والأخضر التكنولوجية الخصائص. ونود أن نشير إلى أن مفرزة على أساس سربس استراتيجية مثلى للجمع AAOs ملفقة سمساس56،57 وصالحة حتى لسمك أرق نسبيا من AAOs57 بالمقارنة مع تنسل الأطراف الكاثودية (أي، تحيز عكس ثابت) على سطح واحدو “> 51. أخيرا، يمكن تطبيق تسلسل وحدة تتكون من سمساس تسلسلياً جنبا إلى جنب مع مفرزة على أساس سربس مرارا وتكرارا إلى الركيزة ال نفسه، تجنب الإجراءات المعقدة والمواد الكيميائية السامة/رد الفعل، مما يعزز المزايا لدينا الاستراتيجيات وأيضا يضمن الاستخدام الكفء للموارد الطبيعية.
في هذه الورقة، بنجاح أثبتنا السطحية، عالية الغلة، وطريقة نظيفة بيئياً اختﻻق نانوبوروس AAOs من خلال سمسا ومفرزة سربس، التي يمكن أن تتكرر للركيزة ال نفسه إلى حد كبير في تعزيز ماسبرودوسيبيليتي فضلا عن سهولة الاستخدام للموارد الطبيعية المحدودة. كما هو موضح في مخطط تدفق الشكل 1a…
The authors have nothing to disclose.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Sulfuric Acid >98% | DUKSAN reagent | 5950 | |
Oxalic Acid Anhydrous, 99.5-100.2% | KANTO chemical | 31045-73 | |
Phosphoric Acid, 85% | SAMCHUN chemical | P0463 | |
Perchloric Acid, 60% | SAMCHUN chemical | P0181 | Highly Reactive |
Chromium(VI) Oxide | Sigma Aldrich | 232653 | Strong Oxidizer |
Ethanol, 95% | SAMCHUN chemical | E0219 | |
Absolute Ethanol, 99.9% | SAMCHUN chemical | E1320 | |
Double Jacket Beaker | iNexus | 27-00292-05 | |
Low Temperature Bath Circulator | JEIO TECH | AAH57052K | |
Programmable DC Power Supply | PNCYS | EDP-3001 | |
Aluminum Plate, >99.99% | Goodfellow | ||
Platinum Cylinder | Whatman | 444685 | |
Pure & Ultra Pure Water System (Deionized Water) | Human Science | Pwer II & HIQ II |