先进等离子体:自组装带来秩序

纳米多孔自组织膜是一种复杂的、精细的、分层的纳米结构,它结合了几个独特的特性,如非常发达的表面积和通过整个几微米到几百微米厚度的独立或表面键合膜的长孔。此外,自组织氧化铝膜具有非常高的化学稳定性和惰性,以及非常低的电导率,这是大块氧化铝固有的。从太阳能电池、纳米电子学、精细过滤器、传感器、光学和能量存储和转换设备到生物活性设备,许多当今的应用都需要廉价、高质量、高度有序的自组织有序绝缘结构。值得一提的是,氧化铝膜也可以在纳米制造平台和纳米反应器等新型先进应用领域发挥关键作用。

如何在没有秩序的情况下做出完美有序的膜

图1所示。如何在没有秩序的情况下做出完美有序的膜?让它自我组织。

然而,如何制作出又大又完美的纳米多孔膜呢?这显然是一项不平凡的任务,因为将纳米图案直接应用到大尺寸上——大到几厘米,将来可能会大到几米——看起来不太现实。事实上,典型的孔隙大小为100纳米,1平方毫米将包含1亿个孔隙;每平方厘米就有100亿个毛孔。将它们按顺序一个接一个地放在表面上将是一件困难的事情。

因此,如何廉价、快速地制造出巨大但仍高度有序的纳米孔图案?显然,他们应该自我组织。官方manbetx手机版由京华方悉尼科技大学,与南洋理工大学新加坡,以及昆士兰科技大学澳大利亚的研究人员展示了一种复杂的多阶段过程,可以在纳米孔结构形成过程中直接刺激其有效的自组织。此外,还采用了深度表征技术来测量和估计排序。

然而,为了深入研究自组织纳米孔膜的统计特征,研究人员使用了很少使用的技术,称为闵可夫斯基连通性分布(欧拉-庞卡罗特征),这是用于表征薄膜、大型纳米管网络、嵌在表面的复杂网络(如碳互连和其他类似模式)官方manbetx手机版的各种形态和几何特性的最佳形态描述符之一。闵可夫斯基连通性通过分析图像中连接和断开的像素之间的关系来描述模式中连接数量的度量。

纳米通道的排序

图2所示。如何衡量排序?这也不是一项微不足道的任务。利用二维傅里叶变换检测反映纳米通道有序的光谱结构和清晰度的差异。

这种先进的方法确保了自组织纳米孔氧化铝膜中纳米通道有序水平的显著提高。该技术相对简单高效,它基于两步阳极氧化和两步化学处理,首先设置初始的高有序纳米通道图案,然后在不干扰其有序的情况下将其放大,最后通过电化学放大和化学去除残余金属来制备就绪膜。研究了工艺参数对自组织有序性的影响,提出并测试了等效圆盘半径分布、二维Furrier变换、Hough变换、径向功率谱密度函数以及X和Y孔中心位置分布等各种有序性评价方法。研究表明官方manbetx手机版,纳米膜的自组织有序可以通过工艺参数进行有效调节,而且需要采用不同的评估方法来综合表征膜中纳米通道的有序。

李先科,K. Bazaka, Xu S., Fang J.
新加坡南洋理工大学
昆士兰科技大学,澳大利亚布里斯班
澳大利亚悉尼科技大学

出版

基于纳米多孔氧化铝膜的等离子体平台:通过自组装来控制顺序。
Rodolfo Previdi, Igor Levchenko, Matthew Arnold, Marc Gali, Kateryna Bazaka,许书彦,Kostya (Ken) Ostrikov, Kerem Bray,金大勇,方敬华
j .板牙。化学。一个2019

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