Dergiler / ACADEMIC PLATFORM-JOURNAL OF ENGINEERING AND SCIENCE / 2020 / Cilt: 8 - Sayı: 1

Döner (Spin) Kaplama ile İki Boyutlu Polimerik Nanokompozitlerin Geniş Alanlı Üretimleri

Mass Fabrication of Two Dimensional Polymeric Nanocomposites with Spin Coating

Sayfa
208–216
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Döner kaplama işleminin, merkez kaç kuvvetine dayalı kristalleşme uygulaması, kaplama tekniklerine dayalı, teknolojik uygulamalarda rahatlıkla kullanılabilmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmanın amacı, döner-kaplama tekniği kullanılarak yüksek kristal kalite kolloidal şablonların eldesi ve bu şablonlardan üretilen nanokompozitlerin üretim koşullarının belirlenmesidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Etanolde, seyreltik silika nanoküreler temizlendikten sonra viskozitesi 60 cps olan etoksile trimetilolpropan triakrilat monomer ile hacimsel fraksiyonları < %20 olacak şekilde çözüldü.
💡
Sonuç & Katkı:Döner kaplama işleminin, merkez kaç kuvvetine dayalı kristalleşme uygulaması, kaplama tekniklerine dayalı, teknolojik uygulamalarda rahatlıkla kullanılabilmektedir.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Bu çalışmanın amacı, döner-kaplama tekniği kullanılarak yüksek kristal kalite kolloidal şablonların eldesi ve bu şablonlardan üretilen nanokompozitlerin üretim koşullarının belirlenmesidir. Bu amaçla, hazırlanan akrilat monomeri içerisine homojen dağılmış silika kolloidleri kullanarak çeşitli yüzeyler üzerine döner kaplama tekniği ile cam yüzeyler kaplandı. Merkez kaç kuvvetlerine dayalı bu kaplama tekniği ile yüksek kaliteli nanodizilimler ve polimerizasyon aşamasıyla, iki boyutda kolloidal kristallerin polimer yapıları başarılı bir şekilde hazırlandı. Etanolde, seyreltik silika nanoküreler temizlendikten sonra viskozitesi 60 cps olan etoksile trimetilolpropan triakrilat monomer ile hacimsel fraksiyonları < %20 olacak şekilde çözüldü. Hazırlanan bu kolloidal süspansiyon-monomer karışımı cam yüzeyler üzerine oldukça tek dizilimli olarak kaplandı. Filmin kalınlığı sadece dönüş hızı ve dönüş zamanı değiştirilerek kontrol edilebilmektedir. Polimer matrisinin ve silis kürelerinin seçici olarak uzaklaştırılması, reaktif iyon aşındırıcı ve hidroflorik asit uygulamalarıyla gerçekleştirilmiş olup, sırasıyla geniş alanlı kolloidal kristallerin makro gözenekli polimer şablonları elde edildi. Görünür ve yakın kızılötesi bölgelerdeki normal iletim spektrumları, iki boyutlu bu nanoyapılardan, Bragg kırınımın belirgin tepe noktaları grafiklerle belirlendi. Optik disk ölçekli kaplama işlemlerine dayalı bu teknik, standart yarı iletken mikrofabrikasyonlara ve optik biyosensör üretimine uyumludur. Döner kaplama işleminin, merkez kaç kuvvetine dayalı kristalleşme uygulaması, kaplama tekniklerine dayalı, teknolojik uygulamalarda rahatlıkla kullanılabilmektedir.

Abstract

The aim of this study is to obtain high crystal quality colloidal templates using spin-coating technique and to determine the production conditions of nanocomposites produced from these templates. For this purpose, the glass surfaces were coated by spin- coating technique on various surfaces using homogeneously dispersed silica colloids in the prepared acrylate monomer. With this coating technique based on centrifugal forces, and following polymerization step, high quality nanoarrays of colloidal crystals in two dimensions were successfully prepared. In ethanol, the dilute silica nanospheres were removed and then dissolved with ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomer having a viscosity of 60 cps to <20% volumetric fractions. This prepared colloidal suspension-monomer mixture was coated on glass surfaces in a very uniform manner. The thickness of the film can only be controlled by changing the rotation speed and time of spin coating. Selective removal of the polymer matrix and silica spheres was achieved by reactive ion abrasive and hydrofluoric acid treatments, yielding large area colloidal crystals and macroporous polymers, respectively. The normal transmission spectra in the visible and near infrared regions and the apparent peaks of Bragg diffraction from these two-dimensional nanostructures were determined by graphs. Based on optical disc-scale coating, this technique is compatible with standard semiconductor microfabrications and optical biosensor production. Crystallization application based on centrifugal force of spin coating process can be easily used in technological applications based on coating techniques.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GÖZÜBENLİ, N. (2020). Döner (Spin) Kaplama ile İki Boyutlu Polimerik Nanokompozitlerin Geniş Alanlı Üretimleri. ACADEMIC PLATFORM-JOURNAL OF ENGINEERING AND SCIENCE, Cilt: 8 - Sayı: 1, 208–216. https://ajindex.com/articles/354840

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, "Thickness dependence of the optical properties of ordered silica-air and air-polymer photonic crystals," Physical Review Letters, vol. 83, no. 2, pp. 300-303, Jul 12 1999
  2. J. H. Kim, S. H. Kang, K. Zhu, J. Y. Kim, N. R. Neale, and A. J. Frank, "Ni-NiO core-shell inverse opal electrodes for supercapacitors," Chemical Communications, vol. 47, no. 18, pp. 5214-5216, 2011
  3. A. K. Samusev, K. B. Samusev, and M. V. Rybin, "Two-dimensional light diffraction from thin opal films," Physics of the Solid State, vol. 53, no. 5, pp. 1056-1061, 2011// 2011
  4. H. Xing, J. Li, J. Guo, and J. Wei, "Bio-inspired thermal-responsive inverse opal films with dual structural colors based on liquid crystal elastomer," Journal of Materials Chemistry C, vol. 3, no. 17, pp. 4424-4430, 2015 2015
  5. F. Malet, M. Pi, M. Barranco, E. Lipparini, and L. Serra, "Optical response of two-dimensional few-electron concentric double quantum rings: A local-spin-densityfunctional theory study," Physical Review B, vol. 74, no. 19, Nov 2006
  6. S. Middleman, "The effect of induced air-flow on the spin coating of viscous liquids," vol. 62, ed: Journal of Applied Physics, 1987
  7. Y. Ren and A. O. Adeyeye, "Magnetic spin states and vortex stability control in elongated Ni(80)Fe(20) nanorings," Journal of Applied Physics, vol. 105, no. 6, Mar 2009
  8. P. Jiang and M. J. McFarland, "Large-scale fabrication of wafer-size colloidal crystals, macroporous polymers and nanocomposites by spin-coating," Journal of the American Chemical Society, vol. 126, no. 42, pp. 13778- 13786, Oct 27 2004
  9. C. A. F. Vaz et al., "Ferromagnetic nanorings," Journal of Physics-Condensed Matter, vol. 19, no. 25, Jun 2007
  10. J. Wang, K. Deshpande, and G. B. McKenna, "Determination of the Shear Modulus of Spin-Coated Lipid Multibilayer Films by the Spontaneous Embedment of Submicrometer-Sized Particles," Langmuir, vol. 27, no. 11, pp. 6846-6854, Jun 7 2011
  11. T. Yang, A. Hirohata, M. Hara, T. Kimura, and Y. Otani, "Current-induced vortex-vortex switching in a nanopillar comprising two Co nano-rings," Applied Physics Letters, vol. 90, no. 9, Feb 2007
  12. K. Askar, B. M. Phillips, and Y. Fang, "Selfassembled self-cleaning broadband anti-reflection coatings," Colloids and Surfaces a-Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 439, pp. 84-100, Dec 2013
  13. T. Yang, A. Hirohata, L. Vila, T. Kimura, and Y. Otani, "Vertical stack o