लेजर नक़्क़ाशी और रंगों के समावेश के माध्यम से सौंदर्यशास्त्र रूप से बढ़ाया सिलिका एयरोगेल
Summary
यह प्रोटोकॉल देशी और रंगे रूप में सिलिका एयरोगेल मोनोलिथ की सतह पर पाठ, पैटर्न और छवियों को नक़्क़ाशी देने और मोज़ेक डिजाइनों में एयरोगेल को कोडांतरण करने के लिए एक विधि का वर्णन करता है।
Abstract
इस पांडुलिपि में लेजर नक़्क़ाशी और रंगों के समावेश द्वारा सिलिका एयरोगेल मोनोलिथ को सौंदर्यकी रूप से बढ़ाने की एक प्रक्रिया का वर्णन किया गया है। एक तेजी से सुपरक्रिटिकल निष्कर्षण विधि का उपयोग करके, बड़े सिलिका एयरोगेल मोनोलिथ (10 सेमी x 11 सेमी x 1.5 सेमी) लगभग 10 घंटे में निर्मित किया जा सकता है। अग्रदूत मिश्रण में शामिल रंगों के परिणामस्वरूप पीले, गुलाबी और नारंगी रंग के एयरोगेल होते हैं। पाठ, पैटर्न, और छवियों को थोक संरचना को नुकसान पहुंचाए बिना एयरोगेल मोनोलिथ की सतह (या सतहों) पर नक़्क़ाशीद किया जा सकता है। लेजर उत्कीर्णक का उपयोग एयरोगेल से आकार काटने और रंगीन मोज़ेक बनाने के लिए किया जा सकता है।
Introduction
सिलिका एयरोगेल एक नैनोपोरस, उच्च सतह क्षेत्र है, जो कम थर्मल चालकता के साथ ध्वनिक रूप से इन्सुलेट सामग्री है जिसका उपयोग अंतरिक्ष धूल को इकट्ठा करने से लेकर इन्सुलेशन सामग्री1,2के निर्माण तक अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला में किया जा सकता है। जब अखंड रूप में निर्मित किया जाता है, तो सिलिका एयरोगेल पारदर्शी होतेहैं और इसका उपयोग अत्यधिक इन्सुलेट खिड़कियां3,4,5बनाने के लिए किया जा सकता है।
हाल ही में, हमने दिखा दिया है कि एयरोगेल को थोक संरचनात्मक क्षति के कारण लेजर उत्कीर्णन प्रणाली6,7 का उपयोग करके सतह पर नक़्क़ाशी या काटने से सिलिका एयरोगेल की उपस्थिति को बदलना संभव है। यह सौंदर्य संवर्द्धन बनाने, इन्वेंट्री जानकारी प्रिंट करने और विभिन्न रूपों में एयरोगेल मोनोलिथ को मशीनिंग करने के लिए उपयोगी हो सकता है। फेमटोसेकंड लेजर को एयरोगेल्स 8 ,9,10,11के क्रूड “माइक्रो-मशीनिंग” के लिए काम करने के लिए दिखाया गया है । हालांकि, वर्तमान प्रोटोकॉल एक साधारण लेजर उत्कीर्णन प्रणाली के साथ एयरोगेल की सतह को बदलने की क्षमता को दर्शाता है। नतीजतन, यह प्रोटोकॉल मोटे तौर पर कलात्मक और तकनीकी समुदायों पर लागू होता है।
एयरोगेल रासायनिक अग्रदूत मिश्रण में रंगों को शामिल करना भी संभव है और इस तरह रंगों की एक श्रृंखला के साथ डाई-डॉप्ड एयरोगेल बनाते हैं। इस विधि का उपयोग रासायनिक सेंसर12,13बनानेकेलिए किया गया है, ताकि सेरेनकोव डिटेक्शन14को बढ़ाया जा सके और विशुद्ध रूप से सौंदर्य कारणों से। यहां, हम सौंदर्यबोध मनभावन एयरोगेल तैयार करने के लिए रंगों और लेजर नक़्क़ाशी के उपयोग को प्रदर्शित करते हैं।
इस प्रकार के खंड में, हम बड़े सिलिका एयरोगेल मोनोलिथ बनाने के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं, एक एयरोगेल मोनोलिथ की सतह पर रंगों, नक़्क़ाशी पाठ, पैटर्न और छवियों को शामिल करने के लिए मोनोलिथ तैयारी प्रक्रिया में फेरबदल करते हैं, और मोज़ेक में इकट्ठे होने के लिए बड़े रंगे मोनोलिथ से आकार काटते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह प्रोटोकॉल दर्शाता है कि कैसे लेजर नक़्क़ाशी और रंगों को शामिल करने के लिए सौंदर्यबोध मनभावन एयरोगेल सामग्री तैयार करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।
बड़े (10 सेमी x 11 सेमी x 1.5 सेमी) एयरोगेल ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों को संघ कॉलेज संकाय अनुसंधान कोष, छात्र अनुसंधान अनुदान कार्यक्रम, और परियोजना के वित्तीय सहायता के लिए ग्रीष्मकालीन स्नातक अनुसंधान कार्यक्रम को स्वीकार करना चाहते हैं । लेखक तीन टुकड़े मोल्ड के डिजाइन के लिए जोआना सैंटोस, एसईएम इमेजिंग के लिए क्रिस अवनेसियन, घुमावदार एयरोगेल सतह पर नक़्क़ाशी के लिए रोनाल्ड टोसी, और नक़्क़ाशी परियोजना पर प्रेरणा और प्रारंभिक कार्य के लिए डॉ आयोनिस मिचलोडिस के साथ-साथ कोरोस छवि और बेलनाकार एयरोगेल प्रदान करना भी चाहते हैं।
Materials
| 2000 grit sandpaper | Various | ||
| 50W Laser Engraver | Epilog Laser | Any laser cutter is suitable | |
| Acetone | Fisher Scientific www.fishersci.com | A18-20 | Certified ACS Reagent Grade |
| Ammonium Hydroxide (aqueous ammonia) | Fisher Scientific www.fishersci.com | A669S212 | Certified ACS Plus, about 14.8N, 28.0-20.0 w/w% |
| Beakers | Purchased from Fisher Scientific | Any glass beaker is suitable. | |
| Deionized Water | On tap in house | ||
| Digital balance | OHaus Explorer Pro | Any digital balance is suitable. | |
| Disposable cleaning wipes | Fisher Scientific www.fishersci.com | 06-666 | KimWipe |
| Drawing Software | CorelDraw Graphics Suite | CorelDraw | |
| Flexible Graphite Sheet | Phelps Industrial Products | 7500.062.3 | 1/16" thick |
| Fluorescein | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com | F2456 | Dye content ~95% |
| Foam paint brush | Various | 1-2 cm size | |
| High Vacuum Grease | Dow Corning | ||
| Hydraulic Hot Press | Tetrahedron www.tetrahedronassociates.com | MTP-14 | Any hot press with temperature and force control will work. Needs maximum temperature of ~550 F and maximum force of 24 tons. |
| Laser Engraver | Epilogue Laser | Helix – 24 | 50 W |
| Methanol (MeOH) | Fisher Scientific www.fishersci.com | A412-20 | Certified ACS Reagent Grade, ≥99.8% |
| Mold | Fabricated in House | Fabricate from cold-rolled steel or stainless steel. | |
| Paraffin Film | Fisher Scientific www.fishersci.com | S37441 | Parafilm M Laboratory Film |
| Rhodamine-6G Rhodamine-6g FlouresceinRhodamine-6g |
Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com | 20,132-4 | Dye content ~95% |
| Rhodamine-B Rhodamine-6g FlouresceinRhodamine-6g |
Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com | R-953 | Dye content ~80% |
| Soap to clean mold | Various | ||
| Stainless Steel Foil | Various | .0005" thick, 304 Stainless Steel | |
| Tetramethylorthosilicate (TMOS) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com | 218472-500G | 98% purity, CAS 681-84-5 |
| Ultrasonic Cleaner | FisherScientific FS6 | 153356 | Any sonicator is suitable. |
| Vacuum Exhaust system | Purex | 800i | Any exhaust system is suitable. |
| Variable micropipettor, 100-1000 µL | Manufactured by Eppendorf, purchased from Fisher Scientific www.fishersci.com | S304665 | Any 100-1000 µL pipettor is suitable. |
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