Name: preparation and high-temperature anti-adhesion behavior of a slippery surface on stainless steel
Uploaded: 2018-03-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
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Questo lavoro è stato sostenuto dal National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51290292) ed è stato anche sostenuto dalla Fondazione eccellenza accademica di BUAA per studenti di dottorato.

1. fotolitografia su acciaio inox
<ol><li>Strato di fotoresist utilizzando un software di disegno meccanico e fabbricare il design inviandolo a un photomask stampante4.</li>
	<li>Lavare l'acciaio inossidabile (316 SS; lengthx Larghezza: 4 cm x 4 cm, spessore: 1 mm) risciacquandolo in soluzioni alcaline (50 g/L di NaOH e 40 g/L Na2CO3) a temperatura ambiente per 15 minuti rimuovere i contaminanti di olio.</li>
	<li>Pulire accuratamente l'acciaio inossidabile eseguendo la pulizia ad ultrasuoni in una macchina di pulizia ultrasonica (frequenza di lavoro: 40 KHz, potenza ultrasonica: 500 W). Sciacquarlo in sequenza con acqua deionizzata, n-esano, acetone ed etanolo per 10 minuti ciascuno.</li>
	<li>Asciugare l'acciaio inossidabile collocandolo su un piatto caldo a 150 ° C per 30 min. proteggere l'acciaio inossidabile coprendolo con un foglio di alluminio (Al).</li>
	<li>Porre l'acciaio inossidabile al centro di una macchina a rotazione. Utilizzare un contagocce per depositare il photoresist positivo (circa 1 mL) in acciaio inossidabile, dal centro verso il bordo, fino a quando il photoresist copre completamente l'acciaio inossidabile. Evitare la formazione di bolle nel photoresist.<ol>
<li>Eseguire il rivestimento per rotazione, prima con una velocità di 700 giri/min per 6 s, per avviare la fase di centrifuga e quindi con una velocità di 1.500 giri/min per 15 s, per distribuire uniformemente il photoresist.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rilasciare la valvola del vuoto e recuperare l'acciaio inossidabile usando un paio di pinzette. Posizionare l'acciaio inossidabile su un piatto caldo a 120 ° C per 2 min a cuocere il photoresist.</li>
	<li>Posto l'acciaio inossidabile sulla valvola del vuoto di una macchina di fotolitografia. Impostare il tempo di esposizione della macchina fotolitografia a 25 s. Nota: Qui, la macchina di fotolitografia è un allineatore contatto con un'ultravioletto (UV) luce lunghezza d'onda di 254 nm e un'intensità di luce di 13 mW/cm2.</li>
	<li>Rilasciare l'acciaio inossidabile e posizionarlo nella soluzione di sviluppatore per 1 min rimuovere il photoresist senza esporla alla luce UV. Rimuovere l'acciaio inossidabile dalla soluzione sviluppatore, lavarlo con acqua deionizzata e asciugare sotto gas2 N.</li>
	<li>Posto l'acciaio inossidabile su una piastra calda per cuocere in forno a 120 ° C per 2 min.</li>
	<li>Utilizzare un microscopio dritto con un ingrandimento di 100 x per osservare la superficie dell'acciaio inossidabile per ispezionare la texture ottenuta photoresist.</li>
</ol>2. chimica acquaforte in acciaio inox
<ol><li>Preparare un composto chimico acquaforte soluzione con un volume di 200 mL (400 g/L di FeCl3, 20 g/L di acido fosforico e acido cloridrico 100 g/L) in un becher da 500 mL.</li>
	<li>Posto l'acciaio inossidabile con texture di photoresist nella soluzione chimica per 10 min. Non lasciare i pezzi in acciaio inox a contatto fra loro. Inserire un massimo di quattro pezzi in acciaio inox in una sola volta.</li>
	<li>Tolga l'acciaio inossidabile chimicamente inciso con una pinzetta, lavare i pezzi con acqua deionizzata per 1 min e asciugarle con gas2 N.</li>
	<li>Rimuovere la texture di photoresist immergendo l'acciaio inossidabile in acetone per lavaggio ad ultrasuoni per 5 min. Quindi, asciugare l'acciaio inossidabile chimicamente inciso con gas2 N.</li>
</ol>3. OTS auto-assemblaggio su chimicamente incisi in acciaio inox
<ol><li>Pulire l'acciaio inox chimicamente inciso con un flusso costante di acqua deionizzata, asciugarlo con gas2 N e posizionarlo su un piatto caldo a 100 ° C per 30 min di asciugare completamente la superficie.</li>
	<li>Idrossilare la chimicamente incisi in acciaio inox con un trattamento al plasma di2 O in una macchina al plasma RF, con una potenza RF di 100 W per 10 min, una pressione di 100 mbar e una portata di 20 sccm.</li>
	<li>Preparare soluzione 1 mM OTS in toluene anidro in un becher. Asciugare il becher accuratamente prima della preparazione della soluzione.</li>
	<li>Sciacquare l'acciaio inossidabile chimicamente inciso con la soluzione di OTS per 4 h a temperatura ambiente. Porre il becher in un sacchetto sigillato. Non lasciare i pezzi in acciaio inox a contatto fra loro.</li>
	<li>Rimuovere l'acciaio inossidabile, pulirlo con toluene anidro eseguendo la pulizia ad ultrasuoni per 10 minuti e asciugare con gas2 N.</li>
</ol>4. preparazione della superficie scivoloso
<ol><li>Depositare circa l'olio di silicone per 10ml/cm2 (viscosità: 350 cst; tensione superficiale: 21,1 mN/m) in acciaio rivestite con OTS, chimicamente inciso con un contagocce.</li>
	<li>Utilizzare uno stereomicroscopio ottico per osservare il processo di bagnatura dell'olio di silicone sulla superficie in acciaio inox (ingrandimento di 10x).</li>
	<li>Togliere l'olio di silicone in eccesso mettendo l'acciaio inossidabile in posizione verticale per 1 h.</li>
</ol>5. indagine di acqua scorrevole comportamento su superfici scivolose
<ol><li>Depositare una goccia d'acqua 4-µ l sulla superficie scivolosa. Posizionare l'acciaio inossidabile sotto un microscopio ottico e inclinare il substrato di ~ 2°.</li>
	<li>Visualizzare la gocciolina di acqua scorrevole sulla superficie scivolosa a basso ingrandimento (50x) per verificare che la superficie scivolosa ha la proprietà di scorrimento facile.</li>
</ol>6. analisi degli anti-bagnante sulla superficie scivolosa ad alte temperature
<ol><li>Posto l'acciaio inox con una superficie scivolosa su un piatto caldo con una pinzetta. Mettere la piastra calda a diverse temperature elevate (cioè, 200 ° C, 250 ° C e 300 ° C) per analizzare i comportamenti anti-bagnatura a diverse temperature. Nota: Non toccare direttamente l'acciaio inox ad alta temperatura con le mani.</li>
	<li>Utilizzare una micro-siringa per depositare una goccia di acqua di 10-µ l sulla superficie scivolosa. Nota: Prima di far cadere la goccia d'acqua, la temperatura della superficie scivolosa dovrebbe raggiungere l'equilibrio.</li>
	<li>Utilizzare una telecamera ad alta velocità per registrare il movimento di gocciolina di acqua ad un frame rate di 500 Hz.<ol>
<li>Fissare la fotocamera su un treppiede e diretto la lente della fotocamera verso l'acciaio inossidabile. Regolare la messa a fuoco della fotocamera per ottenere un'immagine di gocciolina di acqua limpida. Registrare il movimento della goccia d'acqua sulla superficie in acciaio inox premendo il pulsante di avvio della fotocamera. Premere il pulsante fine della fotocamera quando le diapositive di gocciolina di acqua fuori l'acciaio inox per completare la registrazione.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. analisi degli effetti anti-adesione della superficie scivolosa sui tessuti molli
<ol><li>Utilizzare un manipolatore, un dinamometro, un piatto caldo e un apparecchio fisso per impostare un'adesione forza misura piattaforma4, come mostrato in Figura 3a.</li>
	<li>Posto sulla superficie di prova sulla piastra calda. Utilizzare un morsetto per fissare l'acciaio inossidabile sulla piastra. Riscaldare la superficie di prova a una certa temperatura alta (ad es., 300 ° C). Nota: La superficie di prova deve contattare strettamente la piastra calda per garantire il trasporto efficiente di calore alla superficie scivolosa.</li>
	<li>Difficoltà il dinamometro per il manipolatore. Collegare una tabella di cilindro (diametro: 2 cm) con una testa di forza di agire come un tessuto molle piattaforma fissa.</li>
	<li>Difficoltà i tessuti molli (ad es., petto di pollo; lunghezza: 5 cm, Larghezza: 2 cm, spessore: 3 mm) sul tavolo cilindro con un filo sottile. Assicurarsi che la superficie dei tessuti molli è circa anche.</li>
	<li>Caricare i tessuti molli sulla superficie di prova ad una velocità di 1 mm/s fino a quando il dinamometro raggiunge una certa forza massima (ad es., 4.5 N) ruotando il pulsante di movimento del manipolatore. Quindi, scaricare i tessuti molli alla stessa velocità.</li>
	<li>Collegare un computer al banco dinamometrico utilizzando una linea di trasmissione dati e registrare la forza in tempo reale tra i tessuti molli e la superficie di prova.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Liu, Y., Chen, X., Xin, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+superhydrophobic+surfaces+repel+hot+water?.">Can superhydrophobic surfaces repel hot water?.</a> J Mater Chem. 19 (31), 5602-5611 (2009).</li><li>Urata, C., Masheder, B., Cheng, D. F., Hozumi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+thermally+stable,+durable+and+temperature-dependent+oleophobic+surface+of+a+polymethylsilsesquioxane+film.">A thermally stable, durable and temperature-dependent oleophobic surface of a polymethylsilsesquioxane film.</a> Chem Commun. 49, 3318-3320 (2013).</li><li>Daniel, D., Mankin, M. N., Belisle, R. A., Wong, T. -. 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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Questo manoscritto i dettagli di protocolli per la realizzazione di una superficie scivolosa con resistenza a temperatura elevata. La proprietà scivolosa della nostra superficie preparata è stata dimostrata osservando il comportamento di facile scorrimento di una goccia d'acqua. Quindi, l'anti-bagnatura della superficie scivolosa preparata alle diverse temperature elevate è stata studiata mediante il deposito di una goccia d'acqua sulla superficie calda. I risultati mostrano che la superficie scivolosa preparata mante...

Anti-adesione superfici ad alte temperature per l'uso con liquidi e tessuti molli hanno ricevuto un notevole interesse a causa della loro vasta applicazione potenziale in strumenti elettrochirurgici, motori, tubazioni ecc. 1 , 2 , 3 , 4. superfici biomimetiche, superfici particolarmente superidrofobi, sono considerati la scelta ideale per la loro eccellente anti-bagnabilità abilità e autopulente proprietà5. In superfici superidrofobiche, la capacità anti-bagnante dovrebbe essere attribuita all'aria bloccata nella struttura superficiale. Tuttavia, lo stato superidrofobiche è instabile, perché è in stato Cassie-Baxter6,7. Inoltre, alle alte temperature, la anti-bagnatura per le goccioline di liquide può fallire a causa della transizione di stato di bagnatura da Cassie-Baxter per il Wenzel statale8. Questa transizione di bagnatura è indotta da bagnante piccola goccia di liquido nelle strutture, che provoca il fallimento per bloccare l'aria in luogo.
Recentemente, ispirato dalle proprietà scivolosa della Periotomo della pianta pitcher, Nepenthes, Wong et al ha segnalato un concetto per la costruzione di superfici scivolose infondendo un lubrificante in strutture superficiali9,10 ,11. A causa della forza capillare, le strutture possono tenere saldamente il lubrificante in luogo, proprio come la tasca di aria bloccata su superfici superidrofobiche. Così, il lubrificante e strutture superficiali possono formare una superficie stabile solido/liquido. Quando il lubrificante ha un'affinità preferenziale per la struttura della superficie, la goccia di liquido sulla superficie del composito può scorrere facilmente, con solo un'isteresi di angolo di contatto molto bassa (ad es., ~ 2 °)12. Questo strato lubrificante consente inoltre la superficie di avere notevoli capacità anti-bagnante13, dimostrando grande potenziale per dispositivi medici14,15. Tuttavia, gli studi precedenti su superfici scivolose focalizzata principalmente sulla preparazione per l'applicazione a temperatura ambiente o basse temperature. Ci sono molto pochi studi sulla preparazione di superfici scivolose con resistenza a temperatura elevata. Ad esempio, Zhang et al hanno mostrato che la rapida evaporazione del lubrificante rapidamente provoca il fallimento della proprietà scivoloso anche leggermente alte temperature16.
Superfici scivolose con resistenza a temperatura elevata possono ampliare l'applicazione potenziale; ad esempio, essi utilizzabile come barriere di liquide per diminuire l'adesione dei tessuti molli a consigli strumento elettrochirurgico. Durante l'intervento chirurgico, adesione di tessuto morbido severo si verifica a causa della temperatura elevata delle punte strumento elettrochirurgico. I tessuti molli possono essere carbonizzati, facendolo aderire all'estremità dello strumento, che poi strappa i tessuti molli intorno il suggerimento17,18,19. Il tessuto molle aderito sulla punta dello strumento elettrochirurgico influenza negativamente il funzionamento ed inoltre può indurre il fallimento di emostasi19,20. Questi effetti danneggiano significativamente la salute delle persone e l'interesse economico. Di conseguenza, risolvendo il problema dell'adesione dei tessuti molli a strumenti elettrochirurgici è molto urgente. Infatti, superfici scivolose offrono l'opportunità di risolvere questo problema.
Qui, presentiamo un protocollo per realizzare superfici scivolose disponibile ad alte temperature. In acciaio inox è stato selezionato come il materiale di superficie a causa della sua resistenza a temperatura elevata. L'acciaio inossidabile è stato irruvidito da incisione chimica fotolitografia-assistita. Quindi, la superficie era funzionalizzata con un materiale biocompatibile, Salina octadecyltrichlorosilane (OTS)21,22,23,24. Una superficie scivolosa è stata preparata con l'aggiunta di olio di silicone. Questi materiali abilitato la superficie scivolosa per ottenere resistenza a temperatura elevata. La proprietà di anti-bagnante ad alte temperature e gli effetti di anti-adesione sui tessuti molli sono stati studiati. I risultati mostrano il potenziale uso di superfici scivolose per risolvere il problema di anti-adesione ad alte temperature.

<table><tbody><tr><td>Stainless steel</td><td>Hongtu Corporation</td><td>316</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Octadecyltrichlorosilane</td><td>Huaxia Reagent</td><td>112-04-9</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Photoresist</td><td>Kempur Microelectronic Corporation</td><td>317S</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Silicone oil</td><td>Beijing Chemical Works</td><td>350 cst</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Anhydrous toluene</td><td>Beijing Chemical Works</td><td>108-88-3</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Phosphoric acid (H&lt;span class=&quot;font7&quot;&gt;&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font0&quot;&gt;PO&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font7&quot;&gt;&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font0&quot;&gt;)&lt;/span&gt;</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7664-38-2</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid (HCl)</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7647-01-0</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>&lt;span class=&quot;font0&quot;&gt;F&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;erric chloride (&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font0&quot;&gt;FeCl&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font7&quot;&gt;&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;)&lt;/span&gt;</td><td>Tianjin Chemical Corporation</td><td>7705-08-0</td><td>Use as received</td></tr><tr><td>Optical upright microscope</td><td>Olympus</td><td>BX51</td><td></td></tr><tr><td>Optical stereo microscope</td><td>Olympus</td><td>SZX16</td><td></td></tr><tr><td>High speed camera</td><td>Olympus</td><td>i-SPEED LT</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonic cleaner</td><td>KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTD</td><td>KQ-500E</td><td></td></tr><tr><td>Dynamometer</td><td>Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd</td><td>HP-5</td><td></td></tr><tr><td>Manipulator</td><td>Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd</td><td>HLD</td><td></td></tr><tr><td>Hot plate</td><td>Shenzhen Jingyihuang Corporation</td><td>DRB-1</td><td></td></tr></tbody></table>

preparation and high-temperature anti-adhesion behavior of a slippery surface on stainless steel

Superfici di anti-adesione con resistenza a temperatura elevata hanno un'ampia applicazione potenziale in pipeline, motori e strumenti elettrochirurgici. Una tipica superficie superidrofobiche anti-bagnante non riesce facilmente quando esposti ad un liquido ad alta temperatura. Recentemente, Nepenthes-superfici scivolose ispirate ha dimostrato un nuovo modo per risolvere il problema di adesione. Uno strato di lubrificante sulla superficie scivolosa può agire come una barriera tra i materiali respinti e la struttura della superficie. Tuttavia, le superfici scivolose in studi precedenti hanno mostrato raramente resistenza a temperatura elevata. Qui, descriviamo un protocollo per la preparazione di superfici scivolose con resistenza a temperatura elevata. Un metodo di fotolitografia-assistita è stato utilizzato per fabbricare strutture pilastro su acciaio inox. Di funzionalizzazione della superficie con soluzione fisiologica, una superficie scivolosa è stata preparata con l'aggiunta di olio di silicone. La superficie scivolosa preparata mantenuto la proprietà anti-bagnante per acqua, anche quando la superficie è stata riscaldata a 300 ° C. Inoltre, la superficie scivolosa esposte grandi effetti di anti-adesione sui tessuti molli ad alte temperature. Questo tipo di superficie scivolosa su acciaio inossidabile ha applicazioni in dispositivi medici, attrezzature meccaniche, ecc.

La superficie sdrucciolevole è stata preparata con l'aggiunta di olio di silicone di acciaio rivestite con OTS, chimicamente inciso. Grazie alle loro proprietà chimiche simili, la superficie era completamente bagnata dall'olio di silicone. Il processo di bagnatura è mostrato in Figura 1a. La linea rossa tratteggiata segna la linea di bagnatura. Dopo la bagnatura, uno strato di olio visibile potrebbe essere distinta dalla superficie asciutta. La proprietà ...

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Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Superfici scivolose forniscono un nuovo modo per risolvere il problema di adesione. Questo protocollo descrive come fabbricare superfici scivolose alle alte temperature. I risultati dimostrano che le superfici scivolose ha mostrato anti-bagnante per liquidi e un notevole effetto di anti-adesione sui tessuti molli ad alte temperature.

Comportamento di anti-adesione preparazione e ad alta temperatura di una superficie scivolosa su acciaio inossidabile

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

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7.5K Views.  Beihang University. Superfici scivolose forniscono un nuovo modo per risolvere il problema di adesione. Questo protocollo descrive come fabbricare superfici scivolose alle alte temperature. I risultati dimostrano che le superfici scivolose ha mostrato anti-bagnante per liquidi e un notevole effetto di anti-adesione sui tessuti molli ad alte temperature.

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Investigating Single Molecule Adhesion by Atomic Force Spectroscopy

Atomic force spectroscopy is an ideal tool to study molecules at surfaces and interfaces. An experimental protocol to couple a large variety of single molecules covalently onto an AFM tip is presented. At the same time the AFM tip is passivated to prevent unspecific interactions between the tip and the substrate, which is a prerequisite to study single molecules attached to the AFM tip. Analyses to determine the adhesion force, the adhesion length, and the free energy of these molecules on solid surfaces and bio-interfaces are shortly presented and external references for further reading are provided. Example molecules are the poly(amino acid) polytyrosine, the graft polymer PI-g-PS and the phospholipid POPE (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine). These molecules are desorbed from different surfaces like CH3-SAMs, hydrogen terminated diamond and supported lipid bilayers under various solvent conditions. Finally, the advantages of force spectroscopic single molecule experiments are discussed including means to decide if truly a single molecule has been studied in the experiment.

A protocol to couple a large variety of single molecules covalently onto an AFM tip is presented. Procedures and examples to determine the adhesion force and free energy of these molecules on solid supports and bio-interfaces are provided.

Indagare singola molecola di adesione da Atomic Spectroscopy Forza

Atomic force spectroscopy is an ideal tool to study molecules at surfaces and interfaces. An experimental protocol to couple a large variety of single ...

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Ingegneria

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where interfacial tension is a dominant force. A variety of methods exist for controlling the interfacial tension of aqueous and organic liquids on this scale; however, these techniques have limited utility for liquid metals due to their large interfacial tension.
Liquid metals can form soft, stretchable, and shape-reconfigurable components in electronic and electromagnetic devices. Although it is possible to manipulate these fluids via mechanical methods (e.g., pumping), electrical methods are easier to miniaturize, control, and implement. However, most electrical techniques have their own constraints: electrowetting-on-dielectric requires large (kV) potentials for modest actuation, electrocapillarity can affect relatively small changes in the interfacial tension, and continuous electrowetting is limited to plugs of the liquid metal in capillaries.
Here, we present a method for actuating gallium and gallium-based liquid metal alloys via an electrochemical surface reaction. Controlling the electrochemical potential on the surface of the liquid metal in electrolyte rapidly and reversibly changes the interfacial tension by over two orders of magnitude ( &#820;500 mN/m to near zero). Furthermore, this method requires only a very modest potential (&#60; 1 V) applied relative to a counter electrode. The resulting change in tension is due primarily to the electrochemical deposition of a surface oxide layer, which acts as a surfactant; removal of the oxide increases the interfacial tension, and vice versa. This technique can be applied in a wide variety of electrolytes and is independent of the substrate on which it rests.

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

Un metodo per manipolare Tensione superficiale di un metallo liquido tramite ossidazione superficiale e riduzione

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Chimica

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, building and food industries, amongst others. Polyester and coatings containing both polyester and silica nanoparticles (SiO2NPs) have been widely used to protect steel substrata from corrosion. In this study, we utilized X-ray photoelectron spectroscopy, attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy, water contact angle measurements, optical profiling and atomic force microscopy to provide an insight into how exposure to sunlight can cause changes in the micro- and nanoscale integrity of the coatings. No significant change in surface micro-topography was detected using optical profilometry, however, statistically significant nanoscale changes to the surface were detected using atomic force microscopy. Analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy and attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy data revealed that degradation of the ester groups had occurred through exposure to ultraviolet light to form COO&#903;, -H2C&#903;, -O&#903;, -CO&#903; radicals. During the degradation process, CO and CO2 were also produced.

Two types of surfaces, polyester-coated steel and polyester coated with a layer of silica nanoparticles, were studied. Both surfaces were exposed to sunlight, which was found to cause substantial changes in the chemistry and nanoscale topography of the surface.

L&#39;evoluzione di silice Coatings nanoparticelle-poliestere su superfici esposte al sole

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 and a superhydrophobic agent were coated on the HGM surface in one step. TBT and PFOTES were selected as the Ti source and the superhydrophobic agent, respectively. They were both coated on the HGM, and after the hydrothermal process, the TBT turned to anatase TiO2. In this way, a PFOTES/TiO2-coated HGM (MCHGM) was prepared. For comparison, PFOTES single-coated HGM (F-SCHGM) and TiO2 single-coated HGM (Ti-SCHGM) were synthesized as well. The PFOTES and TiO2 coatings on the HGM surface were demonstrated through X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive detector (EDS) characterizations. The MCHGM showed a higher contact angle (153&#176;) but a lower sliding angle (16&#176;) than F-SCHGM, with a contact angle of 141.2&#176; and a sliding angle of 67&#176;. In addition, both Ti-SCHGM and MCHGM displayed similar IR reflectivity values, which were about 5.8% higher than the original HGM and F-SCHGM. Also, the PFOTES coating barely changed the thermal conductivity. Therefore, F-SCHGM, with a thermal conductivity of 0.0479 W/(m&#183;K), was quite like the original HGM, which was 0.0475 W/(m&#183;K). MCHGM and Ti-SCHGM were also similar. Their thermal conductivity values were 0.0543 W/(m&#183;K) and 0.0543 W/(m&#183;K), respectively. The TiO2 coating slightly increased the thermal conductivity, but with the increase in reflectivity, the overall heat-insulation property was enhanced. Finally, since the IR-reflecting property is provided by the HGM coating, if the coating is fouled, the reflectivity decreases. Therefore, with the superhydrophobic coating, the surface is protected from fouling, and its lifetime is also prolonged.

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to synthesize superhydrophobic, TiO2-coated hollow glass microspheres (HGM) with high IR-reflective properties.

TiO<sub&gt; 2</sub&gt; Rivestiti microsfere cave di vetro con proprietà superidrofobiche e High IR-riflettenti sintetizzato da un metodo Soft-chimica

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 ...

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the hybrid wettable pattern. Hybrid wettable patterns were produced by coating superhydrophilic SiO2 on a masked, hydrophobic, cylindrical copper surface. Using de-ionized (DI) water as the working fluid, pool-boiling heat-transfer studies were conducted on the different surface-treated copper cylinders of a 25-mm diameter and a 40-mm length. The experimental results showed that the number of interlines and the orientation of the hybrid wettable pattern influenced the wall superheat and the HTC. By increasing the number of interlines, the HTC was enhanced when compared to the plain surface. Images obtained from the charge-coupled device (CCD) camera indicated that more bubbles formed on the interlines as compared to other parts. The hybrid wettable pattern with the lowermost section being hydrophobic gave the best heat-transfer coefficient (HTC). The experimental results indicated that the bubble dynamics of the surface is an important factor that determines the nucleate boiling.

Pool-boiling heat-transfer experiments were carried out to observe the effects of hybrid wettable patterns on the heat-transfer coefficient (HTC). The parameters of investigation are the number of interlines and the pattern orientation of the modified wettable surface.

Enhancement Pool-ebollizione di trasferimento del calore su superfici cilindriche con i modelli ibridi bagnabili

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

Failure of Cleaning Verification in Pharmaceutical Industry Due to Uncleanliness of Stainless Steel Surface

The aim of this work is to identify the parameters that affect the recovery of pharmaceutical residues from the surface of stainless steel coupons. A series of factors were assessed, including drug product spike levels, spiking procedure, drug-excipient ratios, analyst-to-analyst variability, intraday variability, and cleaning procedure of the coupons. The lack of a well-defined procedure that consistently cleaned the coupon surface was identified as the major contributor to low and variable recoveries. Assessment of cleaning the surface of the coupons with clean-in-place solutions (CIP) gave high recovery (&#62;90%) and reproducible results (Srel&#8804;4%) regardless of the conditions that were assessed previously. The approach was successfully applied for cleaning verification of small molecules (MW &#60;1,000 Da) as well as large biomolecules (MW up to 50,000 Da).

The lack of a well-defined procedure that consistently cleaned coupon surfaces was identified as the major contributor to low and variable recoveries in cleaning verification. This manuscript describes the correct protocol of cleaning stainless steel coupons.

Errore di verifica nell'industria farmaceutica a causa di impurità di superficie in acciaio inox per la pulizia

The aim of this work is to identify the parameters that affect the recovery of pharmaceutical residues from the surface of stainless steel coupons. A ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in industry. The wettability of the produced surface was analyzed by bouncing drop experiments and the topography was analyzed by confocal microscopy. In addition, we show various methodologies to measure its durability and anti-icing properties. Superhydrophobic surfaces hold a special texture that must be preserved to keep their water-repellency. To fabricate durable surfaces, we followed two strategies to incorporate a resistant texture. The first strategy is a direct incorporation of roughness to the metal substrate by acid etching. After this surface texturization, the surface energy was decreased by silanization or fluoropolymer deposition. The second strategy is the growth of a ceria layer (after surface texturization) that should enhance the surface hardness and corrosion resistance. The surface energy was decreased with a stearic acid film.
The durability of the superhydrophobic surfaces was examined by a particle impact test, mechanical wear by lateral abrasion, and UV-ozone resistance. The anti-icing properties were explored by studying the ability to repeal subcooled water, freezing delay, and ice adhesion.

We illustrate several methodologies to produce superhydrophobic metal surfaces and to explore their durability and anti-icing properties.

Fabbricazione di superfici superidrofobiche metalliche per applicazioni Anti-Icing

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, batteries, and biomedical devices, etc., impose great challenges on the reliable performance of alloys exposed to extreme conditions where mechanical and electrochemical attack co-exist. Finding ways for alloys to mitigate the combined attack of wear and corrosion (i.e., tribocorrosion) under such extreme conditions is thus highly critical for improving their reliability and service lifetime when used in such conditions. The challenge lies in the fact that wear and corrosion are not independent of each other, but rather work synergistically to accelerate the total material loss. Thus, a reliable method to evaluate the tribocorrosion resistance of metals and alloys is needed. Here, a protocol for measuring the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of Al-based bulk and thin film samples in a corrosive environment under room temperature is presented.

Here, we present a protocol to measure the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of thin film and bulk Al alloys in simulated sea water at room temperature.

Determinare il tasso di tribocorrosione e sinergia di usura-corrosione delle leghe di alluminio alla rinfusa e Thin Film

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Micromechanical Tension Testing of Additively Manufactured 17-4 PH Stainless Steel Specimens

This study presents a methodology for the rapid fabrication and micro-tensile testing of additively manufactured (AM) 17-4PH stainless steels by combining photolithography, wet-etching, focused ion beam (FIB) milling, and modified nanoindentation. Detailed procedures for proper sample surface preparation, photo-resist placement, etchant preparation, and FIB sequencing are described herein to allow for high throughput (rapid) specimen fabrication from bulk AM 17-4PH stainless steel volumes. Additionally, procedures for the nano-indenter tip modification to allow tensile testing are presented and a representative micro specimen is fabricated and tested to failure in tension. Tensile-grip-to-specimen alignment and sample engagement were the main challenges of the micro-tensile testing; however, by reducing the indenter tip dimensions, alignment and engagement between the tensile grip and specimen were improved. Results from the representative micro-scale in situ SEM tensile test indicate a single slip plane specimen fracture (typical of a ductile single crystal failure), differing from macro-scale AM 17-4PH post-yield tensile behavior.

Presented here is a procedure for measuring fundamental material properties through micromechanical tension testing. Described are the methods for micro-tensile specimen fabrication (allowing rapid micro-specimen fabrication from bulk material volumes by combining photolithography, chemical etching, and focused ion beam milling), indenter tip modification, and micromechanical tension testing (including an example).

Test di tensione micromeccanica di campioni di acciaio inossidabile 17-4 PH fabbricati in modo additivo

This study presents a methodology for the rapid fabrication and micro-tensile testing of additively manufactured (AM) 17-4PH stainless steels by combining ...

Mitigation of Blood Borne Cell Attachment to Metal Implants through CD47-Derived Peptide Immobilization

The key complications associated with bare metal stents and drug eluting stents are in-stent restenosis and late stent thrombosis, respectively. Thus, improving the biocompatibility of metal stents remains a significant challenge. The goal of this protocol is to describe a robust technique of metal surface modification by biologically active peptides to increase biocompatibility of blood contacting medical implants, including endovascular stents. CD47 is an immunological species-specific marker of self and has anti-inflammatory properties. Studies have shown that a 22 amino acid peptide corresponding to the Ig domain of CD47 in the extracellular region (pepCD47), has anti-inflammatory properties like the full-length protein. In vivo studies in rats, and ex vivo studies in rabbit and human blood experimental systems from our lab have demonstrated that pepCD47 immobilization on metals improves their biocompatibility by preventing inflammatory cell attachment and activation. This paper describes the step-by step protocol for the functionalization of metal surfaces and peptide attachment. The metal surfaces are modified using polyallylamine bisphosphate with latent thiol groups (PABT) followed by deprotection of thiols and amplification of thiol-reactive sites via reaction with polyethyleneimine installed with pyridyldithio groups (PEI-PDT). Finally, pepCD47, incorporating terminal cysteine residues connected to the core peptide sequence through a dual 8-amino-3,6-dioxa-octanoyl spacer, are attached to the metal surface via disulfide bonds. This methodology of peptide attachment to metal surface is efficient and relatively inexpensive and thus can be applied to improve biocompatibility of several metallic biomaterials.

Presented here is a protocol for appending peptide CD47 (pepCD47) to metal stents using polybisphosphonate chemistry. Functionalization of metal stents using pepCD47 prevents the attachment and activation of inflammatory cells thus improving their biocompatibility.

Mitigazione dell'attaccamento delle cellule trasmesse dal sangue agli impianti metallici attraverso l'immobilizzazione peptidica derivata da CD47

The key complications associated with bare metal stents and drug eluting stents are in-stent restenosis and late stent thrombosis, respectively. Thus, ...

Comportamento di anti-adesione preparazione e ad alta temperatura di una superficie scivolosa su acciaio inossidabile

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