Name: development of a 3d graphene electrode dielectrophoretic device
Uploaded: 2014-06-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 15 s
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그라 펜 종이의 관대 한 기부에 대한 XG 과학에 감사합니다. 관대 우리가 마이크로 드릴링 장비를 사용시키는 박사 C. 프리드리히에게 감사합니다. 특별 감사는 비디오를 해설에 Tayloria 아담스로 확장된다.

1. 박판 전극 / 절연 3D 구조를 제작 <ol><li> 6 그라 핀 층의 경우, 5 테이프 계층 장치는 6 0.7 ㎝ × 1.5 ㎝의 직사각형으로 메스 또는 유사한 면도날과 가장자리가 직선 자와 그래 핀의 종이를 잘라 다섯 1.3 cm로 양면 압력에 민감한 테이프를 가위로 잘라 사용 X ~ 5cm 줄무늬. 주 :도 1a에 도시 된 바와 같이, 이것은 3 접지 전극, 3 AC 신호 전극 소자를 수득 하였다. 층의 폭을 실시 7m​​m 쉽게 드릴링 충분히 넓은 아직, 유리 슬라이드에 들어갈 정도로 좁다. 2 mm 길이 쉽게 반복 사용에 휴식과 구리 와이어를 부착 할 수있는 충분한 공간이되지 않습니다. 장치의 깊이는 엔드 밀 깊이에 의해 제한됩니다. </li><li> 깨끗한 유리 슬라이드에 그래 핀 용지의 첫 번째 레이어를 놓습니다. 천천히 두 개의 인접한 그래 핀 종이 층 사이의 절연 (그림 1b을 보장하기 위해 ~ 2mm의 여백을두고, 테이프의 한 스트라이프와 그래 핀 종이의 한쪽 끝을 커버 </strong&gt;). </li><li> 그라 펜 용지 (도 1A)의 첫번째 층에 오프셋 테이프 위에 그래 핀 종이의 두번째 층을 배치. 층 사이 좋은 바다 표범 어업을 보장하기 위해 각 전도 층을 첨가 한 후, 적당한 압력 (엄지 손가락으로 균일하게 눌러 ~ 100 N 0.7 cm 이상의 2 영역)을 적용합니다. </li><li> 반복의 맨 위 층과 맨 아래 층의 그래 핀 종이 모두를 떠나, 1.2, 나머지 층 1.3 단계를 반복합니다. 그래 핀 종이 층 사이의 밀폐 된 절연 보장하기 위해 작은 ~ 1mm의 여유 떠나는 장치의 가장자리에서 여분의 테이프를 제거하기 위해 그림 1b에 표시된 점선을 따라 잘라 (그림 1B). 참고 : 양면 테이프이 적층 구조로 파편을 수집 방지하기 위해 상단과 하단 레이어를 드릴로 슬라이드에 장착, 사용 및 샘플로 작성되지 않았습니다. </li><li> 멀티 미터 (저항 모드)와 함께 빠른 절연 테스트를 수행합니다. 일의 두 가지 측면의 긍정과 부정 프로브의 위치를전자 장치 (그림 1C에 A와 B); 고 저항 (메가 옴 킬로로는) 층 사이 좋은 절연을 나타냅니다. 마이크로 우물 시추 준비하기 위해 유리 슬라이드에서 계층 구조를 제거합니다. NOTE : 인접하는 그라 펜 종이 층이 1.4 내지 1.2 단계 동안 접촉 할 때 장치는 일반적 절연 테스트에 실패한다. 이러한 장치를 폐기하십시오. </li></ol> 2. 적층 구조의 마이크로 잘 드릴 <ol><li> 컴퓨터 제어 기계 마이크로 밀링 머신을 사용하여 직경 700 μm의 컷 2.1 mm 길이 엔드 밀을 선택합니다. 적절한 클램프를 사용하여 마이크로 밀링 무대에서 적층 구조 고정시킨다 (그림 2A와 B). 8,600 rpm의 밀링 기계 스핀들을 실행 한 후 엔드 밀 천천히에와 적층 구조의 중심을 내립니다. 안쪽 벽을 부드럽게 마이크로 웰을 통해 위아래로 회전 엔드 밀을 이동합니다. <ol><li> 마이크로 잘 선택컷의 화면 비율의 사용 가능한 엔드 밀 직경 / 길이의 제약을받습니다 직경. 마이크로 웰의 내부 표면은 마이크로 웰을 통해 최적의 전계 그라데이션과 빛 통과를 위해 가능한 한 수직하고 깨끗한 지 확인합니다. </li></ol></li><li> 압축 공기와 마이크로 잘 깨끗 파편. 1.5에 설명 된대로 다른 절연 테스트를 수행합니다. </li></ol> 3. 적층 구조로 전기 리드를 연결합니다 <ol><li> 2cm에서 직각으로 두 3cm 길이 32 G 구리 와이어를 접습니다. ~ 혼합 부와 실버 전도성 에폭시 B 1.5 ML. 주 : <img alt="식 (1)" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51696/51696eq1.jpg" /></li><li> 수동으로 정상에 혼합은 에폭시를 적용하고 3 그래 핀 종이 층의 팁 적층 구조 (그림 1C)의 측면에 레이어 사이 좋은 접촉을 보장하기 위해, 다음 에폭시와 두 사이에 1cm 구리 철사 끝을 배치 층. 부드럽게 평방여분의 에폭시를 제거하고 좋은 전기적 접촉을 보장하기 위해 레이어를 ueeze. 적층 구조의 B면에 대해 반복합니다. </li><li> 하룻밤에 70 ° C와 1 기압을 건조, 오븐 선반에 전체 장치를 놓습니다. </li></ol> 4. 샘플 및 미디어를 준비 <ol><li> 전도도 측정기를 사용하여 전도도의 스펙트럼, 290 mM의 만니톨 원액 및 등장 인산 완충 생리 식염수 (PBS)의 직렬 추가의 등장 미디어를 준비합니다. 참고 : 선형 상관 관계가 ~ 290 mOsm / L 만니톨 용액 (비전 도성)에서 (수행) ~ 290 mOsm / L PBS의 전도도 및 볼륨 농도 사이에 존재합니다. 비디오는 0.01 S / M 전도성 매체를 제공합니다. </li><li> 부피 비율 : 1:50 권 준비 전도성 매체 또는 전자 순수한 물 (~ 5 × 10 -6 S / M)와 폴리스티렌 구슬을 섞는다. 이 프로토콜은 물론 생물 세포에 쉽게 적응할 수있다. </li></ol> 5. 설정 실험 및 장치를 작동 <ol><li> 장치 O를 클램프수정 된 종이 클램프 또는 이와 동등한를 사용하여 적당한 압력 (그림 2D)와 유리 슬라이드 피하려면. 재단은 샘플의 누설을 방지 유리 슬라이드에 적층 구조 인감 마이크로 웰에 가까이 있어야한다. 클램프는 적층 구조의 변형을 방지에 최적화 된 압력)로 현미경 단계에 맞게, 그리고 b)는 마이크로 잘 액이 누출되지 않습니다 확인해야합니다. 변형은 실험의 재현성을 감소 웰 형상 및 광로를 변경한다. </li><li> 마이크로 주사기 또는 동급을 사용하여, 천천히 마이크로 우물에 샘플 ~ 1 μl를 주입하고 거품을 도입하지 마십시오. 필요한 경우 주사를 반복하고 날카로운 바늘로 마이크로 우물 벽을 손상하지 않도록주의를 사용합니다. 약간 마이크로 웰을 너무 많이 넣다 즉시 초과 액체를 제거 증발을 방지하고 각 실험 재현 볼륨을 보장하기 위해 마이크로 이상 잘 커버 유리를 밀어 넣습니다. 참고 : SCOR에 잘 작동 glasscutter 다이아몬드 팁크기에 전자 및 균열 커버 유리. </li><li> 현미경 단계로 완성 된 적층 마이크로 디바이스 보안 장치에 연결되는 두 개의 구리 함수 발생기의 전극 와이어를 연결합니다. AxioVision의 (혈구 소프트웨어)에서 다차원 획득 모드에서 카메라 녹화를 시작하는 버튼을 클릭합니다. 적용된 전기장이없는 응답을 문서화하는 CCD 카메라 녹화를 시작한 후 고정 기간에 함수 발생기 신호를 시작합니다. 참고 : 다음은 100 Hz에서 15 V 피크 투 피크 신호 MHz의 주파수 (10)에 적용하고, 실험을 2 초 동안 유리 슬라이드 표면 위의 1 내지 200에 10 배 배율로 관찰되었다 필드없이 필드 ~ 5 분을 적용. 이미지는 디지털 방식으로 추가 분석을 위해 초 (FPS) 당 1 ~ 5 프레임으로 저장되었습니다. </li><li> 실험 종료 후, 장치를 제거하고 클램프를 해체. 세제를 탄 물을 유리 슬라이드 및 장치 모두를 체험 한 후 잘 헹구어. 30 시간에 대한 재사용 장치일관된 성능의. </li></ol> 6. 데이터 분석 및 이미지 처리 <ol><li> 같은 ImageJ에이 바람직 소프트웨어와 이미지 데이터를 분석합니다. 주어진 시간 단계에서 연속적인 이미지 사이의 입자 변위에서 속도를 계산합니다. </li><li> 추세를 컴파일 이론 (29) 비교하는 속도에 따라 실험 DEP 힘과 필드 강도를 계산한다. </li><li> 방사상 전계 구배의 형상과 부합하는 마이크로 웰 형상의 측정 입자 속도. 마이크로 아니라 가장자리에서 중심으로, 7 지역에서 발생 8 동심 등전점 윤곽 (350, 300, ... 50, 0 μM)를 식별합니다. 참고 : 50 ㎛ 거리가 속도를 계산하는 데 사용 된 통과하는 입자의 시간을. 기하학적 인 변형을 필요하게되면, 등전위 등고선 약간 조정 하였다. </li></ol>

저자는 공개 할 충돌이 없습니다.

이 원고는 소설 6 그라 핀 층과 5 테이프 층의 마이크로 디바이스를 제조하기위한 프로토콜을 자세히 설명합니다. 또한, 장치의 동작은 독특한 기하학적 관련 입자 속도 분석 방법과 함께 6.08 μm의 폴리스티렌 비즈 관찰 DEP 행동을 통해 설명된다. 동등하게 신뢰할 수있는 결과를 산출하면서 비선형 동 전기 장치를 구성하는 이러한 다양한 접근 방식은 전극과 유체 층의 미세 가공 기술보다 비용이 ...

그래 핀은 높은 품질의 전자 특성과 잠재적 인 화학 및 바이오 센서의 응용 프로그램 1 알려진 새로운 소재입니다. 그래 핀 nanoplatelets 촉매 지원 2, 3, 바이오 센서 4, 슈퍼 커패시터 (5), 그래 핀 / 폴리아닐린 및 실리콘 나노 입자 / 그래 핀 합성 6-8 등의 복합 전극에 사용되어왔다. 이 원고는 고유 한 3 차원 (3D)의 전극 층 미세 유체 장치로 그래 핀 종이의 사용을 설명합니다. 그래 핀 종이 전극은 절연 양면 테이프 및 폴리스티렌 구슬의 3D AC의 유전 영동을 수행 한 내 드릴 챔버 적층 하였다. 유전 (DEP)가 균일하지 않은 전기장에서 극성 입자의 이동을 의미한다. 입자가 다소 극성 주변 매체, 열매보다 때 긍정적 인 DEP (pDEP) 또는 음의 DEP (NDEP)가 발생각각 강한 또는 약한 전기장을 향한 움직임에 lting. 이 비선형 동 전기 도구, 정렬 트래핑, 입자 및 세포 생물학 9-15의 식별, 분리에 사용되었습니다. 편광 된 입자에 의해 경험 유전 힘은 전기장 구배, 입자 모양과 반경 전도도 및 유전율 등 입자 유전 특성뿐만 아니라 미디어 전도도와 유전율의 함수이다. 기존의 2 차원 (2D) DEP에서, 입자 운동은 일반적으로 미세 표면 전극 사이에 형성된 전계 구배의 주 평면에있다; 수직 방향의 운동은 대부분의 장치에서 평면 방향에 비해 무시할 수있다. 그러나 3D DEP에 대한 전기장 구배이 3 차원을 활용하면 시료 처리량이 가능하며 흐름이 트라 베되는 새롭고 개선 된 유전 분리를 디자인하는 다양성을 증가필드 RSE는 16, 17 그라디언트. 다른 특정한 디자인은 3D 절연체 기반 DEP 18 일 3D 탄소 전극 DEP 13, 19, 및 DEP (10)를 전기 3D 있습니다. 3 차원 구조로 연구에 의해 입증되는 바와 같이, 이러한 장치는 높은 처리량을 달성하기 위해 연속 흐름 모드로 동작 할 수있다. 우리 계층화 3D 장치에서 3D 입자 운동의 관측은 상이한 초점 높이에서 광학 현미경을 통해 주파수 및 중간 도전성의 함수로서 이루어진다. Fatoyinbo 등. 먼저 대안 누적 30 μm의 알루미늄 호일 및 150 μm의 에폭시 수지 필름 (20)을 사용하여 전극 / 절연 구조를 적층 3D로 DEP를보고했다. Hubner 등은. 후 35 ㎛의 구리 테이프와 118 μm의 폴리이 미드 접착제 (21)와 유사한 3 차원 적층 전극을 설계했습니다. 이 작품은 3D 잘 디자인 22, 23를 빌려, 고유 밀봉 충분한 전기 차폐 달성 절연 층 등 전도성 층과 100 μm의 양면 테이프로 50 μm의 그라 핀 종이의 편의를 사용합니다. 그래 핀 nanoplatelets 동시에이 그룹은 이전에 24을 입증 바이오 센서로 행동 할 수있는 능력을 가지고 있기 때문에 그래 핀 종이 다재 다능 한 3 차원 전극 마이크로 디바이스에 대한 뚜렷한 장점입니다. 그라 펜 종이 / 중합체 내에 달성 필드 구배 차원 마이크로 디바이스는 마이크로 웰 치수, 그라 펜 종이 층 및인가 전계에 따라 적층. 임계 치수는 세로 전극의 간격 (층 두께 전도성 및 절연성) 및 마이크로 웰 지름과 높이 (적층에 의해 결정)을 포함한다. 전기 신호는 진폭 및 주파수를 통해 조정될 수있다. 현재 장치의 구조는 배치 작업이지만, 연속 흐름 장치에 맞출 수 있습니다. 장치 FAB여기에 설명 rication 기술은 3D가 단순히 사용되는 그래 핀의 용지를 교환하여 그래 핀 nanoplatelet의 다양한 속성에 전극을 적층 개발에 적합하다. 그라 펜 용지를 이용하는 장점은 물리적 및 화학적 특성의 다양성, 감소 된 비용이며, 바이오 센서는 bioanalytes (24)의 넓은 범위를 검출하기 그라 펜 nanoplatelets 동시에 작용할 수있다. 높은 처리량의 3D DEP 시스템의 장기 목표는 빠르게 세포 유형에게 25 ~ 27을 확인하거나 건강한 세포 (28)의 집단에서 병에 걸린 세포의 라벨이없는 전기적 매개 세포 정렬을 달성 할 수 있습니다. 이 논문은 재료의 최적화 및 그림 전형적인 결과를 분석 한 다음 장치의 준비와 작업을 보여줍니다.

<table><tbody><tr><td>Polystyrene Beads</td><td>Spherotech, Inc.</td><td>PP-60-10</td><td>6.08 &amp;mu;m diameter</td></tr><tr><td>Graphene paper</td><td>XG Sciences, Inc.</td><td>XG Leaf B-072</td><td></td></tr><tr><td>Double sided tape</td><td>3M</td><td>N/A</td><td>136 office tape</td></tr><tr><td>Silver conductive epoxy</td><td>MG chemicals</td><td>8331-14G</td><td>Part A &amp;amp; B included</td></tr><tr><td>Mannitol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>091M0020V</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffer saline</td><td>OmniPur</td><td>0381C490</td><td></td></tr><tr><td>Microscope (CCD Camera)</td><td>Zeiss</td><td>Axiovert 200M</td><td></td></tr><tr><td>Function/waveform generator</td><td>Agilent</td><td>33250A</td><td></td></tr><tr><td>Syringe</td><td>Hamilton</td><td>84505</td><td></td></tr><tr><td>Paper Clamp</td><td>ADAMS</td><td>3300-50-3848</td><td></td></tr><tr><td>Oven</td><td>Fisher Scientific</td><td>280A</td><td></td></tr><tr><td>Multimeter</td><td>OMEGA</td><td>HHM25</td><td></td></tr><tr><td>Micro-milling machine</td><td>AEROTECH</td><td>ABL1500 stages/A3200 Npaq controller</td><td></td></tr><tr><td>End mill</td><td>ULTRATOOL</td><td>708473</td><td></td></tr><tr><td>AxioVision</td><td>Zeiss</td><td>Version 4.8</td><td></td></tr></tbody></table>

development of a 3d graphene electrode dielectrophoretic device

50 ㎛ 두께의 그라 핀 종이와 100 μm의 양면 테이프를 사용하여 새로운 차원 전극 마이크로 디바이스의 설계 및 제조가 설명되어 있습니다. 이 프로토콜은 다양한 재사용, 다중 층 적층 유전 챔버를 구성하는 절차에 대해 자세히 설명합니다. 특히, X 0.7 cm X 2cm의 그래 핀 종이 50 ㎛ 및 양면 테이프의 5 개의 층의 6 개의 층이 교대로 함께 적층 한 후 유리 슬라이드에 고정. 이어서 700 ㎛의 직경이 마이크로 웰 컴퓨터 제어 마이크로 드릴링 머신을 사용하는 적층 구조체를 통해 천공 하였다. 인접하는 그라 펜 층들 사이의 테이프 층의 절연 특성은 저항 시험으로 확신되었다. 실버 전도성 에폭시는 그라 펜 용지의 교대 ​​층을 접속하고 그래 핀 종이 및 외부 구리 와이어 전극 사이의 안정적인 연결을 형성. 완성 된 장치는 다음 클램핑하고 유리 슬라이드로 밀봉 하였다. 전기장 구배 t 내에 모델링된다그 다층 소자. 6 μm의 폴리스티렌 비즈의 유전 행동은 0.0001에서 S / M 1.3 S / M에 이르기까지 다양한 매체 전도도 깊은 마이크로 아니라 1mm에 보여, 10 MHz로 100 Hz에서에서 신호 주파수를 적용했다. 음의 유전 응답은 주파수 값이 이전에보고 된 문헌 값과 일치 도전 주파수 공간과 크로스 오버의 가장 위에 입체적으로 관찰되었다. 장치는 AC의 전기 삼투 및 전열 낮고 높은 주파수 영역에서 발생한 유동, 각각을 방지하지 않았다. 이 장치에 사용되는 그래 핀의 논문은 다재다능하고 유전 특성 분석이 완료된 후 이후 바이오 센서로 작동 할 수 있습니다.

6 μm의 폴리스티렌 구슬 유전 실험은 0.38 mm 3 원통형 마이크로 잘 수행했다. 결과는 3 차원 그래 핀 종이 기반의 장치가 3 차원 금속 호일 적층 장치 20, 21, 전통적인 2D 금속 전극 (26, 27)와 유사한 유전 서명을 설명하고, 제 2 절연체 장치 (25) 수 적층 것을 보여줍니다. 다음 실험에서, 15 V 피크 - 피크 AC 신호를 적용하고, 주파수는 100 Hz에서 30 MHz의 10에?...

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Development of a 3D Graphene Electrode Dielectrophoretic Device

높은 처리량 잠재력을 가진 마이크로 디바이스는 새로운 재료와 3 차원 (3D) 유전 (DEP)를 설명하는 데 사용됩니다. 그래 핀 nanoplatelet 종이 양면 테이프가 교대로 적층 하였다; 700 μm의 마이크로 웰 층에 가로을 드릴 하였다. 폴리스티렌 비즈의 DEP 동작은 마이크로에 잘 입증되었다.

3D 그래 핀 전극 유전 영동 장치의 개발

The design and fabrication of a novel 3D electrode microdevice using 50 &#181;m thick graphene paper and 100 &#181;m double sided tape is described. The ...

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11.9K 조회수.  Michigan Technological University.  높은 처리량 잠재력을 가진 마이크로 디바이스는 새로운 재료와 3 차원 (3D) 유전 (DEP)를 설명하는 데 사용됩니다. 그래 핀 nanoplatelet 종이 양면 테이프가 교대로 적층 하였다; 700 μm의 마이크로 웰 층에 가로을 드릴 하였다. 폴리스티렌 비즈의 DEP 동작은 마이크로에 잘 입증되었다. 

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Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees of freedom to control electronic devices. In particular, the behavior of graphene&#8217;s charge carriers in response to potentials from charged Coulomb impurities is predicted to differ significantly from that of most materials. Scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) can provide detailed information on both the spatial and energy dependence of graphene&#39;s electronic structure in the presence of a charged impurity.&#160;The design of a hybrid impurity-graphene device, fabricated using controlled deposition of impurities onto a back-gated graphene surface, has enabled several novel methods for controllably tuning graphene&#8217;s electronic properties.1-8 Electrostatic gating enables control of the charge carrier density in graphene and the ability to reversibly tune the charge2 and/or molecular5 states of an impurity. This paper outlines the process of fabricating a gate-tunable graphene device decorated with individual Coulomb impurities for combined STM/STS studies.2-5 These studies provide valuable insights into the underlying physics, as well as signposts for designing hybrid graphene devices.

This paper details the fabrication process of a gate-tunable graphene device, decorated with Coulomb impurities for scanning tunneling microscopy studies. Mapping the spatially dependent electronic structure of graphene in the presence of charged impurities unveils the unique behavior of its relativistic charge carriers in response to a local Coulomb potential.

쿨롱 불순물 스캐닝 터널링 현미경 연구 게이트 - 조정 가능한 그래 핀 장치의 제작

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

연구

공학

Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies

Efforts to assemble graphene into three-dimensional monolithic structures have been hampered by the high cost and poor processability of graphene. Additionally, most reported graphene assemblies are held together through physical interactions (e.g., van der Waals forces) rather than chemical bonds, which limit their mechanical strength and conductivity. This video method details recently developed strategies to fabricate mass-producible, graphene-based bulk materials derived from either polymer foams or single layer graphene oxide. These materials consist primarily of individual graphene sheets connected through covalently bound carbon linkers. They maintain the favorable properties of graphene such as high surface area and high electrical and thermal conductivity, combined with tunable pore morphology and exceptional mechanical strength and elasticity. This flexible synthetic method can be extended to the fabrication of polymer/carbon nanotube (CNT) and polymer/graphene oxide (GO) composite materials. Furthermore, additional post-synthetic functionalization with anthraquinone is described, which enables a dramatic increase in charge storage performance in supercapacitor applications.

This video method describes the synthesis of high surface area, monolithic 3D graphene-based materials derived from polymer precursors as well as single layer graphene oxide.

합성 및 3D 나노 그래 핀 소재의 기능화 : 그래 핀 에어로젤과 그래 핀 매크로 어셈블리

Efforts to assemble graphene into three-dimensional monolithic structures have been hampered by the high cost and poor processability of graphene. ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

흐름 기반 Dielectrophoresis: 고성능 솔루션 처리 나노와이어 소자의 제조에 대 한 낮은 비용 방법

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Using Graphene Liquid Cell Transmission Electron Microscopy to Study in Situ Nanocrystal Etching

Graphene liquid cell electron microscopy provides the ability to observe nanoscale chemical transformations and dynamics as the reactions are occurring in liquid environments. This manuscript describes the process for making graphene liquid cells through the example of graphene liquid cell transmission electron microscopy (TEM) experiments of gold nanocrystal etching. The protocol for making graphene liquid cells involves coating gold, holey-carbon TEM grids with chemical vapor deposition graphene and then using those graphene-coated grids to encapsulate liquid between two graphene surfaces. These pockets of liquid, with the nanomaterial of interest, are imaged in the electron microscope to see the dynamics of the nanoscale process, in this case the oxidative etching of gold nanorods. By controlling the electron beam dose rate, which modulates the etching species in the liquid cell, the underlying mechanisms of how atoms are removed from nanocrystals to form different facets and shapes can be better understood. Graphene liquid cell TEM has the advantages of high spatial resolution, compatibility with traditional TEM holders, and low start-up costs for research groups. Current limitations include delicate sample preparation, lack of flow capability, and reliance on electron beam-generated radiolysis products to induce reactions. With further development and control, graphene liquid cell may become a ubiquitous technique in nanomaterials and biology, and is already being used to study mechanisms governing growth, etching, and self-assembly processes of nanomaterials in liquid on the single particle level.

Using Graphene Liquid Cell Transmission Electron Microscopy to Study in Situ Nanocrystal Etching

Graphene liquid cell electron microscopy can be used to observe nanocrystal dynamics in a liquid environment with greater spatial resolution than other liquid cell electron microscopy techniques. Etching premade nanocrystals and following their shape using graphene liquid cell Transmission Electron Microscopy can yield important mechanistic information about nanoparticle transformations.

Nanocrystal 에칭 제자리에서 공부를 그래 액체 셀 전송 전자 현미경 검사 법을 사용 하 여

Graphene liquid cell electron microscopy provides the ability to observe nanoscale chemical transformations and dynamics as the reactions are occurring in ...

화학

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent properties has been of great interest for the development of novel device applications. Here, fabrication of 3D, microscale, hollow polyhedrons (cubes) consisting of a few layers of 2D graphene or graphene oxide sheets via an origami-like self-folding process is described. This method involves the use of polymer frames and hinges, and aluminum oxide/chromium protection layers that reduce tensile, spatial, and surface tension stresses on the graphene-based membranes when the 2D nets are transformed into 3D cubes. The process offers control of the size and shape of the structures as well as parallel production. In addition, this approach allows the creation of surface modifications by metal patterning on each face of the 3D cubes. Raman spectroscopy studies show the method allows the preservation of the intrinsic properties of the graphene-based membranes, demonstrating the robustness of our method.

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

Here, we present a protocol for fabrication of 3D graphene-based polyhedrons via origami-like self-folding.

3 차원 그래 핀 기반 Polyhedrons을 통해 종이 접기 같은 자체 접는의 제조

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent ...

Preparation of Graphene Liquid Cells for the Observation of Lithium-ion Battery Material

In this work, we introduce the preparation of graphene liquid cells (GLCs), encapsulating both electrode materials and organic liquid electrolytes between two graphene sheets, and the facile synthesis of one-dimensional nanostructures using electrospinning. The GLC enables in situ transmission electron microscopy (TEM) for the lithiation dynamics of electrode materials. The in situ GLC-TEM using an electron beam for both imaging and lithiation can utilize not only realistic battery electrolytes, but also the high-resolution imaging of various morphological, phase, and interfacial transitions.

Here, we present a protocol for the fabrication and preparation of a graphene liquid cell for in situ transmission electron microscopy observation, along with a synthesis of electrode materials and electrochemical battery cell tests.

그래 액체 셀 리튬-이온 배터리 재료의 관찰에 대 한 준비

In this work, we introduce the preparation of graphene liquid cells (GLCs), encapsulating both electrode materials and organic liquid electrolytes between ...

Production of a Strain-Measuring Device with an Improved 3D Printer

A traditional strain measurement sensor needs to be electrified and is susceptible to electromagnetic interference. In order to solve the fluctuations in the analog electrical signal in a traditional strain gauge operation, a new strain measurement method is presented here. It uses a photographic technique to display the strain change by amplifying the change of the pointer displacement of the mechanism. A visual polydimethylsiloxane (PDMS) lens with a focal length of 7.16 mm was added to a smartphone camera to generate a lens group acting as a microscope to capture images. It had an equivalent focal length of 5.74 mm. Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and nylon amplifiers were used to test the influence of different materials on the sensor performance. The production of the amplifiers and PDMS lens is based on improved 3D printing technology. The data obtained were compared with the results from finite element analysis (FEA) to verify their validity. The sensitivity of the ABS amplifier was 36.03 &plusmn; 1.34 &#181;&epsilon;/&#181;m, and the sensitivity of the nylon amplifier was 36.55 &plusmn; 0.53 &#181;&epsilon;/&#181;m.

This work presents a strain measurement sensor consisting of an amplification mechanism and a polydimethylsiloxane microscope manufactured using an improved 3D printer.

A traditional strain measurement sensor needs to be electrified and is susceptible to electromagnetic interference. In order to solve the fluctuations in ...

Evaluating the Electrochemical Properties of Supercapacitors using the Three-Electrode System

The three-electrode system is a basic and general analytical platform for investigating the electrochemical performance and characteristics of energy storage systems at the material level. Supercapacitors are one of the most important emergent energy storage systems developed in the past decade. Here, the electrochemical performance of a supercapacitor was evaluated using a three-electrode system with a potentiostat device. The three-electrode system consisted of a working electrode (WE), reference electrode (RE), and counter electrode (CE). The WE is the electrode where the potential is controlled and the current is measured, and it is the target of research. The RE acts as a reference for measuring and controlling the potential of the system, and the CE is used to complete the closed circuit to enable electrochemical measurements. This system provides accurate analytical results for evaluating electrochemical parameters such as the specific capacitance, stability, and impedance through cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Several experimental design protocols are proposed by controlling the parameter values of the sequence when using a three-electrode system with a potentiostat device to evaluate the electrochemical performance of supercapacitors. Through these protocols, the researcher can set up a three-electrode system to obtain reasonable electrochemical results for assessing the performance of supercapacitors.

The protocol describes the evaluation of various electrochemical properties of supercapacitors using a three-electrode system with a potentiostat device.

The three-electrode system is a basic and general analytical platform for investigating the electrochemical performance and characteristics of energy ...

Development and Functionalization of Electrolyte-Gated Graphene Field-Effect Transistor for Biomarker Detection

In the current study, graphene and its derivatives have been investigated and used for many applications, including electronics, sensing, energy storage, and photocatalysis. Synthesis and fabrication of high quality, good uniformity, and low defects graphene are critical for high-performance and highly sensitive devices. Among many synthesis methods, chemical vapor deposition (CVD), considered a leading approach to manufacture graphene, can control the number of graphene layers and yield high-quality graphene. CVD graphene needs to be transferred from the metal substrates on which it is grown onto&#160;insulating substrates for practical applications. However, separation and transferring of graphene onto new substrates are challenging for a uniform layer without damaging or affecting graphene&#39;s structures and properties. Additionally, electrolyte-gated graphene field-effect transistor (EGGFET) has been demonstrated for its wide applications in various biomolecular detections because of its high sensitivity and standard device configuration. In this article, poly (methyl methacrylate) (PMMA)-assisted graphene transferring approach, fabrication of graphene field-effect transistor (GFET), and biomarker immunoglobulin G (IgG) detection are demonstrated. Raman spectroscopy and atomic force microscopy were applied to characterize the transferred graphene. The method is shown to be a practical approach for transferring clean and residue-free graphene while preserving the underlying graphene lattice onto an insulating substrate for electronics or biosensing applications.

The present protocol demonstrates the development of electrolyte-gated graphene field-effect transistor (EGGFET) biosensor and its application in biomarker immunoglobulin G (IgG) detection.

In the current study, graphene and its derivatives have been investigated and used for many applications, including electronics, sensing, energy storage, ...

CryoEM 그리드를 단층 그래핀으로 코팅하여 초저온 시료 전처리 개선

Application of Monolayer Graphene to Cryo-Electron Microscopy Grids for High-resolution Structure Determination

In cryogenic electron microscopy (cryoEM), purified macromolecules are applied to a grid bearing a holey carbon foil; the molecules are then blotted to remove excess liquid and rapidly frozen in a roughly 20-100 nm thick layer of vitreous ice, suspended across roughly 1 &#181;m wide foil holes. The resulting sample is imaged using cryogenic transmission electron microscopy, and after image processing using suitable software, near-atomic resolution structures can be determined. Despite cryoEM&#39;s widespread adoption, sample preparation remains a severe bottleneck in cryoEM workflows, with users often encountering challenges related to samples behaving poorly in the suspended vitreous ice. Recently, methods have been developed to modify cryoEM grids with a single continuous layer of graphene, which acts as a support surface that often increases particle density in the imaged area and can reduce interactions between particles and the air-water interface. Here, we provide detailed protocols for the application of graphene to cryoEM grids and for rapidly assessing the relative hydrophilicity of the resulting grids. Additionally, we describe an EM-based method to confirm the presence of graphene by visualizing its characteristic diffraction pattern. Finally, we demonstrate the utility of these graphene supports by rapidly reconstructing a 2.7 &#197; resolution density map of a Cas9 complex using a pure sample at a relatively low concentration.

저자 스포트라이트: 현미경 그리드에서 그래핀 단층을 사용한 CryoEM 시료 전처리 향상 

The application of support layers to cryogenic electron microscopy (cryoEM) grids can increase particle density, limit interactions with the air-water interface, reduce beam-induced motion, and improve the distribution of particle orientations. This paper describes a robust protocol for coating cryoEM grids with a monolayer of graphene for improved cryo-sample preparation.

고분해능 구조 측정을 위해 Monolayer Graphene을 Cryo-Electron Microscopy Grid에 적용

In cryogenic electron microscopy (cryoEM), purified macromolecules are applied to a grid bearing a holey carbon foil; the molecules are then blotted to ...