鋁基AAO模板（單通AAO多孔納米模板）
圖1. 鋁基AAO模板（多孔納米模板）結(jié)構(gòu)示意圖及SEM圖 （注：為了簡(jiǎn)化模型，圖1上部示意圖中，AAO的正面畫成了絕對(duì)平整，實(shí)際上在每個(gè)孔四周都有凸起，在微觀上表面是不平整的）
圖2. 鋁基AAO模板（多孔納米模板）截面示意圖
鋁基AAO（Anodic Aluminum Oxide）模板，又叫單通AAO模板，它具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)（如圖1所示），由許多六角形柱體氧化鋁（Al2O3）原胞組成，每個(gè)原胞中間有個(gè)圓形的小孔，在孔的下端有個(gè)半球形的阻擋層，阻擋層下方為鋁基，也可以稱之為單通AAO或單通AAO模板。鋁基AAO是多孔納米模板系列最為簡(jiǎn)單的一個(gè)，制備容易，成品率高，可實(shí)現(xiàn)幾百平方厘米以上的大面積均勻制備。圖2為鋁基AAO模板或多孔納米模板的截面示意圖。根據(jù)制備條件的不同，單通AAO的孔徑可以實(shí)現(xiàn)孔徑幾十納米到幾百納米，孔深（即AAO模板上面AAO的厚度）連續(xù)可控，淺則幾十納米，深可以達(dá)到幾十微米。鋁基AAO表面納米級(jí)孔洞排列短程有序，有序范圍為微米級(jí)，排列方式為六角密排結(jié)構(gòu)。其孔徑大面積范圍內(nèi)均勻可控，可作為母版將多孔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到其它材料之上。高密度的孔分布以及細(xì)長(zhǎng)的孔道，提供了一種比表面極高的三維納米結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的大量吸附，在比如光學(xué)檢測(cè)等方面有很好的應(yīng)用前景。
圖3. 鋁基AAO（多孔納米模板）的SEM圖
圖3左側(cè)為幾種典型的鋁基AAO的SEM圖的俯視圖，右側(cè)為其截面視角SEM圖，可見AAO模板在小范圍內(nèi)孔呈六角密排，孔徑比較均勻，孔底部阻擋層清晰可見。
圖4.鋁基AAO模板（多孔納米模板）產(chǎn)品實(shí)物圖
圖5. 鋁基AAO產(chǎn)品放置方向示意圖
鋁基AAO模板一面為高度有序多孔結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品包裝盒貼有公司logo的為盒蓋，包裝時(shí)膜正面向上，如圖5所示。由于有鋁基底的支撐，鋁基AAO強(qiáng)度較高，可以用鑷子夾取和略微折彎，可以進(jìn)行短時(shí)間的超聲清洗。注意切勿用手指直接接觸膜表面，否則手上的油脂或其它異物容易沾到膜表面，而且非常難以將其清洗干凈。
圖6. 鋁基AAO模板結(jié)構(gòu)示意圖
鋁基AAO模板產(chǎn)品包裝盒內(nèi)正面朝上放置，上表面為有效AAO層，產(chǎn)品背面也有一層多孔氧化鋁，只不過這層氧化鋁較有效AAO層薄一些，質(zhì)量差一些，請(qǐng)不要使用這層氧化層作為多孔模板。鋁基單通AAO模板放置方式是正面向上朝著盒蓋，如果兩面外觀有明顯不同的話，正面顯得光亮均勻一些，反面粗糙不均勻一些，如果兩面外觀上一模一樣，則無法通過肉眼區(qū)分，所以為了防止混淆正反面，建議在取出單通AAO的時(shí)候就用記號(hào)筆在其背面做好標(biāo)記。AAO膜可以采用5wt%的磷酸進(jìn)行慢速去除，或采用5~10wt.%的NaOH進(jìn)行快速去除（在確保AAO部分與磷酸或NaOH容易能夠直接接觸的前提下）。
關(guān)于如何除去鋁基：如果使用鋁基AAO作為模板制備高分子納米線或納米棒，可以將高分子的溶液滴在AAO表面，或者將高分子薄膜鋪在AAO表面然后加熱。制備結(jié)束后，由于AAO的正面被高分子層保護(hù)，所以不可以將整個(gè)樣品簡(jiǎn)單放在NaOH中來去除AAO。此時(shí)可以用NaOH去除背面的氧化層，然后用氯化銅除去鋁基，最后用NaOH快速去除AAO模板層。具體操作方法請(qǐng)從如下鏈接下載：http://topmembranes.com/intro/AAO_on_Al_substrate.pdf
除鋁基詳細(xì)操作指導(dǎo)：我們的單通AAO和V形AAO產(chǎn)品表面是沒有任何高分子材料的。這里所說的是，如果您使用單通或V型AAO的過程中，如果在其表面涂覆了一層其它材料，比如高分子材料，由于這一層材料的覆蓋，如果將單通AAO直接放在NaOH溶液中，這一層材料將會(huì)把AAO與NaOH溶液隔離，從而不能達(dá)到溶解AAO的目的。由于單通AAO正面涂覆了高分子材料，因此不能直接用NaOH溶液來去除AAO模板，因?yàn)榇藭r(shí)AAO與NaOH被高分子層隔離了。所以必須從背面去除AAO。（1）去除背面氧化層：將樣品正面朝上，輕輕放置在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液的表面（常溫下），由于高分子層一般都是疏水的，所以樣品會(huì)漂浮在溶液表面（當(dāng)然，沉下去也沒事，不影響），NaOH會(huì)很快（幾分鐘到十幾分鐘）將背面的氧化鋁層溶解，從而鋁基露出來，露出的鋁基會(huì)與NaOH直接接觸，生產(chǎn)氫氣，可以看到很多氣泡生產(chǎn)，說明背面氧化鋁除完了。由于反應(yīng)不是太劇烈，樣品一般不會(huì)被沖起來。將樣品取出后用水沖洗。（2）去除背面鋁基：由于NaOH跟鋁反應(yīng)非常非常慢，所以不用NaOH除鋁。配制氯化銅（CuCl2）鹽酸溶液，如果沒有氯化銅的話可以用硫酸銅，溶液濃度可以隨意，原理是氯化銅和鹽酸濃度越高，反應(yīng)越快，越劇烈，時(shí)間越短，比如，可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的氯化銅，鹽酸體積濃度可以為10%。將樣品置于溶液表面，此時(shí)，銅離子、氫離子、鋁會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)氫氣、銅單質(zhì)、鋁離子，當(dāng)氯化銅濃度高時(shí)，反應(yīng)非常劇烈，產(chǎn)生大量的熱，反應(yīng)很劇烈時(shí)，氣泡會(huì)把樣品頂起來劇烈抖動(dòng)。如果感覺反應(yīng)太劇烈了，可以立刻往溶液里倒去離子水稀釋溶液，反應(yīng)速度馬上就會(huì)下降。如果感覺反應(yīng)太慢了，可以往溶液里加一些氯化銅和鹽酸。等氣泡消失的時(shí)候，鋁也反應(yīng)完了，樣品變得透明（假如高分子層是無色透明的）。此時(shí)可以將樣品取出再放在一杯新的氯化銅鹽酸溶液表面十分鐘，讓殘余的肉眼看不見的鋁徹底去除干凈。將樣品取出用水輕輕清洗。（3）將樣品正面朝上漂浮在質(zhì)量分子5%的NaOH溶液表面（常溫下），一般情況下，厚度5微米以下的單通AAO，十幾二十分鐘就可以完全消失，如果厚度幾十微米，可以適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間到三十分鐘甚至1小時(shí)，由于NaOH跟AAO反應(yīng)無氣泡生產(chǎn)，而且顏無變化，所以肉眼觀察起來不能判斷AAO是否完全去除干凈，最終還要以SEM檢測(cè)為準(zhǔn)。
提示：當(dāng)正面AAO裸露時(shí)，去除背面AAO的方法：將AAO漂浮于NaOH溶液表面，但是需要首先將樣品正的四周涂覆少量的疏水材料，比如采用指甲油，或者直接用高溫膠帶粘住正面四周邊緣，涂覆或粘貼寬度1~3mm即可，目的是在漂浮的時(shí)候防止NaOH溶液蔓延到正面的AAO上。當(dāng)AAO膜很薄（比如如小于2微米），而且需要去除鋁基的時(shí)候，不建議AAO表面裸露，因?yàn)樵谌コX基的時(shí)候產(chǎn)生的氣泡很可能沖破AAO薄膜，所以正面最好是涂覆十幾到幾十微米的高分子保護(hù)膜。我們不建議您對(duì)表面未涂保護(hù)膜層的單通AAO進(jìn)行去鋁基操作。
鋁基AAO模板可以采用SEM或AFM對(duì)膜進(jìn)行表征。由于AAO本身不導(dǎo)電，所以當(dāng)AAO的厚度超過幾微米時(shí)，在SEM測(cè)試時(shí)請(qǐng)進(jìn)行噴金或噴碳處理。當(dāng)AAO厚度小于1微米時(shí)，可以直接觀察，無需噴金或噴碳。截面觀察時(shí)，可以將膜輕輕折彎成90°，彎折處形成新鮮斷面可供觀測(cè)。當(dāng)單通AAO模板的孔徑與孔間距差別很小的時(shí)候，彎折處很難形成可供觀測(cè)的截面，彎折法不適用。當(dāng)AAO的厚度達(dá)到幾十微米時(shí)，彎折法同樣有局限，因?yàn)閺澱酆笮纬傻牧芽诒容^小，觀測(cè)時(shí)AAO斷面底部可能會(huì)被擋住一部分，此時(shí)應(yīng)該把彎折角度變大，或者將其折斷來觀察斷面。單通AAO厚度在測(cè)量的時(shí)候存在一定的誤差，由于測(cè)試角度等原因，而且膜本身也有一定的厚度波動(dòng)，測(cè)試有時(shí)誤差可達(dá)10%，因此膜厚的非常精確的值需要您自行檢測(cè)。
溫馨提示：AAO模板為自下而上的方法制備，屬于自組織結(jié)構(gòu)，因此它的孔徑都有一定的分布范圍，而不是單一值，特別是孔間距450nm的模板不均勻性大一些。孔的排列為短程有序（微米級(jí)），每個(gè)有序區(qū)域可稱為一個(gè)“籌”，在籌邊界處孔的形狀可能大都不是正圓形。超薄膜的孔徑分布比雙通厚膜以及單通膜寬一些。如果您對(duì)多孔膜的孔徑要求均勻程度非常高，對(duì)孔的圓形程度要求非常高，那么AAO并不是好的選擇。
特別地，孔深40μm以上的單通AAO，當(dāng)孔徑與孔間距的數(shù)值比較接近的規(guī)格，例如SP125-090-50000，它的孔道直徑上下不一致（頂部孔徑約90nm，底部孔徑約60nm），例如SP450-370S-50000，孔道底端孔徑也要比頂端小一些，這主要是其成分結(jié)構(gòu)上下不同造成的（參見文獻(xiàn)：ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 3441−3448），當(dāng)然也和其單通結(jié)構(gòu)不利于孔的均勻擴(kuò)大有所關(guān)系。請(qǐng)知悉。
規(guī)格列表中孔深其實(shí)就是有效AAO的厚度，不包括背面氧化層以及中間鋁層的厚度。總的厚度約為0.15~0.2mm。
關(guān)于切割：單通AAO可以切成更小的片使用，一般不用剪刀來剪，剪刀容易造成樣品彎曲和膜的開裂。對(duì)于膜厚不大于5微米的單通AAO，可以找一個(gè)平的桌面或一塊玻璃，鋪上一塊無塵布，然后將單通AAO反扣在無塵布上，用直尺和美工刀在背面劃切即可，不需要太用力。可以多劃幾刀切掉，也可以在快切掉的時(shí)候停止，然后來回掰幾次就會(huì)斷開。注意：當(dāng)單通AAO膜厚為40~60微米時(shí)，切割時(shí)切割線兩邊會(huì)出現(xiàn)很多裂紋，而且裂紋會(huì)擴(kuò)展。所以在切割的時(shí)候不能在背面切割，而要從正面切割，即AAO正面向上用無塵布?jí)|在AAO表面，尺子壓在無塵布上，沿著直尺，用新鮮的美工刀刀尖來回劃刻，一定不要用力壓，而是輕輕地來回劃刻，就像鋸木頭一樣，劃幾十次之后表層的AAO就斷了，然后再接著劃幾刀，之后再來回掰幾次就可以掰斷了。即使是這樣操作，斷口兩側(cè)仍然會(huì)有很少了的裂紋，請(qǐng)知悉。
對(duì)于某一個(gè)孔中心間距的AAO（比如孔間距450nm）來說，孔越大，孔的形狀約接近于圓形，孔越小，孔的形狀越偏離圓形，所以比如SP450-100-500這個(gè)型號(hào)，它的孔直徑看起來就很不均勻，孔形狀絕大部分都不是圓形，如需詳細(xì)了解，請(qǐng)咨詢客服。
在您購買之前，最好能夠與我們的技術(shù)人員溝通，簡(jiǎn)要說明您將用AAO制備何種納米結(jié)構(gòu)，我們會(huì)給您推薦比較合適的產(chǎn)品規(guī)格。如需要放大倍數(shù)較低的SEM圖，請(qǐng)與我們聯(lián)系。
若單通AAO的正面被諸如高分子材料涂覆，則可從背面進(jìn)行AAO的去除。單通AAO鋁基去除方法、掃描電鏡制樣方法，以及樣品切割方法參見：
http://topmembranes.com/intro/AAO_on_Al_substrate.pdf
注：測(cè)單通AAO的截面的SEM之前，建議噴金或噴碳以增加導(dǎo)電性，有利于截面的清晰觀察。
http://topmembranes.com/newsShow.asp?id=178
具體規(guī)格和價(jià)格請(qǐng)與我們的客服聯(lián)系。
為了防止混淆正反面，建議在取出單通AAO的時(shí)候在其背面做好標(biāo)記。溫馨提示：包裝盒內(nèi)，AAO正面是朝上放置的。AAO膜上放置了圓形紙片，紙片直徑28mm，請(qǐng)不要與AAO膜板混淆。
注：孔徑(pore diameter)指孔的直徑，孔間距(interpore distance)指孔中心間距。
