ES2334195B1 - PROCEDURE FOR DISSOLVING THE ALUMINUM OXIDE BARRIER IN SITU IN THE POROUS ALUMINUM MANUFACTURING PROCEDURE. - Google Patents

PROCEDURE FOR DISSOLVING THE ALUMINUM OXIDE BARRIER IN SITU IN THE POROUS ALUMINUM MANUFACTURING PROCEDURE. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para disolver in situ la capa-barrera de óxido de aluminio en el procedimiento de fabricación de alúmina porosa.Procedure for dissolving the aluminum oxide barrier layer in situ in the process of manufacturing porous alumina.

La presente invención describe un procedimiento para preparar una nanoestructura que comprende un sustrato de aluminio y en contacto con el mismo una capa de alúmina porosa caracterizada porque la capa-barrera del interior de los poros se ha eliminado: (i) la obtención de una capa de alúmina porosa por anodización de un sustrato de aluminio y (ii) disminución del valor de la intensidad de corriente del sistema hasta que se estabiliza.The present invention describes a process to prepare a nanostructure comprising a substrate of aluminum and in contact with it a layer of porous alumina characterized in that the barrier layer inside The pores have been removed: (i) obtaining an alumina layer porous by anodizing an aluminum substrate and (ii) decrease of the value of the current intensity of the system until it stabilizes

Description

Procedimiento para disolver in situ la capa-barrera de óxido de aluminio en el procedimiento de fabricación de alúmina porosa.Procedure for dissolving the aluminum oxide barrier layer in situ in the process of manufacturing porous alumina.

Campo de la invenciónField of the Invention

La presente invención se encuadra dentro del campo de las nanoestructuras de alúmina porosa obtenida a partir de un sustrato de aluminio mediante oxidación anódica. Más concretamente, la invención se refiere un nuevo procedimiento que permite eliminar o disminuir la capa-barrera que se forma en el interior de los poros de la alúmina porosa, así como a la nanoestructura obtenida mediante este procedimiento. Esta nanoestructura porosa es útil como material funcional así como molde en la fabricación de otras nanoestructuras uni- y bidimensionales.The present invention fits within the field of porous alumina nanostructures obtained from an aluminum substrate by anodic oxidation. Plus specifically, the invention relates to a new process that allows to eliminate or reduce the barrier layer that is shape inside the pores of the porous alumina, as well as to the nanostructure obtained by this procedure. This Porous nanostructure is useful as a functional material as well as mold in the manufacture of other uni- and nanostructures two-dimensional

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La anodización de aluminio para la producción de alúmina porosa es un proceso extensamente utilizado tanto a nivel industrial como en laboratorio. Durante la segunda mitad del siglo pasado se hicieron grandes esfuerzos para mejorar el proceso de fabricación de membranas de alúmina porosa [F. Keller, et. al., J. Electrochem. Soc., 100 (1953) 411]. Desde que Masuda et al., Science, 268 (1995) 1466 presentaron el proceso de fabricación de alúmina porosa ordenada en dos pasos, una gran cantidad de grupos de investigación han estudiado dicho proceso y nuevas formas de producción de membranas de alúmina porosa ordenada han visto la luz [Nielsch, K. et. al., Appl. Phys. Lett., 79 (2001) 1360-1362]. Los estudios que se han llevado a cabo a lo largo de los últimos años han permitido relacionar las características técnicas de estas membranas con los parámetros de trabajo empleados (tipo de ácido, voltaje de anodización, temperatura, tiempo de anodización, etc.) [Che, G. et. al., Nature, 393 (1998) 346; Du, Y. et. al., Appl. Phys. Lett., 74 (1999) 20; y Marsal, L.F. et. al., Phys. Stat. Sol. (c) 4, No. 6, 1918-1922 (2007)]. Por consiguiente, en la actualidad, es posible adaptar las características técnicas de estas membranas (diámetro de los poros, espesor de membrana, etc.) a las exigencias que requieren posteriores aplicaciones.Aluminum anodization for the production of porous alumina is a process widely used both industrially and in the laboratory. During the second half of the last century, great efforts were made to improve the manufacturing process of porous alumina membranes [F. Keller, et. al ., J. Electrochem. Soc., 100 (1953) 411]. Since Masuda et al., Science , 268 (1995) 1466 presented the process of manufacturing porous alumina in two steps, a large number of research groups have studied the process and new ways of producing porous alumina membranes have seen the light [Nielsch, K. et. al., Appl. Phys. Lett ., 79 (2001) 1360-1362]. The studies that have been carried out over the last few years have made it possible to relate the technical characteristics of these membranes with the working parameters used (type of acid, anodizing voltage, temperature, anodizing time, etc.) [Che , G. et. al., Nature , 393 (1998) 346; Du, Y. et. al., Appl. Phys. Lett ., 74 (1999) 20; and Marsal, LF et. al ., Phys. Stat. Sol. (C) 4, No. 6, 1918-1922 (2007)]. Therefore, at present, it is possible to adapt the technical characteristics of these membranes (pore diameter, membrane thickness, etc.) to the requirements that require subsequent applications.

La estructura de la alúmina porosa producida a partir de la oxidación anódica de sustratos de aluminio comprende poros abiertos en su parte superior y cuyo fondo está cubierto por una capa-barrera (Fig.). El espesor de esta capa-barrera está relacionado directamente con el voltaje empleado durante el proceso de anodización. Desde un punto de vista funcional, conseguir abrir dichos poros sin que se desprenda el sustrato metálico de aluminio de la capa de alúmina porosa es un objetivo interesante, ya que ello abriría un amplio abanico de posibilidades para emplear dicho material por ejemplo como máscara para transferir nanoestructuras tipo nanohilos ("nanowires"), nanotubos ("nanotubes") o nanopuntos ("nanodots") o nanopilares ("nanopillars") sobre diversos sustratos conductores tales como metales, polímeros, cerámicas etc. sustratos metálicos o semi-metálicos (aluminio, titanio, platino, silicio, etc.).The structure of porous alumina produced at starting from the anodic oxidation of aluminum substrates comprises open pores at the top and whose bottom is covered by a barrier layer (Fig.). The thickness of this barrier layer is directly related to the voltage used during the anodizing process. From a point functional view, get to open these pores without peel off the aluminum metal substrate from the alumina layer Porous is an interesting goal, since that would open a wide range of possibilities to use such material for example as a mask to transfer nanostructures type nanowires ("nanowires"), nanotubes ("nanotubes") or nanpoints ("nanodots") or nanopillars ("nanopillars") on various conductive substrates such as metals, polymers, ceramics etc. metallic or semi-metallic substrates (aluminum, titanium, platinum, silicon, etc.).

Se conocen en el estado de la técnica procedimientos de doble anodizado de aluminio, y el problema que plantea la baja conductividad de la capa-barrera de los poros. Por ejemplo dicha capa-barrera dificulta la electrodeposición de un metal en los poros.They are known in the state of the art double anodized aluminum procedures, and the problem that raises the low conductivity of the barrier layer of the pores For example, said barrier layer makes it difficult the electrodeposition of a metal in the pores.

Para solucionar este problema se han propuesto diversos métodos electroquímicos y químicos, así como procedimientos que combinan ambos métodos, para reducir o eliminar dicha capa.To solve this problem they have proposed various electrochemical and chemical methods, as well as procedures  which combine both methods, to reduce or eliminate said layer.

Sander, M.S. et al. Adv. Matter. (2002), 14, No.9, May3 describe la utilización de membranas de APO producida mediante anodización tipo estándar sobre sustratos de plata para producir nanocables de Bi_{2}Te_{3}. El hecho de que se trate de una anodización de aluminio sobre sustratos de plata implica que sea considerablemente inferior al correspondiente espesor de la misma en el caso de sustratos de aluminio. Por consiguiente, es posible abrir los poros de la alúmina por su parte inferior mediante una inmersión de las muestras en disolución acuosa de HNO_{3} (1M) durante 1 o 2 horas. Por lo que respecta al método debe decirse que si el tiempo de exposición de la alúmina al ácido es excesivo o la concentración del mismo no es la adecuada, puede producirse la disolución total del óxido o el colapso parcial o total de la estructura de alúmina como consecuencia del debilitamiento de la misma. Además, tanto la rugosidad superficial como el diámetro de los poros se incrementarán, lo cual puede restringir el empleo de estas membranas en aquellos casos en los que se requieran determinadas propiedades superficiales o diámetros de poro.Sander, MS et al . Adv. Matter (2002), 14, No.9, May3 describes the use of APO membranes produced by standard type anodization on silver substrates to produce Bi2 Te3 nanowires. The fact that it is an anodization of aluminum on silver substrates implies that it is considerably less than its corresponding thickness in the case of aluminum substrates. Therefore, it is possible to open the pores of the alumina by its lower part by immersing the samples in aqueous solution of HNO 3 (1M) for 1 or 2 hours. Regarding the method, it should be said that if the exposure time of the alumina to the acid is excessive or its concentration is not adequate, the total dissolution of the oxide or the partial or total collapse of the alumina structure can occur as consequence of its weakening. In addition, both surface roughness and pore diameter will increase, which may restrict the use of these membranes in those cases where certain surface properties or pore diameters are required.

O. Rabin et al. Adv. Funct. Mater. (2003), 13, No.8, describe la utilización membranas de APO producida mediante anodización tipo estándar sobre sustratos de silicio con una capa adhesiva de platino para producir nanocables de Bi_{2}Te_{3}. Por lo tanto, el espesor de la capa-barrera también es mucho inferior que en el caso de sustratos de aluminio. La apertura de los poros se lleva a cabo mediante una polarización catódica en disolución neutra de KCl (0,5M) con un voltaje de -2,25 V.O. Rabin et al . Adv. Funct. Mater. (2003), 13, No.8, describes the use of APO membranes produced by standard type anodization on silicon substrates with a platinum adhesive layer to produce Bi2 Te3 nanowires. Therefore, the thickness of the barrier layer is also much lower than in the case of aluminum substrates. The opening of the pores is carried out by means of a cathodic polarization in neutral KCl solution (0.5M) with a voltage of -2.25 V.

Zhao, X. et. al. Journal of The Electrochemical Society, 154 (10) C553-C557 (2007) describe membranas de APO producida mediante anodización tipo estándar sobre sustratos de aluminio. Para conseguir la apertura de los poros por su parte inferior, la anodización finaliza con una reducción escalonada del voltaje para producir microfisuras en la capa-barrera. Finalmente, para disolverla en su totalidad, se aplica una polarización catódica (-5 V) en disolución neutra de KCl (0,5M).Zhao, X. et. al . Journal of The Electrochemical Society, 154 (10) C553-C557 (2007) describes APO membranes produced by standard type anodization on aluminum substrates. To achieve the opening of the pores at the bottom, the anodization ends with a stepped reduction of the voltage to produce microcracks in the barrier layer. Finally, to dissolve it in its entirety, a cathodic polarization (-5 V) in neutral KCl solution (0.5M) is applied.

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En cuanto a estos dos últimos métodos debe comentarse que, tal y como los autores exponen, existe una alta probabilidad de que se produzca la disolución parcial o total de la membrana así como una fractura de la misma como consecuencia de la generación de tensiones por la producción de hidrógeno en la interfase óxido-sustrato. Además, si posteriormente la muestra no es limpiada con profusión, ésta puede quedar contaminada con restos de sal en el interior de los poros.As for these last two methods you should comment that, as the authors state, there is a high probability of partial or total dissolution of the membrane as well as a fracture thereof as a result of the generation of tensions by hydrogen production in the oxide-substrate interface. In addition, if later the sample is not cleaned profusely, it can remain contaminated with traces of salt inside the pores.

M. Tian et al. Nano Letters (2005), Vol. 5, No. 4, 697-703 describe la utilización membranas de APO producida mediante anodización tipo estándar sobre sustratos de aluminio y sustratos de silicio con una capa adhesiva de titanio y óxido de silicio para producir nanocables de Au. La capa-barrera se perfora utilizando una inversión de voltaje (-5 V) en el mismo electrolito empleado durante la anodización. En el caso de los sustratos de silicio con capas adhesivas, la técnica consigue abrir los poros por su parte inferior sin que se produzca el desprendimiento de la alúmina del sustrato, sin embargo, en el caso de los sustratos de aluminio, en los que el espesor de la capa-barrera es mayor, la membrana de alúmina sufre un "detach" o extracción al generarse gran cantidad de fisuras y huecos en la interfase sustrato-alúmina. Por otro lado, la técnica empleada no se trata de una técnica válida cuando el sustrato es aluminio, ya que se produce el desprendimiento de la membrana del sustrato como consecuencia de la generación de hidrógeno en la interfase así como la aparición de multitud de fisuras que debilitan mecánicamente la membrana y que pueden llegar a producir la fractura total de la misma.M. Tian et al . Nano Letters (2005), Vol. 5, No. 4, 697-703 describes the use of APO membranes produced by standard type anodizing on aluminum substrates and silicon substrates with an adhesive layer of titanium and silicon oxide to produce nanowires of Au. The barrier layer is perforated using a voltage inversion (-5 V) in the same electrolyte used during anodization. In the case of silicon substrates with adhesive layers, the technique manages to open the pores at the bottom without the detachment of the alumina from the substrate, however, in the case of aluminum substrates, in which the Thickness of the barrier layer is greater, the alumina membrane undergoes a "detach" or extraction when a large amount of fissures and gaps are generated in the substrate-alumina interface. On the other hand, the technique used is not a valid technique when the substrate is aluminum, since the detachment of the substrate membrane occurs as a result of the generation of hydrogen at the interface as well as the appearance of many cracks that mechanically weaken the membrane and that can cause the total fracture of the membrane.

Nielsch, K et. al., Adv. Mater. (2000) 12, No. 8 describe la utilización de membranas de APO producida mediante anodización tipo estándar sobre sustratos de aluminio para producir nanocables de níquel, pero puesto que no consigue la apertura total de los poros, se emplea necesariamente una electrodeposición en modo AC. Una vez finalizada la anodización estándar, se aplica a la muestra un ensanchamiento químico de los poros por vía húmeda ("chemical pore widening"), reduciendo así de forma isótropa el espesor de la capa-barrera, y posteriormente, se aplica un perfil escalonado decreciente de 2 escalones para reducir el espesor de la misma hasta la decena de nanómetros. Finalmente, el método aplicado únicamente consigue reducir el espesor de la capa-barrera hasta unas decenas de nanómetros, por lo que la electrodeposición debe llevarse a cabo en modo AC. Ello se debe a que la capa-barrera actúa como pantalla e impide la atracción de los cationes metálicos hacia el fondo de los poros. Además, mediante esta técnica los "nanowires" metálicos fabricados no permanecen adheridos al sustrato metálico, por lo que cuando se elimina la membrana de óxido éstos son arrastrados con la misma.Nielsch, K et. al ., Adv. Mater . (2000) 12, No. 8 describes the use of APO membranes produced by standard type anodizing on aluminum substrates to produce nickel nanowires, but since it does not achieve the total opening of the pores, an AC mode electrodeposition is necessarily used . Once the standard anodization is finished, chemical wetting of the pores is applied to the sample ("chemical pore widening"), thus reducing the thickness of the barrier layer isotropically, and then a stepped profile is applied decreasing of 2 steps to reduce the thickness of the same up to ten nanometers. Finally, the applied method only manages to reduce the thickness of the barrier layer to a few tens of nanometers, so the electrodeposition must be carried out in AC mode. This is because the barrier layer acts as a screen and prevents the attraction of the metal cations towards the bottom of the pores. In addition, by means of this technique the fabricated metal nanowires do not remain adhered to the metal substrate, so when the oxide membrane is removed they are entrained with it.

De lo expuesto anteriormente se deduce que las técnicas empleadas en el estado de la técnica para reducir o eliminar la capa-barrera del fondo de los poros de la alúmina porosa ordenada producida por anodización han sido aplicadas únicamente al tipo estándar de anodización. El espesor de la capa-barrera en la alúmina porosa producida mediante el tipo estándar de anodización es considerablemente inferior al correspondiente espesor de tipo "fast", ya que el voltaje de anodización es también inferior. Por ende, es mucho más fácil poder eliminarla o reducirla. Además, si se trata de anodizaciones de aluminio llevadas a cabo sobre otro tipo de sustratos (titanio, silicio, etc.), el espesor de la susodicha capa-barrera se reduce también respecto del espesor obtenido sobre sustratos de aluminio. En algunos de estos métodos incluso la capa de (APO) se separa de la capa de aluminio [Tian, M. et al. Letters (2005), Vol.5, No.4, 697-703], y, en general, la mayoría de dichos métodos conduce a APO con poros defectuosos que luego repercute de manera negativa en los extremos de las nanoestructuras 1D y 2D obtenidas utilizando la APO como máscara.From the foregoing it follows that the techniques employed in the state of the art to reduce or eliminate the barrier layer of the pores bottom of the ordered porous alumina produced by anodization have been applied only to the standard type of anodization. The thickness of the barrier layer in the porous alumina produced by the standard type of anodization is considerably less than the corresponding "fast" type thickness, since the anodizing voltage is also lower. Therefore, it is much easier to eliminate or reduce it. In addition, in the case of aluminum anodizations carried out on other types of substrates (titanium, silicon, etc.), the thickness of the aforementioned barrier-layer is also reduced with respect to the thickness obtained on aluminum substrates. In some of these methods even the (APO) layer is separated from the aluminum layer [Tian, M. et al . Letters (2005), Vol.5, No.4, 697-703], and, in general, most of these methods lead to APO with defective pores that then negatively impact the ends of the 1D and 2D nanostructures obtained using the APO as a mask.

Por tanto a la vista de todo lo expuesto, sigue existiendo la necesidad en el estado de la técnica de proporcionar un procedimiento alternativo y sencillo para obtener a partir de un sustrato de aluminio, una nanoestructura de alúmina porosa, de cuyos nanoporos se ha reducido o eliminado la capa-barrera de óxido de aluminio, que supere algunas de las desventajas mencionadas.Therefore, in view of the above, follow there is a need in the state of the art to provide an alternative and simple procedure to obtain from a aluminum substrate, a porous alumina nanostructure, of whose nanopores has reduced or eliminated the barrier layer of aluminum oxide, which exceeds Some of the disadvantages mentioned.

Breve descripción de las figurasBrief description of the figures

Figura 1: sección transversal de la alúmina porosa producida mediante anodización de un sustrato de aluminio.Figure 1: alumina cross section porous produced by anodizing a substrate of aluminum.

Figura 2: esquema de la celda electroquímica.Figure 2: cell scheme electrochemistry.

Figura 3: esquema del proceso de fabricación de alúmina porosa ordenada (APO).Figure 3: Scheme of the manufacturing process of ordered porous alumina (APO).

Figura 4: curva de densidad de corriente frente al tiempo durante el proceso de fabricación de alúmina porosa ordenada (APO).Figure 4: versus current density curve at the time during the porous alumina manufacturing process ordered (APO).

Figura 5: reducción del espesor de la capa-barrera de alúmina mediante escalones decrecientes de intensidad de corriente.Figure 5: reduction of the thickness of the alumina barrier layer by steps decreasing current intensity.

Figura 6: esquema de la sección transversal de la alúmina porosa durante el proceso de eliminación de la capa-barrera del fondo de los poros.Figure 6: cross section scheme of porous alumina during the process of removing the barrier layer of the bottom of the pores.

Figura 7: Imágenes ESEM de la alúmina porosa ordenada sobre el sustrato de aluminio.Figure 7: ESEM images of porous alumina ordered on the aluminum substrate.

Figura 8: Imágenes ESEM de la alúmina porosa ordenada desde la parte superior.Figure 8: ESEM images of porous alumina ordered from the top.

Figura 9: Imágenes ESEM de nanocables metálicos (a) Níquel y (b) Cobalto sobre un sustrato de aluminio.Figure 9: ESEM images of metallic nanowires (a) Nickel and (b) Cobalt on an aluminum substrate.

Figura 10: análisis XRD de los nanocables de Ni y Co.Figure 10: XRD analysis of Ni nanowires and Co.

Figura 11: representa la eliminación del espesor de la capa-barrera de alúmina según el Ejemplo de la solicitud.Figure 11: represents the removal of thickness of the alumina barrier layer according to the Example of the request.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

La presente invención se refiere en un aspecto a un procedimiento para preparar una nanoestructura que comprende un sustrato de aluminio y en contacto con el mismo una capa de alúmina porosa caracterizada porque la capa-barrera del interior de los poros se ha eliminado o reducido, que comprende las siguientes etapas:The present invention relates in one aspect to a method for preparing a nanostructure comprising a aluminum substrate and in contact with it an alumina layer porous characterized because the barrier layer of inside the pores has been removed or reduced, which comprises the following stages:

(i) obtención de una capa de alúmina porosa por anodización de un sustrato de aluminio en una célula electroquímica hasta que el valor de la densidad de corriente se estabiliza;(i) obtaining a porous alumina layer by anodizing an aluminum substrate in an electrochemical cell until the current density value stabilizes;

(ii) disminución del valor de la intensidad de corriente hasta que éste se estabiliza de nuevo; y opcionalmente la repetición de la etapa (ii) hasta que la capa-barrera del interior de los poros se reduce o elimina.(ii) decrease in the intensity value of current until it stabilizes again; and optionally the repetition of step (ii) until the barrier layer inside the pores is reduced or eliminates

El sustrato de aluminio utilizado en la anodización puede ser en principio de cualquier forma, y dimensiones, tal como, por ejemplo, una lámina de aluminio. El aluminio presenta, en una realización particular, una pureza del 99,999%.The aluminum substrate used in the anodization can be in principle in any way, and dimensions, such as, for example, an aluminum foil. He aluminum has, in a particular embodiment, a purity of 99.999%

En el contexto de la presente invención el término sustrato de aluminio no debe interpretarse en sentido limitado a una única capa de aluminio. Al contrario el sustrato de aluminio utilizado en la presente invención puede comprender además al menos otra capa de otro material. Así, en una realización particular el sustrato de aluminio comprende una primera capa de aluminio y una segunda capa, que se ha depositado en contacto con ella, y que comprende un material conductor diferente al aluminio.In the context of the present invention the aluminum substrate term should not be construed as meaning limited to a single layer of aluminum. On the contrary the substrate of aluminum used in the present invention may further comprise At least another layer of another material. Thus, in one embodiment particular the aluminum substrate comprises a first layer of aluminum and a second layer, which has been deposited in contact with it, and comprising a conductive material different from aluminum.

El material conductor puede ser en principio cualquier material con el que exista contacto eléctrico. Con carácter únicamente ilustrativo pueden citarse, entre otros, un polímero conductor que cumpla el requerimiento de mojabilidad, tal como por ejemplo el PH3T, PDMS o PMMA, un metal tal como Ag, Au, Pt, Ti; un material semiconductor como Si o Ge, o, una cerámica conductora como por ejemplo SiC, SnO_{2}, ZrO_{2} o MoSi_{2}, así como mezclas de estos elementos y materiales.The conductive material can be in principle any material with which there is electrical contact. With Only illustrative character may be cited, among others, a conductive polymer that meets the wettability requirement, such such as PH3T, PDMS or PMMA, a metal such as Ag, Au, Pt, You; a semiconductor material like Si or Ge, or, a ceramic conductive such as SiC, SnO2, ZrO2 or MoSi2, as well as mixtures of these elements and materials.

El sustrato de aluminio se somete en general a un pretratamiento convencional que comprende una etapa de recocido y una etapa de electropulido para reducir su rugosidad superficial y homogeneizar las fases cristalinas antes de la anodización (ver Ejemplo).The aluminum substrate is generally subjected to a conventional pretreatment comprising an annealing step and an electropolishing stage to reduce its surface roughness and homogenize the crystalline phases before anodizing (see Example).

La etapa (i) del procedimiento de la invención se refiere a la anodización del sustrato de aluminio, que aparece esquematizada en la Figura 1, en la que se representa un sustrato de aluminio (Al) antes y después de la anodización, en la que se obtiene una capa de óxido de alúmina porosa (Al_{2}O_{3}) sobre el sustrato de aluminio. En la Figura 1 se representa el flujo de cationes de Al^{3+}, y de aniones O^{2-}.The step (i) of the process of the invention refers to the anodization of the aluminum substrate, which appears schematized in Figure 1, in which a substrate of aluminum (Al) before and after anodizing, in which obtains a layer of porous alumina oxide (Al 2 O 3) on The aluminum substrate. Figure 1 shows the flow of Al 3+ cations, and O 2- anions.

La estructura del óxido de aluminio poroso obtenida en la etapa (i) puede ser desordenada, como la que resulta de una etapa de anodización y aparece representada en la parte superior de la Figura 3 A, o puede ser alúmina porosa ordenada (APO), resultante de un procedimiento de anodización en dos etapas como la que se representa en la parte inferior de la Fig. 3 C.The structure of porous aluminum oxide obtained in step (i) can be messy, like the one that results of an anodizing stage and is represented in the part top of Figure 3 A, or it can be ordered porous alumina (APO), resulting from a two-stage anodizing procedure as shown in the lower part of Fig. 3 C.

Este procedimiento en dos etapas de anodización aparece esquematizado en la Fig. 3, donde A es el sustrato de aluminio con la capa de alúmina después del primer paso de anodización. Se muestra una vista superior en la que se aprecian los poros desordenados. B representa el sustrato de aluminio del que se ha eliminado la alúmina porosa, y C representa el sustrato de aluminio después del segundo paso de anodización. La vista superior muestra la ordenación de los poros. El procedimiento en dos pasos comprende las etapas deThis two-stage anodizing procedure appears schematically in Fig. 3, where A is the substrate of aluminum with the alumina layer after the first step of anodization A top view is shown in which they are appreciated the messy pores. B represents the aluminum substrate from which porous alumina has been removed, and C represents the substrate of aluminum after the second anodizing step. Top view Shows the ordering of the pores. The two step procedure understand the stages of

a) anodización de un sustrato de aluminio en una célula electroquímica para obtener una capa de alúmina desordenada;a) anodizing an aluminum substrate in a electrochemical cell to obtain an alumina layer messy

b) interrupción de la anodización y eliminación de la capa de alúmina porosa desordenada obtenida en a); yb) interruption of anodization and elimination of the disordered porous alumina layer obtained in a); Y

c) re-anodización del sustrato de aluminio obtenido en b) para obtener la APO.c) substrate re-anodization of aluminum obtained in b) to obtain the APO.

Una imagen ESEM (Microscopio electrónico de barrido ambiental) de la APO vista desde la parte superior se muestra en la Fig. 8, en la que puede observarse la ordenación de los poros en celdas hexagonales.An ESEM image (electron microscope of environmental scan) of the APO seen from the top is shown in Fig. 8, in which the ordering of the pores in hexagonal cells.

Los métodos de anodización para la obtención de APO son bien conocidos como se mencionó en los Antecedentes así como las condiciones de trabajo a las que se lleva a cabo la anodización que pueden seleccionarse en función de las características que se desee tenga la alúmina porosa. Una de las ventajas del procedimiento de la invención es que la anodización puede ser tanto estándar como "fast". En este sentido en una realización particular del procedimiento de la invención la anodización del sustrato de aluminio se realiza según una de las siguientes condiciones de trabajo:The anodizing methods for obtaining APO are well known as mentioned in the Background as well such as the working conditions to which the anodization that can be selected based on the desired characteristics have porous alumina. One of the Advantages of the process of the invention is that anodization It can be both standard and fast. In this sense in a particular embodiment of the process of the invention the Anodizing the aluminum substrate is performed according to one of the following working conditions:

- ácido fosfórico en una concentración de entre 5 y 10% en peso y a un voltaje comprendido entre 140 y 195 V;- phosphoric acid in a concentration between 5 and 10% by weight and at a voltage between 140 and 195 V;

- ácido sulfúrico en una concentración de entre 5 y 10% en peso y a un voltaje comprendido entre 18 y 70 V; o- sulfuric acid in a concentration between 5 and 10% by weight and at a voltage between 18 and 70 V; or

- ácido oxálico en una concentración comprendida entre 0.1 y 0.5 M y a un voltaje comprendido entre 40 y 180 V.- oxalic acid in a concentration included between 0.1 and 0.5 M and at a voltage between 40 and 180 V.

La celda electroquímica para llevar a cabo el procedimiento de la invención es una celda convencional como la que se representa de forma esquemática en la Figura 2, y en la que se muestran las partes básicas de la misma: el amperímetro (A), el voltímetro (V), el ánodo-polo positivo A, que es el sustrato de aluminio, en la que se señala la interfaz entre metal y la solución (Im-s) un cátodo-polo negativo C, que en una realización particular es un cable de platino, y donde se señala la interfaz (Im-s) una fuente de alimentación (- +) y un electrolito (S).The electrochemical cell for carrying out the process of the invention is a conventional cell like the one shown schematically in Figure 2, and in which the basic parts thereof are shown: the ammeter (A), the voltmeter (V), the positive anode-pole A , which is the aluminum substrate, in which the interface between metal and the solution ( Im-s ) is indicated a negative cathode-pole C , which in a particular embodiment is a cable of platinum, and where the interface ( Im-s ) is indicated a power supply (- +) and an electrolyte (S).

Transcurrido cierto tiempo de la anodización, el sistema alcanza un estadio estacionario, y la respuesta del sistema (densidad de corriente) se estabiliza, tendiendo de forma asintótica hacia un determinado valor más o menos constante como se muestra en la Figura 4, que depende del tipo de anodización empleado y del resto de parámetros de trabajo anteriormente mencionados. En este punto, el sistema se encuentra en equilibrio electroquímico y la velocidad de disolución de la alúmina en la interfase electrolito-alúmina (v1) se iguala a la velocidad de formación de la misma en la interfase alúmina-aluminio (v2), por lo que el espesor de la capa-barrera localizada en el fondo del poro permanece constante durante el crecimiento del mismo. En la Figura 4 se representa en un eje de ordenadas el voltaje en voltios V (V), en el otro eje de ordenadas la densidad de corriente J (mA/cm^{2}), en abcisas el tiempo en segundos; la línea V recta representa el voltaje aplicado o diferencia de potencial; J1 representa la densidad de corriente o respuesta durante el primer paso de anodización, y J2 representa la densidad de corriente o respuesta durante el segundo paso de la anodización.After a certain time of anodization, the system reaches a stationary stage, and the system response (current density) stabilizes, tending asymptotically towards a certain more or less constant value as shown in Figure 4, which depends on the type of anodization used and the other work parameters mentioned above. In this point, the system is in electrochemical equilibrium and the alumina dissolution rate at the interface electrolyte-alumina (v1) equals speed of its formation at the interface alumina-aluminum (v2), so the thickness of the barrier layer located at the bottom of the pore it remains constant during its growth. In Figure 4 the voltage in volts V (V) is represented on an ordinate axis, on the other axis of ordinates the current density J (mA / cm2), in abscissa the time in seconds; the straight V line represents the applied voltage or potential difference; J1 represents the current density or response during the first anodizing step, and J2 represents the current density or response during the second step of the anodization.

La etapa (ii) del procedimiento de la invención consiste en perturbar el sistema, mediante la disminución del valor de la intensidad de corriente, lo cual implica que se crea una diferencia de velocidades entre (v1) y (v2), resultando mayor la velocidad de disolución de la alúmina en la interfase electrolito-alúmina (v1) que la velocidad de formación de la misma en la interfase alúmina-aluminio (v2). En la Figura 6 se representa en D una situación de equilibrio en el que v1=v2, en E se representa la situación en la que v1> v2, y finalmente en F la situación final tras el ensanchamiento químico de poros como se comenta más abajo.Step (ii) of the process of the invention it consists of disturbing the system, by decreasing the value of the current intensity, which implies that a speed difference between (v1) and (v2), resulting in greater alumina dissolution rate at the interface electrolyte-alumina (v1) that the speed of formation of it at the interface alumina-aluminum (v2). Figure 6 shows in D an equilibrium situation in which v1 = v2, in E it represents the situation in which v1> v2, and finally in F the situation final after chemical widening of pores as discussed more down.

El hecho de perturbar el sistema queda evidenciado en la respuesta del sistema (voltaje), el cual sufre una disminución progresiva hasta que el propio sistema, transcurrido cierto tiempo, contrarresta dicha perturbación y vuelve a alcanzar de forma asintótica un nuevo valor de equilibrio. Este proceso de representa en la Figura 5 donde V (V) representa el voltaje aplicado, J la densidad de corriente o respuesta, y t (s) el tiempo. En el contexto de la presente invención se considera que el sistema alcanza el equilibrio electroquímico cuando la diferencia entre dos medidas del voltaje consecutivas es inferior a 0,01 V, siendo el periodo entre medidas de 1 s.Disturbing the system remains evidenced in the response of the system (voltage), which suffers a  progressive decrease until the system itself has elapsed certain time, counteracts this disturbance and reaches again asymptotically a new equilibrium value. This process of represented in Figure 5 where V (V) represents the voltage applied, J the current density or response, and t (s) the time. In the context of the present invention the system is considered reaches electrochemical equilibrium when the difference between two Consecutive voltage measurements is less than 0.01V, the period between measures of 1 s.

La disminución del valor de la intensidad de corriente que se lleva a cabo en la etapa (ii) está comprendida entre un tercio y dos tercios del valor de la intensidad de corriente inmediatamente anterior a la perturbación.The decrease in the intensity value of current that is carried out in step (ii) is comprised between one third and two thirds of the intensity value of current immediately before the disturbance.

El resultado de perturbar sucesivamente el estado de equilibrio alcanzado por el sistema después de cada perturbación, reduciendo cada vez de nuevo el valor de la intensidad de corriente según se indica arriba, se puede observar en la Fig. 5. Después de cada perturbación el sistema responde contrarrestando dicha perturbación y tendiendo su respuesta hacia un nuevo estado de equilibrio.The result of successively disturbing the equilibrium state reached by the system after each disturbance, reducing the value of the current intensity as indicated above, can be observed in Fig. 5. After each disturbance the system responds counteracting this disturbance and tending its response towards A new state of balance.

El experto en la materia puede por tanto opcionalmente repetir la etapa (ii) las veces que considere hasta alcanzar el espesor de la capa-barrera deseado, pues cada uno de los estados de equilibrio (voltaje) se corresponde con un espesor de la susodicha capa-barrera según la relación 1,3 nm/V.The person skilled in the art can therefore optionally repeat step (ii) as many times as you consider reach the thickness of the desired barrier layer, because each of the equilibrium states (voltage) corresponds to a thickness of the aforementioned barrier-layer according to the 1.3 nm / V ratio.

La etapa (ii) presenta la ventaja de que, no modifica en exceso el diámetro de los poros, ya que la disolución de la alúmina se produce mayoritariamente en el fondo de los poros, donde el flujo de las especies electroquímicas es mayor por existir mayor superficie de intercambio, y no en las paredes de los mismos (Fig. 6).Step (ii) has the advantage that, not excessively modifies the diameter of the pores, since the solution alumina occurs mostly at the bottom of the pores, where the flow of electrochemical species is greater for existing greater exchange surface, and not in the walls of the same (Fig. 6).

En una realización preferente de la invención las etapas (i) y (ii) tienen lugar en la misma célula electroquímica y en el mismo electrolito, lo cual simplifica el procedimiento frente a otros del estado de la técnica y supone un ahorro en costes y tiempo.In a preferred embodiment of the invention stages (i) and (ii) take place in the same electrochemical cell  and in the same electrolyte, which simplifies the procedure compared to others in the state of the art and represents a saving in costs and time

En una realización preferente del procedimiento de la invención, éste comprende además una etapa (iii) de ensanchamiento químico de los poros por vía húmeda. Esta etapa puede llevarse a cabo de forma convencional por un experto en la materia en presencia de un ácido inorgánico, con agitación y a temperatura convencional. En una realización más preferente esta etapa se realiza a 35ºC.In a preferred embodiment of the procedure of the invention, this further comprises a step (iii) of chemical widening of the pores by wet route. This stage can be carried out in a conventional manner by a person skilled in the art in the presence of an inorganic acid, with stirring and at temperature conventional. In a more preferred embodiment this stage is performed at 35 ° C.

El ensanchamiento químico consigue una abertura homogénea de la base de los poros de la alúmina porosa sin necesidad de que ésta sea extraída del sustrato de aluminio, tal y como se muestra en la Figura 6 F, y en la imagen de la Fig. 7, y permite eliminar la fina capa de alúmina residual de espesor típicamente comprendido entre 2-3 nm que puede permanecer en el fondo de los poros después de la etapa (ii). Este residuo se debe principalmente a la presencia de microrugosidades en la superficie del sustrato de aluminio después del electropulido, lo cual conlleva que el espesor de la capa barrera situada entre el sustrato y el óxido de aluminio no sea homogéneo. Teniendo en cuenta la velocidad aproximada de disolución de la alúmina de 2 nm/min puede determinarse fácilmente el tiempo de inmersión en el ácido en función del ensanchamiento de poros deseado.The chemical widening gets an opening homogeneous pore base of porous alumina without need for it to be extracted from the aluminum substrate, such and as shown in Figure 6 F, and in the image of Fig. 7, and allows to remove the thin layer of thick residual alumina typically between 2-3 nm that can remain at the bottom of the pores after stage (ii). This residue is mainly due to the presence of micro-crimes on the surface of the aluminum substrate after electropolishing,  which implies that the thickness of the barrier layer located between the substrate and aluminum oxide is not homogeneous. Having in counts the approximate speed of alumina dissolution of 2 nm / min can easily determine the immersion time in the acid depending on the desired pore enlargement.

En una realización particular de la invención la etapa (iii) comprende la inmersión de la de la nanoestructura obtenida en la etapa (ii) en ácido fosfórico al 5% en peso durante 10 minutos y con agitación constante a 300 r.p.m. En otra realización particular se utiliza ácido nítrico 1 M.In a particular embodiment of the invention the step (iii) comprises immersion of the nanostructure obtained in step (ii) in 5% by weight phosphoric acid during 10 minutes and with constant agitation at 300 r.p.m. In other particular embodiment 1M nitric acid is used.

El procedimiento de la invención presenta numerosas ventajas con respecto a los procedimientos del estado de la técnica. En este sentido, puede emplearse para cualquier espesor de la capa-barrera y, por ende, es aplicable para alúmina porosa y alúmina porosa ordenada producida por anodización tipo estándar y tipo "fast". El procedimiento es sencillo y económico, puesto que se lleva a cabo en el mismo electrolito en el que se realiza la anodización, y la nanoestructura obtenida queda exenta de contaminación química. También se reduce ostensiblemente el tiempo de operación, con respecto a otros procedimientos, pues etapas adicionales tales como "pore widening" (ensanchamiento de poro), "membrane detach" (desprendimiento de la membrana) y "metallic sputtering" (deposición de un contacto metálico en uno de las superficies de la membrana.) no son necesarias.The process of the invention presents numerous advantages with respect to the procedures of the state of The technique. In this sense, it can be used for any thickness of the barrier layer and, therefore, is applicable to porous alumina and ordered porous alumina produced by anodization standard type and "fast" type. The procedure is simple and economic, since it is carried out on the same electrolyte in the that the anodization is performed, and the obtained nanostructure is free of chemical contamination. It is also significantly reduced the operation time, with respect to other procedures, because additional stages such as "pore widening" of pore), "membrane detach" and "metallic sputtering" (deposition of a metallic contact in one of the membrane surfaces.) are not necessary.

Otra ventaja del procedimiento reside en que ni la rugosidad superficial ni el tamaño de los poros se modifica, lo cual permite adecuar las características técnicas de las nanoestructuras obtenidas a ulteriores aplicaciones.Another advantage of the procedure is that neither surface roughness or pore size is modified, what which allows to adapt the technical characteristics of the Nanostructures obtained at further applications.

En otro aspecto la presente invención se refiere a una nanoestructura obtenida mediante el procedimiento de la invención.In another aspect the present invention relates to a nanostructure obtained by the procedure of the invention.

En el procedimiento de la invención la capa de alúmina porosa permanece sobre el sustrato de aluminio, sin separarse, por lo que es posible utilizar esta nanoestructura como plantilla eficaz en diversas aplicaciones. En este sentido, debido a que los poros están abiertos por su parte inferior, tal y como se muestra en la Fig. 7, es posible realizar por ejemplo una electrodeposición en modo DC y obtener otras nanoestructuras 1D y 2D, como por ejemplo nanocables, nanotubos, nanopuntos y nanopilares, de diversos materiales tales como polímeros, cerámicas, o metales entre otros. Posteriormente estas segundas nanoestructuras 1D y 2D permanecen sobre el sustrato de aluminio una vez eliminado el óxido de aluminio.In the process of the invention the layer of Porous alumina remains on the aluminum substrate, without separate, so it is possible to use this nanostructure as Effective template in various applications. In this regard, due that the pores are open at the bottom, just as shown in Fig. 7, it is possible to perform for example a electrodeposition in DC mode and obtain other 1D nanostructures and 2D, such as nanowires, nanotubes, nanpoints and nanopillars, of various materials such as polymers, ceramics, or metals among others. Later you are second 1D and 2D nanostructures remain on the aluminum substrate Once the aluminum oxide has been removed.

Por tanto en otro aspecto la invención se refiere al empleo de la nanoestructura obtenida mediante el procedimiento de la invención en la preparación de una segunda nanoestructura 1D y 2D.Therefore in another aspect the invention is refers to the use of the nanostructure obtained through the process of the invention in the preparation of a second 1D and 2D nanostructure.

En una realización particular de la invención, el empleo se refiere al uso de la nanoestructura de la invención como máscara para transferir una segunda nanoestructura 1D y 2D sobre dicha nanoestructura. Ejemplos de estas segundas nanoestructuras son nanocables, nanotubos, nanopuntos y nanopilares. Estas segundas nanoestructuras quedan, bien sobre el propio sustrato de aluminio, bien sobre la primera capa de aluminio de partida que a su vez se encuentra sobre otro sustrato, o bien sobre el sustrato directamente que comprende un material conductor. En una realización preferente la segunda nanoestructura queda sobre el sustrato al ser la capa de aluminio tan fina que se oxida completamente. Tal y como se definió anteriormente, dicho sustrato puede ser un metal, un semiconductor, un polímero conductor, una cerámica conductora o mezclas de los mismos.In a particular embodiment of the invention, the use refers to the use of the nanostructure of the invention as a mask to transfer a second 1D and 2D nanostructure on said nanostructure. Examples of these second Nanostructures are nanowires, nanotubes, nanpoints and nanopilars. These second nanostructures remain, well on the own aluminum substrate, either on the first aluminum layer of item that in turn is on another substrate, or on the substrate directly comprising a conductive material. In a preferred embodiment the second nanostructure is on the substrate as the aluminum layer is so thin that it oxidizes completely. As defined above, said substrate it can be a metal, a semiconductor, a conductive polymer, a conductive ceramics or mixtures thereof.

En una realización particular se obtienen nanocables de Ni y en otra realización particular se obtienen nanocables de Co. Así, la Fig. 9 muestra las imágenes ESEM de nanocables metálicos de: (a) níquel y (b) cobalto obtenidos mediante electrodeposición DC sobre los substratos de aluminio y empleando la alúmina porosa como máscara ("template"). Las imágenes de las Figuras 7, 8 y 9 fueron obtenidas con un equipo ESEM FEI Quanta 600.In a particular embodiment they are obtained Ni nanowires and in another particular embodiment are obtained Co. nanowires Thus, Fig. 9 shows the ESEM images of metallic nanowires of: (a) nickel and (b) cobalt obtained by DC electrodeposition on the aluminum substrates and using porous alumina as a mask ("template"). The images of Figures 7, 8 and 9 were obtained with an ESEM device FEI Quanta 600.

La Figura 10 muestra el análisis de Difracción de Rayos-X (XRD) de dichos nanocables metálicos de Ni y Co fabricados. El análisis se llevó a cabo con un equipo Difractómetro de rayos X Broker AXS modelo D8 Discover.Figure 10 shows the Diffraction analysis X-ray (XRD) of said metal nanowires of Ni and Co manufactured. The analysis was carried out with a team X-ray diffractometer Broker AXS model D8 Discover.

En otra realización particular el empleo se refiere al uso de la nanoestructura de la invención, como máscara en la fabricación por réplica de una membrana de un material diferente al aluminio como pueden ser polímeros. Para ello se prepara una segunda nanoestructura sobre el sustrato de aluminio; a continuación se elimina la alúmina porosa empleada como máscara; se vierte sobre la estructura generada un precursor de un polímero, que se polimeriza y finalmente se separa la estructura metálica del polímero quedando transferida la forma de la nanoestructura original de la invención a la matriz polimérica.In another particular embodiment the employment is refers to the use of the nanostructure of the invention, as a mask in the manufacture by replica of a membrane of a material different from aluminum such as polymers. To do this prepares a second nanostructure on the aluminum substrate; to then the porous alumina used as a mask is removed; be pour a precursor of a polymer onto the generated structure, which polymerizes and finally separates the metal structure from the polymer being transferred the shape of the nanostructure original of the invention to the polymer matrix.

A continuación se presentan ejemplos ilustrativos de la invención que se exponen para una mejor comprensión de la invención y en ningún caso deben considerarse una limitación del alcance de la misma.Below are examples illustrative of the invention set forth for a better understanding of the invention and in no case should be considered a Limitation of its scope.

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Ejemplos Examples Ejemplo 1Example 1 Procedimiento de obtención de una nanoestructura según la invenciónProcedure for obtaining a nanostructure according to the invention

Se partió de un sustrato de aluminio comercial (Goodfellow Cambridge Ltd.), de pureza del 99.999%, y dimensiones (5X5 cm y 250 \mum de espesor).It started from a commercial aluminum substrate (Goodfellow Cambridge Ltd.), 99.999% pure, and dimensions (5X5 cm and 250 µm thick).

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1.1 Pretratamiento de la muestra1.1 Sample pretreatment 1.1.1 Recocido1.1.1 Annealing

El sustrato de aluminio se sometió a una primera limpieza con agua destilada y fue desecado en una estufa a 100ºC. Seguidamente, éste se recoció en un horno eléctrico en una atmósfera de nitrógeno a 400ºC durante 3 horas. El perfil de temperatura que siguió la muestra fue el siguiente:The aluminum substrate was subjected to a first cleaning with distilled water and was dried in an oven at 100 ° C. This was then annealed in an electric oven in an atmosphere of nitrogen at 400 ° C for 3 hours. The temperature profile that Followed the sample was as follows:

\bullet?
Tramo inicial (de temperatura ambiental a 400ºC con una rampa de 1ºC/minuto)Initial section (of temperature ambient at 400ºC with a ramp of 1ºC / minute)

\bullet?
Tramo intermedio (a una temperatura constante de 400ºC durante 3 horas)Intermediate section (at one constant temperature of 400 ° C for 3 hours)

\bullet?
Tramo final (descenso natural hasta alcanzar de nuevo la temperatura ambiental)Final section (natural descent until the ambient temperature is reached again)

Tras culminar la fase de recocido el sustrato extraído del horno se lavó con acetona en un baño de ultrasonidos durante 2 minutos. Posteriormente, se enjuagó con agua destilada y se secó (con cuidado para evitar que se doblara) con una corriente de aire. Finalmente, el sustrato de 5X5 cm se cortó en trozos de 2.5X2.5 cm para adecuar su tamaño a la ventana de la celda electroquímica en la que la anodización se llevó a cabo.After finishing the annealing phase the substrate extracted from the oven washed with acetone in an ultrasonic bath for 2 minutes Subsequently, it was rinsed with distilled water and dried (carefully to avoid bending) with a stream of air. Finally, the 5X5 cm substrate was cut into pieces of 2.5X2.5 cm to fit its size to the cell window electrochemistry in which the anodization was carried out.

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1.1.2 Electropulido1.1.2 Electropolishing

Una vez cortada la muestra, ésta se sometió a un proceso de electropulido. Los parámetros utilizados fueron los siguientes:Once the sample was cut, it was subjected to a electropolishing process The parameters used were the following:

\bullet?
Disolución (mezcla Etanol: HClO_{4} (v:v))Dissolution (Ethanol mixture: HClO4 (v: v))

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Temperatura (5ºC)Temperature (5ºC)

\bullet?
Agitación (300 r.p.m.)Agitation (300 r.p.m.)

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Voltaje (20 V)Voltage (20V)

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Tiempo (2 minutos)Time (2 minutes)

Finalmente, la muestra se sumergió en agua destilada en un baño de ultrasonidos durante 5 minutos y se secó en una corriente de aire para cerciorarse de que su superficie estaba completamente exenta de posibles restos de la disolución empleada para el electropulido.Finally, the sample was submerged in water distilled in an ultrasonic bath for 5 minutes and dried in a stream of air to make sure that its surface was completely free of possible remains of the solution used for electropolishing.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
1.2 Anodización1.2 Anodization 1.2.1 Primer paso1.2.1 First step

La muestra se situó en la celda electroquímica y se llevó a cabo el primer paso de la anodización.The sample was placed in the electrochemical cell and The first step of the anodization was carried out.

\bullet?
Disolución (ácido oxálico 0.3 M)Solution (oxalic acid 0.3 M)

\bullet?
Cátodo (platino en filamento de 5cm aproximadamente)Cathode (platinum in filament of 5cm approximately)

\bullet?
Agitación (300 r.p.m.)Agitation (300 r.p.m.)

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Voltaje (40 V)Voltage (40V)

\bullet?
Tiempo (30 minutos)Time (30 minutes)

\bullet?
Temperatura (10ºC)Temperature (10ºC)

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
1.2.2 Eliminación de la capa de alúmina1.2.2 Removal of the alumina layer

Una vez concluido el primer paso de la anodización, la muestra se sumergió en una disolución adecuada para eliminar la capa de óxido formada.Once the first step of the anodizing, the sample was immersed in a solution suitable for remove the oxide layer formed.

\bullet?
Disolución (mezcla ácido fosfórico (0.4 M) y ácido crómico (0.2 M))Dissolution (acid mixture phosphoric (0.4 M) and chromic acid (0.2 M))

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Temperatura (70ºC)Temperature (70ºC)

\bullet?
Agitación (300 r.p.m.)Agitation (300 r.p.m.)

\bullet?
Tiempo (30 minutos)Time (30 minutes)

Para cerciorarse de que la susodicha capa había sido completamente eliminada se comprobó su conductividad con un voltímetro.To make sure that the above layer had completely removed its conductivity was checked with a voltmeter.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
1.2.3 Segundo paso1.2.3 Second step

Bajo los mismos parámetros expuestos en el primer paso se llevó a cabo el segundo paso de la anodización, excepto el tiempo que fue de 4 horas.Under the same parameters set forth in the first step was carried out the second step of the anodization, Except the time that was 4 hours.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
1.3. Reducción/eliminación de la capa barrera1.3. Reduction / elimination of the barrier layer 1.3.1. Reducción escalonada de la intensidad de corriente1.3.1. Staggered reduction of the intensity of stream

Sin extraer la muestra de la celda de anodización, se identificó el último valor registrado de la intensidad de corriente (que fue de 3 mA aproximadamente). Dicho valor se tomó como punto de referencia para realizar la reducción/eliminación de la capa barrera del fondo de los poros con un proceso en modo CC. Se escogió un factor multiplicador de 0.5, y se fue reduciendo el valor de la intensidad de corriente de forma escalonada hasta que el valor del voltaje alcanzó los 2 V aproximadamente (tal y como puede observarse en el ejemplo, en este caso el segundo paso fue de 30 minutos).Without extracting the sample from the cell anodization, the last recorded value of the current intensity (which was approximately 3 mA). Saying value was taken as a reference point to perform the reduction / elimination of the pore bottom barrier layer with a process in CC mode. A multiplier factor of 0.5 was chosen, and the current intensity value was reduced so staggered until the voltage value reached 2 V approximately (as can be seen in the example, in this case the second step was 30 minutes).

Esta etapa se realizó en las siguientes condiciones:This stage was performed in the following terms:

\bullet?
Disolución (ácido oxálico 0.3 M)Solution (oxalic acid 0.3 M)

\bullet?
Cátodo (platino en filamento de 5 cm aproximadamente)Cathode (platinum in filament of 5 cm approximately)

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Agitación (300 r.p.m.)Agitation (300 r.p.m.)

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Intensidad Inicial (3 mA)Initial Intensity (3 mA)

\bullet?
Tiempo de cada paso (4 minutos)Time of each step (4 minutes)

\bullet?
Temperatura (10ºC)Temperature (10ºC)

En la Figura 11 se representa esta etapa, desde el final del segundo paso, hasta la reducción que corresponde al voltaje de aproximadamente 2 V.Figure 11 represents this stage, from the end of the second step, until the reduction corresponding to the voltage of about 2 V.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
1.3.2. Ensanchamiento de los poros y eliminación de los posibles restos de capa-barrera del fondo de los poros1.3.2. Widening of the pores and elimination of the possible traces of the barrier layer of the bottom of the pores

La muestra se extrajo de la celda de anodización, se enjuagó con agua destilada, y se sumergió:The sample was taken from the cell of anodizing, rinsed with distilled water, and dipped:

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Disolución (ácido fosfórico 5% en peso)Dissolution (5% phosphoric acid in weigh)

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Temperatura (35ºC)Temperature (35ºC)

\bullet?
Agitación (300 r.p.m.)Agitation (300 r.p.m.)

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Tiempo (entre 20 y 30 minutos).Time (between 20 and 30 minutes)

Claims (12)

1. Procedimiento para preparar una nanoestructura que comprende un sustrato de aluminio y en contacto con el mismo una capa de alúmina porosa caracterizada porque la capa-barrera del interior de los poros se ha eliminado o reducido que comprende las siguientes etapas:1. Procedure for preparing a nanostructure comprising an aluminum substrate and in contact therewith a porous alumina layer characterized in that the barrier layer inside the pores has been removed or reduced comprising the following steps: (i) obtención de una capa de alúmina porosa por anodización de un sustrato de aluminio en una célula electroquímica hasta que el valor de la densidad de corriente se estabiliza;(i) obtaining a porous alumina layer by anodizing an aluminum substrate in an electrochemical cell until the current density value stabilizes; (ii) disminución del valor de la intensidad de corriente hasta que éste se estabiliza de nuevo; y opcionalmente, repetición de la etapa (ii) hasta que la capa-barrera del interior de los poros se reduce o elimina.(ii) decrease in the intensity value of current until it stabilizes again; and optionally, repetition of step (ii) until the barrier layer inside the pores is reduced or eliminates 2. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que el sustrato de aluminio comprende: una capa que comprende un material diferente al aluminio conductor y una capa de aluminio depositada sobre dicha capa.2. Method according to claim 1 in the that the aluminum substrate comprises: a layer comprising a material other than conductive aluminum and an aluminum layer deposited on said layer. 3. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además una etapa (iii) de ensanchamiento químico de los poros por vía húmeda.3. Method according to claim 1, which it also comprises a stage (iii) of chemical widening of the wet pores. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que en la etapa (ii) la disminución del valor de la intensidad de corriente está comprendida entre un tercio y dos tercios del valor de la intensidad de corriente anterior.4. Procedure according to any of the claims 1 to 3, wherein in step (ii) the decrease of the value of the current intensity is between a third and two thirds of the current intensity value previous. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 4, en el que las etapas (i) y (ii) tienen lugar en la misma célula electroquímica y en el mismo electrolito.5. Procedure according to any of the claims 1 or 4, wherein steps (i) and (ii) take place  in the same electrochemical cell and in the same electrolyte. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 5, en el que en la etapa (i) se obtiene una capa de alúmina porosa desordenada.6. Procedure according to any of the claims 1 or 5, wherein in step (i) a messy porous alumina layer. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 5, en el que en la etapa (i) se obtiene una capa de alúmina porosa ordenada mediante un método que comprende:7. Procedure according to any of the claims 1 or 5, wherein in step (i) a porous alumina layer sorted by a method that understands: a) anodización de un sustrato de aluminio en una célula electroquímica;a) anodizing an aluminum substrate in a electrochemical cell; b) interrupción de la anodización y eliminación de la capa de alúmina porosa desordenada obtenida en a);b) interruption of anodization and elimination of the disordered porous alumina layer obtained in a); c) anodización del sustrato de aluminio obtenido en b).c) anodization of the aluminum substrate obtained in b). 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1, 5, 6 o 7 en el que la anodización del sustrato de aluminio se realiza en una de las siguientes condiciones de trabajo:8. Procedure according to any of the claims 1, 5, 6 or 7 wherein the substrate anodization Aluminum is performed in one of the following conditions of job: - ácido fosfórico presente en una concentración de entre 5 y 10% en peso y a un voltaje comprendido entre 140 y 195 V;- phosphoric acid present in a concentration between 5 and 10% by weight and at a voltage between 140 and 195 V; - en ácido sulfúrico presente en una concentración de entre 5 y 10% en peso y a un voltaje comprendido entre 18 y 70 V; o- in sulfuric acid present in a concentration between 5 and 10% by weight and at a voltage comprised between 18 and 70 V; or - en ácido oxálico en una concentración comprendida entre 0.1 y 0.5 M y a un voltaje comprendido entre 40 y
180 V.
- in oxalic acid at a concentration between 0.1 and 0.5 M and at a voltage between 40 and
180 V.
9. Nanoestructura obtenida por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.9. Nanostructure obtained by the procedure according to any of claims 1 to 8. 10. Empleo de la nanoestructura según la reivindicación 9, en la preparación de una segunda nanoestructura.10. Use of the nanostructure according to claim 9, in the preparation of a second nanostructure 11. Empleo según la reivindicación 10 en el que ésta se utiliza como máscara para transferir una segunda nanoestructura unidimensional seleccionada de entre nanocables, nanotubos, nanopuntos y nanopilares sobre dicha nanoestructura.11. Use according to claim 10 wherein this is used as a mask to transfer a second One-dimensional nanostructure selected from among nanowires, nanotubes, nanpoints and nanopillars on said nanostructure. 12. Empleo según la reivindicación 10 en el que ésta se utiliza como máscara en la fabricación por réplica de una membrana de un material polimérico.12. Use according to claim 10 wherein this is used as a mask in the manufacture by replica of a membrane of a polymeric material.
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