LAB 02. Nanotehnologii și procese electrochimice

Cameră albă modulară

COLANDIS GmbH, Germania

Specificații:

• ISO 4 (max. 10.000 #/m³, ≥0.1 µm)
• Unitate extracție/procesare aer cu filtre HEPA
• Sas de echipare/dezechipare a personalului
• Suprafață utilă de lucru: 12 m²

Utilizare:

• Litografie optică în UV
• Dezvoltarea micro- și nanostructurilor

Incintă etanșă cu mănuși

GS GmbH, Germania

Specificații:

• Trei brațe cu acces pe o singură parte
• Antecameră, d = 150 mm
• Senzori de O₂, H₂O și presiune
• Posibilitate atmosferă inertă: Ar sau N₂

Utilizare:

• Prepararea și caracterizarea celulelor fotovoltaice organice
• Asamblarea și încapsularea micro-bateriilor

Nișe de extracție chimică

Realizare personalizată, România

Specificații:

• 2 hote cu suprafața de lucru: 2 × (~3 m²)
• Prevăzute cu surse de apă și evacuare separate
• Spațiu de depozitare a produselor chimice
• Capacitate mare de extracție
• Eliminare eficientă a compușilor volatili
• Panouri frontale glisante din sticlă securizată

Utilizare:

• Desfășurarea în siguranță a experimentelor care implică substanțe volatile, toxice sau corozive
• Implementarea unor procese chimice și/sau electrochimice

Stație de lucru - electrochimie 1

Configurație personalizată

Specificații:

• Potențiostat/Galvanostat VoltaLab PGZ 100 AiO (Radiometer Analytical SAS, Franța)
• SourceMeter Keithley 2460 (Tektronix, SUA)
• Controler de temp. Lake Shore 331, 2 canale (SUA)
• Sistem asistat de calculator. Achiziție, control și automatizare în LabVIEW (National Instruments)
• Celulă electrolitică din Teflon, confecționată manual și termostatată termoelectric (-2°C – +90°C). Sunt disponibile multiple accesorii, adaptate diverselor aplicații

Utilizare:

• Preparare: electropolisare, anodizare, electrodepunere, corodare electrochimică
• Caracterizare: voltametrie ciclică (CV) și liniară (LSV), spectorscopie de impedanță electrochimică (EIS)

Stație de lucru - electrochimie 2

Configurație personalizată

Specificații:

• Potențiostat/Galvanostat SRS EC301 (Stanford Research Systems, USA) cu măsurarea temperaturii (sondă inclusă)
• SourceMeter Keithley 2400 (Tektronix, SUA)
• Controler de temp. Lake Shore 336, 4 canale (SUA)
• Sistem asistat de calculator. Achiziție, control și automatizare în LabVIEW (National Instruments)
• Celulă electrolitică din sticlă (pahar cu pereți dubli), termostatată folosind o baie cu recirculare, ARGO LAB CB5-10 (Giorgio Bormac, Italia), -10°C – +100°C

Utilizare:

• Preparare: cronamperometrie (cronopotențiometrie) în pulsuri de tensiune (curent), electropolimerizare, gravură
• Caracterizare: voltametrie ciclică (CV) și liniară (LSV), spectorscopie de impedanță electrochimică (EIS), coroziune galvanică (mod ZRA), analiză supercapacitori, pile electrochimice, baterii și celule fotovoltaice

Sistem modular E-QCM

Configurație personalizată

Specificații:

• Controler SRS QCM200 (Stanford Research Systems, SUA)
• Oscilator de 5 MHz QCM25 (SRS, SUA)
• Cristale de cuarț disponibile, acoperite cu Ti/Au și Ti/Pt
• Celulă microfluidică axială (adaptoare și accesorii incluse)
• Micro-pompă de precizie cu 2 seringi (Ossila, UK)
• Sistem asistat de calculator. Achiziție, control și automatizare în LabVIEW (National Instruments)
• Integrare cu Potențiostatul/Galvanostatul SRS EC301

Utilizare:

• Senzori și biosenzori gravimetrici (E-QCM)
• Măsurători dinamice în timpul proceselor de electrodepunere, studiul reacțiilor RedOx și de polimerizare, etc.

Sistem producere apă deionizată

Merck, Millipore Direct-Q 3 UV, Germania

Specificații:

• Apă deionizată pură (Tip III) și ultra-pură (Tip I)
• Lampă UV și filtre HEPA interschimbabile
• Capacitate de producere: 3 l/oră
• Rezistivitatea apei de Tip I: ∼18 MΩ·cm, la 25°C

Utilizare:

• Apă Tip III: curățire eșantioane, spalare sticlărie de laborator, igienizare
• Apă Tip I: preparare soluții apoase și electroliți pentru procesele chimice și electrochimice, spălare probe sensibile la contaminare

Accesorii, consumabile și elemente auxiliare disponibile în laborator:

• Balanță de precizie: KERN, EWJ 300-3, 300 g, Germania. Sunt disponibile creuzete din PTFE (Teflon), disponibile în diverse dimensiuni și configurații, utilizate pentru cântărirea, manipularea și transferul substanțelor chimice.
• pH-metru educațional cu agitator magnetic (Hanna Instruments) HI208-02, SUA. Multiparametru: conductivitate și temperatură.
• Băi de ultrasonare Elma Schmidbauer GmbH, Germania:
  • Elmasonic P60H, 5.75 l, frecvență duală: 37/80 kHz (180/140 W), temperatură: 30-80°C;
  • Elmasonic S15H, 1.75 l, frecvență: 37 kHz (35 W), temperatură: 30-80°C.
• Două agitatoare magnetice independente (unul include și încălzire). Sunt disponibili elemenți magnetici teflonați de diverse forme și dimensiuni.
• Sistem de curățare și uscare cu pistol de suflare în flux de azot sub presiune.
• Butelii de gaze tehnice (Ar, N₂, O₂, etc.), disponibile în diferite grade de puritate, utilizate într-o gamă largă de procese experimentale, inclusiv pentru realizarea atmosferelor controlate, ventilarea sistemelor de vid, precum și pentru uscarea și curățarea eșantioanelor și a sticlăriei de laborator.
• Substraturi utilizate în sinteza chimică a nanomaterialelor, precum și în procesele de electrodepunere sau electropolimerizare: Siliciu (Si) monocristalin intrinsec, precum și dopat n sau p, acoperit cu filme subțiri metalice în configurație multistrat și având grosimi variabile în funcție de aplicație (Ti, Au, Pt, Al, Cu, etc.); sticlă optică pură sau acoperită cu ITO, FTO, IZO sau AZO; șabloane nanoporoase de Oxid de Aluminiu Anodic (AAO) suportat sau auto-suportat, având porozități și grosimi variate; membrane nanoporoase de policarbonat (PC) sau polimidă (PI) cu porozități și configurații diverse; etc.
• Set de electrozi pentru procese electrochimice: electrozi de referință (Ag/AgCl și SCE), electrozi metalici (Pt, Cu, Al, grafit, oțel inoxidabil). Aceștia includ cabluri pentru conexiunile electrice și soluții de întreținere.
• Pensete disponibile într-o varietate de forme, dimensiuni și configurații funcționale, confecționate din materiale precum oțel inoxidabil, Teflon și alte materiale compatibile cu aplicațiile de laborator, utilizate pentru prepararea, manipularea și transferul eșantioanelor și probelor sensibile.
• Stative de electrozi în diverse configurații și mărimi.
• Set de micropipete cu volum variabil (0.5 µL–1000 µL) și control precis al volumului dispensat, împreună cu vârfuri de diferite capacități, utilizate pentru dozarea controlată a reactivilor, prepararea soluțiilor chimice și a electroliților necesari proceselor chimice și electrochimice.
• Sticlărie de laborator diversificată, disponibilă într-o gamă largă de dimensiuni și configurații, incluzând: pahare Berzelius, baloane cotate (volumetrice), cilindri gradați, eprubete, pipete volumetrice, pipete gradate, micropipete Pasteur, desicatoare, cristalizoare, flacoane pentru reactivi, vase Petri din sticlă, etc.
• Module de extensie GPIB NI (National Instruments), interne PCIE și externe USB, inclusiv cabluri GPIB, pentru asistarea computerizată a configurațiilor experimentale.
• Stoc de reactivi și precursori destinați proceselor chimice și electrochimice, disponibili sub formă de pulberi, soluții și săruri, acoperind o gamă variată de compuși anorganici și organici, inclusiv acizi, baze, electroliți, agenți complexanți, oxidanți, reducători și alte materiale funcționale utilizate în sinteza materialelor avansate și a nanomaterialelor.
• Mănuși, halate, ochelari de protecție și alte echipamente individuale de protecție.