Nanotechnologia

W nanoskali, gdzie operuje się wielkościami rzędu milionowych metra, odpowiedni kształt i wymiary materiału mogą sprawić, że będzie miał on zaskakujące właściwości elektroniczne lub optyczne. Obecnie głównym wyzwaniem jest przeniesienie tych atrybutów na materiały w większej skali.
„Możemy wyprodukować wielowarstwowe podłoża składające się z różnych materiałów w niemal dowolnej konfiguracji”, mówi Kevin Yager, naukowiec z Brookhaven Lab i współautor projektu. „Poprzez szybką i niezależną kontrolę nanostruktury i składu materiału, jesteśmy w stanie dostosowywać ich właściwości. Proces ten może być w prosty sposób przystosowywany do tworzenia materiałów w większej skali. ”
Ta nowa technika oparta jest na samoorganizowaniu się polimerów. Proces ten wymaga wybuchu ciepła, który sprawia, że molekuły układają się w odpowiednie konfiguracje. W tym przypadku, bardzo gorący laser przechodzi przez próbkę, układając chaotyczne polimery w precyzyjny układ jedynie w kilka sekund.
Nanoprzewody tworzone laserowo
Aby utworzyć konstrukcję podłoża, naukowcy wykorzystali nową technikę wyżarzania laserem (LZA – laser zone annealing) do rozmieszczenia w ekstremalnych punktach skoków temperatury, potrzebnych do ultra-szybkiego samoorganizowania się struktury. Następnie, na powierzchni polimerów umieszczają elastyczną, wrażliwą na ciepło powłokę. Gorąca wiązka lasera sprawia, że elastyczny film zaczyna się rozszerzać, przez co powstają nanostruktury w formie cylindrów.
Wielowarstwowa krata
Zbiór nanoprzewodów może funkcjonować jako podstawa całej kratki. Inne powłoki, przechodzące ten sam proces, są następnie układane tak, aby utworzyć dostosowaną, przecinającą się konfigurację, 10000 razy cieńszą niż ludzki włos.
Yager tłumaczy: „jesteśmy w stanie wytworzyć niemal dowolną dwuwymiarową konfigurację w formie kratki, co daje nam pełną swobodę w produkcji wielokomponentowych nanostruktur. Bardzo ciężko jest przewidzieć wszystkie potencjalne zastosowania tej wszechstronnej techniki”.

Źródło artykułu

Źródło grafiki