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Posted in | Nanofabrication

Nuovo Metodo di Prevenzione della Crepa per le Pellicole Sottili di Nanoparticella

Published on October 12, 2012 at 8:51 AM

Uniformare i rivestimenti è una sfida comune di assistenza tecnica e quando lavora al nanoscale, anche le crepe o i difetti più minuscoli possono essere un grande problema. La Nuova ricerca dagli ingegneri dell'Università Della Pennsylvania ha indicato un nuovo modo di prevenzione delle tali crepe quando deposita le pellicole sottili delle nanoparticelle.

La Nanoparticella filma la crepa a determinati spessori (ha andato). Aggiungendo i livelli di pellicole più sottili, incrinare può essere evitata (destra).

La ricerca piombo dal dottorando Jacob Prosser e dall'assistente universitario Daeyeon Lee, sia del Dipartimento di Assistenza Tecnica Chimica che Biomolecolare a Scuola di Penn di Assistenza Tecnica e di Scienza Applicata. Il Dottorando Teresa Brugarolas e lo studente universitario Steven Lee, anche di Assistenza Tecnica Chimica e Biomolecolare ed il professor Adam Nolte dell'Istituto di Tecnologia di Rosa-Hulman hanno partecipato alla ricerca.

La Loro opera è stata pubblicata nelle Lettere Nane del giornale.

Per generare una pellicola di nanoparticella, le particelle desiderate sono sospese in un liquido adatto, che è poi sottilmente e perfino si diffonde la superficie con vari metodi fisici. Il liquido poi è permesso evaporare, ma, poichè si asciuga, la pellicola può incrinare come fango al sole.

“Un metodo per impedire la criccatura sta modificando la chimica della sospensione mettendo gli additivi obbligatori dentro là, “Prosser ha detto. “Ma quello essenzialmente sta aggiungendo un nuovo materiale alla pellicola, che può rovinare i sui beni.„

Questo dilemma è evidenziato nel caso degli elettrodi, i punti di contatto in molte unità elettriche che trasferiscono l'elettricità. Le unità Di Qualità Superiore, come determinati tipi di pile solari, hanno elettrodi composti di pellicole di nanoparticella che conducono gli elettroni, ma le crepe nelle pellicole fungono da isolanti. Aggiungendo un raccoglitore alle pellicole complicherebbe soltanto il problema.

“Questi raccoglitori sono solitamente polimeri, che sono isolanti stessi,„ Lee hanno detto. “Se li usate, non state andando ottenere i beni mirati a, la conducibilità, che volete.„

Gli Ingegneri possono impedire le crepe con i metodi di secchezza alternativi, ma questi comprendono le temperature o pressioni ultraelevate e così attrezzature costose e complicate. Un metodo economico ed efficiente per impedire le crepe sarebbe un vantaggio per qualsiasi numero di processi industriali.

L'ubiquità di criccatura in questo contesto, tuttavia, significa che i ricercatori conoscono “lo spessore di criccatura critico„ per molti materiali. L'innovazione è venuto quando Prosser ha provato a rendere una pellicola più sottile di questa soglia, quindi impilandoli insieme per fare un composito dello spessore desiderato.

“Stavo pensando come, nella pittura dei beni immobili e delle case, i cappotti multipli sono utilizzati,„ a Prosser ho detto. “Una ragione per quella è di evitare incrinare e staccare. Ho pensato che potrebbe lavorare per queste pellicole pure, in modo dagli ho dato una prova.„

“Questa è una di quelle cose dove, una volta che la calcolate fuori,„ Lee ha detto, “è così ovvia, ma questo metodo ha eluso in qualche modo ognuno tutti questi anni.„

Una ragione che questo approccio può rimanere non provato è che è controintuitivo che dovrebbe lavorare affatto.

Il metodo i ricercatori usati per fare le pellicole è conosciuto come “rotazione-rivestimento.„ Una quantità precisa della sospensione di nanoparticella - in questo caso, le sfere della silice in acqua si diffonde la superficie dell'obiettivo. La superficie poi è filata rapido, inducente l'accelerazione centrifuga ad assottigliare la sospensione sopra la superficie in un livello costante. La sospensione poi si asciuga con rotazione continuata, indurre l'acqua evaporare e lasciare le sfere della silice dietro in una disposizione compressa.

Ma per fare un secondo livello sopra questo primo, un'altra goccia della sospensione liquida dovrebbe essere collocata sulle nanoparticelle secche, qualcosa che le lavasse normalmente via. Tuttavia, i ricercatori sono stati sorpresi quando i livelli secchi sono rimanere intatti dopo che il trattamento è stato ripetuto 13 volte; il meccanismo esatto da cui sono rimanere stabili è qualcosa di un mistero.

“Crediamo che le nanoparticelle stiano restando sulla superficie,„ Lee abbiamo detto, “perché le obbligazioni covalenti stanno formande fra loro anche se non stiamo esponendoli alle temperature elevate. L'inspirazione per quell'ipotesi è venuto dal nostro collega Rob Carpick. Il Suo documento recente della Natura era interamente circa come la silice-silice affiora obbligazioni del modulo alla temperatura ambiente; pensiamo che questo funzioni con altri generi di ossidi metallici.„

Sorgente: http://www.upenn.edu

Last Update: 12. October 2012 09:17

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