Posted in | Nanofabrication

De Nieuwe Methode van de Preventie van de Barst voor Dunne Films Nanoparticle

Published on October 12, 2012 at 8:51 AM

Het Maken van eenvormige deklagen is een gemeenschappelijke techniekuitdaging, en, wanneer het werken bij nanoscale, zelfs kunnen de kleinste barsten of de tekorten een groot probleem zijn. Het Nieuwe onderzoek van Universiteit van de ingenieurs van Pennsylvania heeft een nieuwe manier getoond om dergelijke barsten te vermijden wanneer het deponeren van dunne films van nanoparticles.

De films van Nanoparticle barsten bij bepaalde (verlaten) dikten. Door lagen dunnere films toe te voegen, kan het barsten worden vermeden (juist).

Het onderzoek werd geleid door gediplomeerde student Jacob Prosser en hulpProfessor Daeyeon Lee, zowel van het Ministerie van Chemische als Biomoleculaire Techniek in de School van Penn van Techniek en Toegepaste Wetenschap. De Gediplomeerde student Teresa Brugarolas en de student Steven Lee, ook van Chemische en Biomoleculaire Techniek, en Professor Adam Nolte van het Instituut roze-Hulman van Technologie namen aan het onderzoek deel.

Hun werk werd gepubliceerd in de dagboek Nano Brieven.

Om een nanoparticlefilm te produceren, worden de gewenste deeltjes opgeschort in een geschikte vloeistof, die dan dun en gelijk over de oppervlakte door een verscheidenheid van fysieke methodes wordt uitgespreid. De vloeistof wordt dan toegestaan om te verdampen, maar aangezien het droogt, kan de film als modder in de zon barsten.

„Één methode om het barsten te verhinderen wijzigt de chemie van de opschorting door bindende additieven te zetten binnen daar, „bovengenoemde Prosser. „Maar dat voegt hoofdzakelijk een nieuw materiaal aan de film toe, die zijn eigenschappen kan ruïneren.“

Dit dilemma wordt benadrukt in het geval van elektroden, de contactpunten in vele elektroapparaten die elektriciteit overbrengen. High-end de apparaten, zoals bepaalde types van zonnecellen, hebben elektroden die uit nanoparticlefilms worden samengesteld die elektronen leiden, maar de barsten in de films doen dienst als isolatie. Het Toevoegen van een bindmiddel aan de films zou slechts het probleem samenstellen.

„Deze bindmiddelen zijn gewoonlijk polymeren, die isolatie zelf zijn,“ Lee zeiden. „Als u hen gebruikt, gaat u niet het gerichte bezit, het geleidingsvermogen krijgen, dat u.“ wilt

De Ingenieurs kunnen barsten met alternatieve het drogen methodes verhinderen, maar deze impliceren ultrahoge temperaturen of druk en zo dure en ingewikkelde apparatuur. Een goedkope en efficiënte methode om barsten zou te verhinderen een zegen voor om het even welk aantal industriële processen zijn.

De ubiquiteit van het barsten in deze context, echter, betekent dat de onderzoekers de „kritieke het barsten dikte“ voor vele materialen kennen. De doorbraak kwam toen Prosser probeerde makend een filmverdunner dan deze drempel, dan samen stapelend hen om een samenstelling van de gewenste dikte te maken.

„Ik dacht over hoe, in het schilderen van gebouwen en huizen, de veelvoudige lagen worden gebruikt,“ bovengenoemde Prosser. „Één reden voor dat is te vermijden barstend en pellend. Ik dacht het voor deze films kon eveneens werken, zodat gaf Ik het een poging.“

„Dit is één van die dingen waar, zodra u het uit voorstelt,“ Lee zei, „het is zo duidelijk, maar op de een of andere manier heeft deze methode iedereen al deze jaren.“ vermeden

Één reden deze benadering kan onbeproefd gebleven zijn is dat het counterintuitive is dat het bij allen zou moeten werken.

De methode de onderzoekers die worden gebruikt om de films te maken is gekend als „rotatie-met een laag bedekt.“ Een nauwkeurige hoeveelheid nanoparticleopschorting - in dit geval, kiezelzuurgebieden in water - wordt uitgespreid over de doeloppervlakte. De oppervlakte wordt dan snel gesponnen, veroorzakend centrifugaalversnelling om de opschorting over de oppervlakte in een eenvormige laag te verdunnen. De opschorting droogt dan met voortdurende omwenteling, veroorzakend het water om te verdampen en erachter verlatend de kiezelzuurgebieden in een samengeperste regeling.

Maar om een tweede laag over dit eerste te maken, zou een andere daling van vloeibare opschorting op droge nanoparticles, iets moeten worden geplaatst die hen normaal zou reinigen. Nochtans, waren de onderzoekers verrast toen de droge lagen intact bleven nadat het proces 13 keer werd herhaald; het nauwkeurige mechanisme waardoor zij stabiel bleven is iets van een geheim.

„Wij geloven dat nanoparticles op de oppervlakte blijven,“ Lee zeiden, „omdat de covalente banden tussen hen worden gevormd alhoewel wij hen niet aan hoge temperaturen blootstellen. De inspiratie voor die hypothese kwam uit onze collegaRob Carpick. Zijn recent document van de Aard was allen over hoe de kiezelzuur-kiezelzuur oppervlakten banden bij kamertemperatuur vormen; wij denken dit met andere soorten metaaloxides.“ zal werken

Bron: http://www.upenn.edu

Last Update: 12. October 2012 09:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit