Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanofabrication

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Método Novo da Prevenção da Rachadura para Filmes Finos do Nanoparticle

Published on October 12, 2012 at 8:51 AM

Fazer revestimentos uniformes é um desafio comum da engenharia, e, ao trabalhar no nanoscale, mesmo as rachaduras ou os defeitos os mais minúsculos podem ser um problema grande. A pesquisa Nova dos coordenadores da Universidade da Pensilvânia mostrou uma maneira nova de evitar tais rachaduras ao depositar filmes finos dos nanoparticles.

O Nanoparticle filma a rachadura em determinadas espessuras (saiu). Adicionando camadas de uns filmes mais finos, rachar-se pode ser evitado (direito).

A pesquisa foi conduzida pelo aluno diplomado Jacob Prosser e pelo Lee de Daeyeon do professor adjunto, do Departamento da Engenharia Química e Biomolecular na Escola de Penn da Engenharia e de Ciência Aplicada. O Aluno diplomado Teresa Brugarolas e o Lee de Steven do aluno de licenciatura, também da Engenharia Química e Biomolecular, e o professor Adam Nolte do Instituto de Tecnologia de Rosa-Hulman participaram na pesquisa.

Seu trabalho foi publicado nas Letras Nano do jornal.

Para gerar um filme do nanoparticle, as partículas desejadas são suspendidas em um líquido apropriado, que seja então fina e espalhe uniformente sobre a superfície com uma variedade de métodos físicos. O líquido é permitido então evaporar, mas, como seca, o filme pode rachar-se como a lama no sol.

“Um método para impedir o rachamento está alterando a química da suspensão pondo aditivos obrigatórios dentro lá, “Prosser disse. “Mas isso está adicionando essencialmente um material novo ao filme, que pode arruinar suas propriedades.”

Este dilema é destacado no caso dos eléctrodos, os pontos de contacto em muitos dispositivos elétricos que transferem a electricidade. Os dispositivos da Parte alta, como determinados tipos de células solares, têm os eléctrodos compor dos filmes do nanoparticle que conduzem elétrons, mas as rachaduras nos filmes actuam como isoladores. Adicionar uma pasta aos filmes combinaria somente o problema.

“Estas pastas são geralmente os polímeros, que são os isoladores eles mesmos,” Lee disseram. “Se você os usa, você não está indo obter a propriedade visada, a condutibilidade, que você quer.”

Os Coordenadores podem impedir rachaduras com métodos de secagem alternativos, mas estes envolvem temperaturas ou pressões ultra-altas e assim equipamento caro e complicado. Um método barato e eficiente para impedir rachaduras seria um benefício para todo o número de processos industriais.

A ubiquidade do rachamento neste contexto, contudo, significa que os pesquisadores conhecem “a espessura de rachamento crítica” para muitos materiais. A descoberta veio quando Prosser tentou fazer um filme mais fino do que este ponto inicial, a seguir empilhando os junto para fazer um composto da espessura desejada.

“Eu estava pensando sobre como, na pintura das construções e das HOME, os revestimentos múltiplos são usados,” Prosser disse. “Uma razão para aquela é evitar rachar-se e descascar. Eu pensei que poderia trabalhar para estes filmes também, assim que Eu lhe dei uma tentativa.”

“Esta é uma daquelas coisas onde, uma vez que você a figura para fora,” Lee disse, “ele é tão óbvia, mas de algum modo este método iludiu todos todos estes anos.”

Uma razão que esta aproximação pode ter permanecido inédito é que é counterintuitive que deve trabalhar de todo.

O método os pesquisadores usados para fazer os filmes é sabido como o “rotação-revestimento.” Uma quantidade precisa da suspensão do nanoparticle - neste caso, esferas do silicone na água - é espalhada sobre a superfície do alvo. A superfície é girada então ràpida, fazendo com que a aceleração centrífuga dilua a suspensão sobre a superfície em uma camada uniforme. A suspensão seca então com rotação continuada, fazer com que a água evapore e deixar as esferas do silicone atrás em um regime comprimido.

Mas para fazer uma segunda camada sobre este primeira, uma outra gota da suspensão líquida precisaria de ser colocada nos nanoparticles secados, algo que os lavaria normalmente afastado. Contudo, os pesquisadores foram surpreendidos quando as camadas secadas permaneceram intactos depois que o processo foi repetido 13 vezes; o mecanismo exacto por que permaneceram estáveis é algo de um mistério.

“Nós acreditamos que os nanoparticles estão ficando na superfície,” Lee dissemos, “porque as ligações covalent estão sendo formadas entre eles mesmo que nós não os estejamos expor às altas temperaturas. A inspiração para essa hipótese veio de nosso colega Roubo Carpick. Seu papel recente da Natureza era toda sobre como o silicone-silicone surge ligações do formulário na temperatura ambiente; nós pensamos que este trabalhará com outros tipos de óxidos de metal.”

Source: http://www.upenn.edu

Last Update: 12. October 2012 09:19

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