В этот раз при помощи света. Наноразмерные структуры могут стать воротами в мир многих технологий, которые сейчас существуют лишь в лаборатории, и даже тех, которых сейчас даже не существует. Порой, для создания удивительных технологий надо создать нечто безупречное, или что-то тонкое, в прямом и переносном смысле. Так было с полупроводниками, которые расцвели благодаря технологиям тонкого контроля примесей. Там, возможно, будет со сверхпроводниками, когда мы сможем создавать уникальные рукотворные молекулярные структуры. Или с квантовыми компьютерами, когда мы создадим особые сложные наноструктуры, в которых кубиты смогут работать и "чувствовать себя в безопасности" от внешних воздействий. Как пример для, непосредственно, наноструктур - создание сетки тонких пластинок или ворсинок из пьезоэлектрических материалов, которые смогут напрямую извлекать тепловую энергию из нагретого газа, производя электричество и охлаждая, тем самым, газ.
Нанопечать объёмных наноструктур, разумеется, уже существует, однако методы такой печати до недавнего времени были такими, что не позволяло им выходить за рамки лабораторий. Теперь же, исследователи из Технологического института Джорджии разработали новый метод, который в 480 раз быстрее и в 35 раз дешевле, чем традиционные технологии. Новый метод нанопечати металлов основан на использовании света для создания наноразмерных металлических структур. В отличие от традиционных методов, которые требуют дорогостоящего и сложного оборудования, основой метода является недорогой источник света, например, простой светодиод или полупроводниковый лазер низкой интенсивности.
В качестве рабочего материала используются химические соединения, которые высвобождают металлы при воздействии света. Свет фокусируется на поверхности, и энергия света вызывает химическую реакцию, которая приводит к формированию наноразмерных металлических структур. Процесс печати контролируется с помощью специального программного обеспечения, которое призвано не только управлять процессом, но и обеспечивать необходимую точность.
Помимо уже описанных преимуществ в скорости и стоимости печати, новый метод также непритязателен к материалу основы, или подложки. Он может использоваться для печати наноразмерных металлических структур как на металлах, так и на полимерах, стекле или керамике.
Область применений, даже при поверхностном анализе, уже внушительная. Это точно электроника, можно будет печатать наносхемы, включающие не только транзисторы, но и другие электронные компоненты, не используя при этом дорогое и труднодоступное фотолитографическое оборудование. Это же и касается потенциально революционной передовой технологии вычислений, которая вытеснит электронику - фотоники, от которой требуются не только тонкие структуры, но и особые материалы и композиты. Также, может случиться прорыв в области создания биосенсоров и других датчиков, которые требуют сложных микроструктур. Напоследок - создание систем хранения энергии и топливных ячеек, от которых также требуются сложные и малоразмерные структуры.
Источник:
Юнгхо Чой и др., Масштабируемая печать металлических наноструктур посредством проекции сверхлюминесцентного света (Jungho Choi et al, Scalable Printing of Metal Nanostructures through Superluminescent Light Projection), Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202308112
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
