Просмотр по

Лазерный луч вносит порядок в структуру наноматериалов

Лазерный луч вносит порядок в структуру наноматериалов

Новая универсальная методика, разработанная сотрудниками Брукхэвенской Национальной Лаборатории Министерства энергетики США, позволяет быстро и с высокой точностью создавать решетчатые наноструктуры для функциональных материалов.

«Мы можем изготовлять многослойные решетки из разных материалов практически с любой геометрической конфигурацией, — сообщил соавтор работы, Кевин Ягер (Kevin Yager). — Быстро и независимо контролируя структуру и состав в наномасштабе мы можем регулировать рабочие характеристики этих материалов. Немаловажно, что данный процесс легко адаптируется для крупномасштабных приложений».

Новая технология базируется на использовании самоорганизующихся полимеров, молекулы которых спонтанно образуют необходимые структуры. Для самосборки требуются тепловые импульсы, фиксирующие молекулы в определенной конфигурации. Источником таких точно локализованных тепловых вспышек в экспериментах служил интенсивный лазерный луч (метод зонного лазерного отжига — LZA). В просканированном лазером образце хаотические полимерные блоки за секунды приобретали упорядоченный вид, образуя квадратные, ромбические, треугольные и прочие решетки.

Совершенствуя далее эту технологию, ученые применили LZA к полимерной пленке, на которую нанесли эластичное термочувствительное покрытие. Тепло лазера заставляло покрытие расширяться, менее, чем за секунду формируя массив упорядоченных наноцилиндров.

После того, как слой наноцилиндров окунали в раствор солей металлов или использовали в качестве подложки для осаждения из паровой фазы, металлы просачивались в цилиндры и трансформировали полимерную решетку в металлическую. Оба метода позволяют использовать всевозможные реактивные и проводящие материалы, включая платину, золото и палладий.

Направление движения сканирующего лазера определяет ориентацию получаемых в итоге рядов нанопроводников. Варьируя этот параметр для каждого слоя и последовательно применяя разные функциональные материалы «наполнители», авторы смогли просто и быстро получать точные конфигурации, недостижимые другими методами.

Результаты исследования вчера были опубликованы онлайн журналом Nature Communications. По мнению авторов, они позволят кардинально изменить производство высокотехнологичных покрытий для антирефлективных поверхностей, усовершенствованных солнечных батарей и сенсорных экранов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *