Menu

Дослідники розробили простий процес виготовлення тривимірних циклічних наноструктур

Исследователи разработали простой процесс изготовления трехмерных цикличных наноструктур


Те, що ви бачите на наведених світлинах, не є конструкцією, зібраної з елементів якого-небудь дитячого конструктора. Для цього ця конструкція дуже мала, вона є демонстрацією роботи технології, розробленої дослідниками з університету Ватерлоо (University of Waterloo), очолюваними професором Джулією Грір (Julia Greer), і з допомогою цієї технології можна створювати циклічні наноструктури будь-якої форми складності, окремі елементи яких мають розміри не перевищують 5 нанометрів, 5 мільярдних часток метра. Такі ретельно розроблені наноструктури можуть стати основою структурних і технічних матеріалів майбутнього, що мають масу унікальних фізичних властивостей і показників міцності.

Для виробництва наноструктур дослідники розробили досить простий трьохетапний метод, що дозволяє отримати високу точність виробництва. Використовуючи метод прямого лазерного "листи", званий двофотонної літографією, в обсязі спеціального полімерного матеріалу створюється тривимірний образ майбутньої структури. У точках простору, де перетиналися фокусування промені двох лазерів, матеріал полімеризується і стає твердим. Після цього залишки полімеру видаляються за допомогою промивання в спеціальному розчині і на поверхню вийшла структури наноситься шар керамічної або металевого матеріалу, що надає створеній структурі високу механічну міцність. І на останньому етапі полімер, що знаходиться всередині оболонки, розм'якшується і зникає, залишаючи після себе порожню структуру, виготовлену з матеріалу, який покривався полімер.

Исследователи разработали простой процесс изготовления трехмерных цикличных наноструктур


Слід зазначити, що безліч матеріалів на нанорівні виявляє абсолютно незвичайні якості , ніж на звичайному рівні. Цей ефект використовується і при створенні тривимірних структур. Наприклад, окис алюмінію, що представляє собою крихкий матеріал, на нанорівні набуває високу механічну міцність, яка передається наноструктурі в цілому і робить її здатною витримувати без руйнування значні механічні зусилля.

"Наявність повного контролю над структурою створюваного матеріалу дозволяє нам виготовляти матеріали, що володіють будь-яким набором необхідних нам властивостей, чого неможливо досягти, використовуючи традиційні піноподібних або монолітні матеріали" - розповідає професор Грір, - "наприклад, ми можемо розрахувати і створити наноматеріал, володіє міцністю сталі, але щільність якого буде надзвичайно мала, адже 99 відсотків обсягу цього матеріалу буде займати повітря. Проектування циклічних наноструктур дозволить нам надалі створити бібліотеку заготовок, використовуючи яку можна буде отримати матеріал з необхідними властивостями, зробивши всього лише кілька клацань мишею або кілька натискань клавіш на клавіатурі".

|