Den magiska världen av Shrinky Dinks - ett konst- och hantverksmaterial som används av barn sedan 1970 -talet - har bosatt sig i ett laboratorium vid Northwestern University. Ett team av nanovetare använder de flexibla plastfolierna som ryggraden i ett nytt billigt sätt att skapa, testa och massproducera stora ytor på nanoskala.
"Alla som behöver tillgång till stora nanoskala-mönster på ett billigt sätt kan dra nytta av denna metod, " sa Teri W. Odom, docent i kemi och Dow Chemical Company Research Professor vid Weinberg College of Arts and Sciences. Odom ledde forskningen. "Det är en enkel, låg kostnad och hög genomströmning nanopatterning metod som kan göras i alla laboratorier. "
Detaljer om lösningsmedelsassisterad nanoskala präglingsmetod (SANE) publiceras av tidskriften Nano bokstäver . Verket kommer också att visas som omslagsberättelsen till tidskriftens februarinummer 2011.
Metoden erbjuder oöverträffade möjligheter att manipulera det elektroniska, fotoniska och magnetiska egenskaper hos nanomaterial. Den kontrollerar också enkelt ett mönsters storlek och symmetri och kan användas för att producera miljontals kopior av mönstret över ett stort område. Potentiella applikationer inkluderar enheter som drar fördel av mönster i nanoskala, som solceller, skärmar med hög densitet, datorer och kemiska och biologiska sensorer.
"Ingen annan befintlig nanopatterningsmetod kan både prototypa godtyckliga mönster med små separationer och reproducera dem över sex-tums skivor för mindre än $ 100, "Sa Odom.
Börjar med ett enda mastermönster, den enkla men potentiellt transformerande metoden kan användas för att skapa nya nanoskala masters med varierande avstånd och storlek på objekt. SANE kan öka avståndet mellan mönster upp till 100 procent samt minska dem till 50 procent i ett enda steg, bara genom att sträcka eller värma (krympa) polymersubstratet (Shrinky Dinks-materialet). Också, SANE kan minska kritiska funktionsstorlekar så små som 45 procent jämfört med mastern genom kontrollerad svullnad av mönstrade polymerformar med olika lösningsmedel. SANE fungerar från nanoskala till makroskala.
Biologer, kemister och fysiker som inte är bekanta med nanomönster nu kan använda SANE för forskning på nanoskala. De som arbetar med solenergi, datalagring och plasmonik kommer att finna metoden särskilt användbar, sa Odom.
Till exempel, i en plasmonikapplikation, Odom och hennes forskargrupp använde mönstermöjligheterna för att generera metallnanopartiklar med kontinuerligt variabla separationer på samma substrat.
SANE erbjuder ett sätt att möta tre stora utmaningar i nanofabrikation från samma - och ett enda - huvudmönster:(1) skapa programmerbara arraydensiteter, (2) minska viktiga funktionsstorlekar, och (3) utforma olika och omkonfigurerbara gittersymmetrier över stora ytor och på ett massivt parallellt sätt.
