I en banbrytande upptäckt, forskare vid RMIT University i Melbourne, Australien, har utnyttjat kraften i ljudvågor för att möjliggöra precisionsmikro- och nanotillverkning.

Forskarna har visat hur högfrekventa ljudvågor kan användas för att exakt kontrollera spridningen av tunnfilmsvätska längs ett specialdesignat chip, i en tidning som publicerades idag i Proceedings of the Royal Society A .

Med tunnfilmsteknologi är grunden för tillverkning av mikrochip och mikrostruktur, den banbrytande forskningen erbjuder ett betydande framsteg – potentiella tillämpningar sträcker sig från tunnfilmsbeläggningar för färg och sårvård till 3D-utskrift, mikrogjutning och mikrofluidik.

Professor James Friend, Direktör för MicroNano Research Facility vid RMIT, sa att forskarna hade utvecklat ett bärbart system för exakta, snabb och okonventionell mikro- och nanotillverkning.

"Genom att ställa in ljudvågorna, vi kan skapa vilket mönster vi vill på ytan av ett mikrochip, " sa professor Friend.

"Tillverkning med tunnfilmsteknik saknar för närvarande precision – strukturer snurras fysiskt runt för att sprida vätskan och belägga komponenter med tunn film.

"Vi har funnit att tunnfilmsvätska antingen strömmar mot eller bort från högfrekventa ljudvågor, beroende på dess tjocklek.

"Vi upptäckte inte bara detta fenomen utan har också nysta upp den komplexa fysiken bakom processen, vilket gör det möjligt för oss att exakt kontrollera och styra appliceringen av tunnfilmsvätska i mikro- och nanoskala."

Den nya processen, som forskarna har kallat "acoustowetting", fungerar på ett chip tillverkat av litiumniobat – ett piezoelektriskt material som kan omvandla elektrisk energi till mekaniskt tryck.

Ytan på chippet är täckt med mikroelektroder och chippet är anslutet till en strömkälla, med kraften omvandlad till högfrekventa ljudvågor. Tunnfilmsvätska läggs till chipets yta, och ljudvågorna används sedan för att kontrollera dess flöde.

Forskningen visar att när vätskan är ultratunn – på nano- och submikrodjup – rinner den bort från de högfrekventa ljudvågorna.

Flödet vänder vid något tjockare dimensioner, rör sig mot ljudvågorna. Men på en millimeter eller mer på djupet, flödet vänder igen, flyttar iväg.