محققان مؤسسه پلی‌تکنیک رنسلار آمریکا، یک روش جدید برای پیوند دادن مواد با همدیگر در مقیاس‌نانو پیدا کرده‌اند. نانوچسب مورد استفاده در این روش مبتنی بر زنجیرهای خودآراست و می‌تواند کاربردهای متنوعی از قبیل مدارهای مجتمع در تراشه‌های رایانه‌ای و ساخت نانوادوات داشته باشد.
چسباندن مواد در مقیاس‌نانو
|
محققان مؤسسه پلی‌تکنیک رنسلار آمریکا، یک روش جدید برای پیوند دادن مواد با همدیگر در مقیاس‌نانو پیدا کرده‌اند. نانوچسب مورد استفاده در این روش مبتنی بر زنجیرهای خودآراست و می‌تواند کاربردهای متنوعی از قبیل مدارهای مجتمع در تراشه‌های رایانه‌ای و ساخت نانوادوات داشته باشد. |
 |
|
روش جدیدی که اجازه می‌دهد، یک نانولایه مولکولی خودآرا، با قلاب کردن دو سطحی که به صورت نرمال به خوبی به هم نمی‌چسبند، یک نانوچسب قدرتمند بشود. یک نانولایه محافظت نشده، هنگامی که تا دمای ۴۰۰ درجه ساتیگراد گرم شود، از سطح جدا می‌شود. اما موقعی که روی آن فیلم مسی نازکی که قویاً با نانولایه پیوند می‌دهد، قرار گیرد؛ گرما سبب می‌شود این نانولایه با لایه زیرین سیلیکا، پیوندهای قوی شیمیایی تشکیل دهد و باعث قلاب شدن یا چسبیدن دولایه سیلیکا و مس به همدیگر بشود. این روش استحکام چسبندگی بین این دو سطح را هفت برابر می‌کند و اجازه می‌دهد، این نانولایه تا حداقل دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد پایدار بماند. |
| رهبر این گروه تحقیقاتی می‌گوید: «انگیزه ما برای کار روی این سیستم، پیدا کردن یک لایه نازک و سفت برای تقویت چسبندگی بین سیم‌کشی مسی و سیلیکا، بدون اینکه اتم‌های دو ماده با همدیگر مخلوط شوند، بود. این عمل باعث جدا‌‌‌‌‌شدن سیم‌ها در مدارهای مجتمع در تراشه‌های رایانه‌ای می‌شود. مخلوط این دو ماده با هم، عملکرد وسیله را تنزل می‌دهد». این محققان، در کار قبلی‌شان نشان دادند موادی که به‌عوامل جفت‌کننده معروف هستند، می‌توانند برای افزایش چسبندگی بین موادی که به‌صورت معمول خیلی خوب به‌هم نمی‌چسبند، استفاده شوند. این چسب از نانولایه‌های مولکولی خودآرا، به‌نام اُرگانوسیلان، ساخته می‌شود. اُرگانوسیلان‌ها از زنجیره‌های کوتاه آلی (متشکل از کربن و هیدروژن) که از یک انتها به‌گوگرد و از انتهای دیگر به‌سیلیکون ختم می‌شوند، تشکیل شده‌اند. این مواد به‌صورت نرمال، در دمای۴۰۰ درجه سانتیگراد و حتی پایین‌تر از آن، شروع به جدا‌‌‌‌‌شدن از روی بستر می‌کنند، و این عیب، کاربردشان را به‌شدت محدود کرده‌است. اکنون، این محققان نشان داده‌اند که می‌توان از یک تک‌لایه از این چسب، با گروه‌های انتهایی و طول انتخاب شده مناسب، برای افزایش بسیار زیاد استحکام فصل مشترک بین یک فیلم نازک مسی و سیلیکا استفاده کرد. همچنین آنها نشان دادند گرم‌‌‌‌شدن این چسب تا دمای بالای۷۰۰ درجه سانتیگراد، استحکام این فصل مشترک را افزایش می‌دهد. این پدیده تا قبل از این، فقط برای لایه‌های بین‌سطحی میکرومتری دیده شده‌بود. به‌علاوه، پیوند منتج سه برابر قوی‌تر از یک پیوند مستقیم بین مس و سیلیکا ست. این گروه تحقیقاتی در حال حاضر روی درک اثرات فاکتورهای مختلفی کار می‌کنند که چسبندگی در فصل مشترک مس- سیلیکا که با نانولایه‌های مولکولی اصلاح شده‌است، را تحت تأثیر قرار می‌دهند. نتایج این تحقیق در مجله Nature منتشر شده‌است. |
