تأثیر زاویه تماس در نحوه آرایش نانوذرات روی یک سطح الگودهی شده

دانشمندان کره‌ای نشان داده‌اند که یک سطح نسبتاً آبدوست برای آرایش دادن نانوذرات پلی‌استایرن آزمایشی در محدوده‌ای از بسترهای الگودهی‌شده ایده‌آل است. اگر این فرایند کامل شود، گام بعدی استفاده از نانولوله‌های کربنی یا نانوسیم‌ها به جای نانوکره‌هاست.

دانشمندان کره‌ای نشان داده‌اند که یک سطح نسبتاً آبدوست برای آرایش دادن نانوذرات
پلی‌استایرن آزمایشی در محدوده‌ای از بسترهای الگودهی‌شده ایده‌آل است. اگر این
فرایند کامل شود، گام بعدی استفاده از نانولوله‌های کربنی یا نانوسیم‌ها به جای
نانوکره‌هاست.

یون سان کیم از دانشگاه Ewha Womans می‌گوید: «هدف ما ایجاد قطعات الکترونیکی
انعطاف‌پذیر با کارایی بالاست. ما امیدواریم با استفاده از روش‌های مهندسی سطح و
سطح تماس، ابزارهای مختلفی همچون نمایشگرها یا آزمایشگاه‌های روی تراشه را بر اساس
آرایش نانومواد تولید نماییم».

مهر زدن و غوطه‌وری

گام اول در فرایند آرایش نانوذرات ساختن یک بستر اصلی است. ساختار انعطاف‌پذیر
ساخته شده از یک قالب پلیمر روکش‌دهی شده با PDMS، می‌تواند بیش از ۲۰۰ بار مهرزنی
را تحمل کرده و برای ایجاد الگوی ثانویه در یک لایه پنتا اریتریتول پروپوکسیلات تری‌آکریلات
(PPT) مورد استفاده قرار بگیرد.

PPT الگودهی‌شده پس از پخته شدن با استفاده از تابش ماورای بنفش، یک بستر محکم برای
محدود کردن نانوذرات در یک محدوده مشخص ایجاد می‌کند. محققان برای پر کردن این
بستر، PPT الگودهی شده را به آسانی داخل یک آب دیونیزه حاوی نانوذرات فرو بردند.

دمای محلول در ۸۵ درجه سانتی‌گراد به مدت ۷ ساعت ثابت نگه داشته شد تا حلال روی
بستر PPT تبخیر شده و به سطح زیر بستر برسد. برای اطمینان از باقی ماندن نانوذرات
به صورت معلق در محلول، از یک به‌هم‌زن استفاده شده و سرعت آن در ۱۰۰ دور در دقیقه
تنظیم شده بود.

سه نمونه مختلف (یک سطح PPT معمولی، یک سطح PPT آبگریز، و یک سطح PPT آبدوست) برای
بررسی تأثیر میزان ترشوندگی سطح روی کیفیت آرایش نانوذرات مورد آزمایش قرار گرفتند.
فقط سطح PPT معمولی با زاویه تماس ۱/۶۸ درجه (مابین زاویه تماس سطح آبدوست که ۷
درجه بود و زاویه تماس سطح آبگریز که ۵/۹۹ درجه بود) یک بستر انتخابگر برای آرایش
نانوذرات ایجاد کرد. در این حالت تمام نانوذرات پلی‌استایرن در محدوده تعریف شده
توسط الگو قرار گرفتند.

این نتایج بار دیگر نشان می‌دهند که نظم‌دهی انتخابی نانوذرات توسط دو عامل تحت
تأثیر قرار می‌گید: نیروی موئینگی در قسمت رویی سطح هلالی و شکل فیزیکی الگو.

این محققان نتایج کار خود را در Nanotechnology منتشر نمودند.