Nowa metoda badania ultracienkich powłok

Nowa metoda badania ultracienkich powłok

Bardzo prosty pomysł wykorzystali naukowcy z University of Massachusetts w Amherst aby opracować tanią i nieskomplikowaną metodę badania ultracienkich powłok. Pomysł ten znajdzie zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu od kosmetyków i materiałów powłokowych po układy elektroniczne w skali mikro oraz nano. Nowa metoda pozwala na określenie właściwości mechanicznych powłok, których znajomość jest istotna w procesie ich projektowania i optymalizacji.

Na czym polega innowacja? Otóż zamiast stosować pracochłonne techniki analizy z użyciem wyrafinowanych mikroskopów, które obarczone są dużym błędem amerykańscy badacze sięgnęli do bardzo prostego w swej idei pomysłu. Wg nowej metody podczas analizy optycznym mikroskopem obserwuje się zachowanie kropli wody umieszczonej na ultracienkiej powłoce, pływającej w szalce Petriego (wypełnionej wodą). W takich warunkach na kropli wody pojawiają się zafalowania („zmarszczki”) związane z działaniem sił kapilarnych. Ilość oraz wielkość pojawiających się zaburzeń na kropli wody powiązana jest z grubością i elastycznością powłoki. Co więcej z czasem następuje relaksacja naprężeń w próbce dzięki czemu można określić sposób, w jaki zmienia się geometryczne ułożenie łańcuchów polimerowych w powłoce.

Thomas Russell, dyrektor z Polymer Science and Engineering Department na University of Massachusetts podkreśla wagę nowej metody dla rozwoju nanotechnologii – “w miarę jak świat nauki zagłębia się w nanotechnologię istotne staje się poznanie właściwości ultracienkich materiałów, których zachowanie różni się od materiałów o znacznie większych grubościach. Przykładem takiego materiału jest chociażby aluminium, które w formie folii jest elastyczne, a w formie płyty traci tę cechę. Jest to bardzo obrazowy przykład, ale co dzieje się z materiałami, gdy przechodzimy do grubości rzędu wielkości cząsteczek? Nasza metoda pozwala na testowanie materiałów o grubościach w granicach kilkudziesięciu nanometrów.”

(pj)