Новаторське дослідження, проведене Річардом А. Норте з Делфтського технологічного університету, виявило новий матеріал на основі аморфного карбіду кремнію (a-SIC) з межею текучості, що в десять разів перевищує межу текучості кевлара. Цей матеріал володіє винятковими механічними властивостями, ідеально підходить для віброізоляції електронних чіпів, відкриваючи можливості для різноманітних застосувань в таких областях, як обчислювальна техніка, екологічна енергетика і високопродуктивні біомедичні пристрої.
Дослідження, опубліковане в журналі Advanced Materials, підкреслює унікальні властивості a-SIC. На відміну від кристалічних матеріалів, таких як алмаз, які мають правильну атомну структуру, атоми a-SIC розташовані випадковим чином. Ця аморфність, як не дивно, не знижує його міцності. Насправді випадкове розташування атомів матеріалу сприяє його міцності, пристосованості до різних підкладок, високій ефективності виробництва та стійкості до механічного зносу та хімічної корозії.
Команда розробила інноваційну технологію нановиробництва для перевірки міцності a-SIC на розтяг, що відрізняється від традиційних методів, які несуть ризик деформації. Вирощуючи тонкі плівки a-SIC на кремнієвій підкладці і застосовуючи геометричне звуження, вони викликали збільшення розтягуючих зусиль до досягнення межі міцності. Цей метод продемонстрував фундаментальну міцність матеріалу та потенціал для сенсорних технологій на мікрочипах, підвищивши точність вимірювань та надавши новий спосіб оцінки характеристик матеріалу.
Примітно, що матеріал витримав розтягуючу напругу в 10 гігапаскалів, завдяки чому його межа текучості в десять разів перевищує межу текучості кевлара і майже відповідає можливостям алмазу і графена. Це досягнення знаменує найвищу міцність на розрив, зафіксовану для наноструктурованого аморфного матеріалу.
Результати дослідження свідчать про придатність a-SIC для виробництва надчутливих датчиків для мікрочипів, що свідчить про значний прогрес у дослідженнях і технологіях мікрочипів. Завдяки своїй неперевершеній міцності та механічним властивостям аморфний карбід кремнію є перспективним матеріалом для майбутніх технологічних інновацій.