Прорив у мікровиробництві

Вчені з Мельбурнського Королівського технологічного інституту (Австралія) зробили відкриття, яке стало проривом: їм вдалося приборкати силу звукових хвиль для точного мікро-і нано виробництва. Дослідники продемонстрували, як високочастотні звукові хвилі можуть бути використані для контролю поширення тонкого шару рідини за спеціально розробленим чіпу. Дослідження опубліковане в Proceedings of the Royal Society A.

Технологія тонкої плівки для виробництва основ для мікрочіпів і мікроструктур дає значні переваги – потенційно вона може застосовуватися в різних сферах, починаючи від нанесення покриттів для фарби і догляду за ранами і закінчуючи 3D друком.

Професор Джеймс Френд (James Friend) каже, що дослідники розробили портативну систему для точного, швидкого і нетрадиційного виробництва мікро-і нанорозмірних пристроїв.

«Налаштувавши звукові хвилі, ми можемо створити на поверхні мікрочіпа будь-яку структуру, яку захочемо. Ми виявили, що рідина тече або від звукової хвилі, або до неї, в залежності від товщини шару рідини. Ми не тільки відкрили цей феномен, але також і розібралися, чому це відбувається, що дозволяє точно контролювати і направляти мікроплівкову рідина в мікро-і нано масштабах», – говорить професор Френд.

Новий процес, який учені назвали «acoustowetting» («acousto» – акустичний, «wetting» – змочування), працює на чіпі з ніобату літію – п’єзоелектричного матеріалу, здатного перетворювати електричну енергію в механічний тиск.

Читайте також: Розумні вікна утримують тепло і виробляють електрику

Поверхня чіпа покрита мікроелектродами, і він з’єднаний з джерелом живлення, енергія якого перетворюється в високочастотні звукові хвилі. Мікроплівкова рідина наноситься на поверхню чіпа, а з допомогою звукових хвиль контролюється її перебіг.

Дослідники показують, що коли рідина нанесена ультратонким шаром – в нано-та субмікронних масштабах, вона тече від високочастотних звукових хвиль.

Напрямок потоку змінюється, коли шар трохи товщі, рухаючись назустріч звуковим хвилям. Однак коли товщина досягає одного міліметра, потік знову змінює напрямок.