Компьютерные новости
Все разделы
Будущее микроэлектронных устройств: прозрачная наноструктура – тверже стали, легче пушинки
Профессор университета Мичигана (США) Николас Котов (Nicholas Kotov) и его сотрудники опубликовали сегодня в журнале Science статью с описанием нанокомпозиционного слоистого прозрачного материала на основе пластика, обладающий прочностью стали, но при этом легкий и прозрачный. В настоящее время он уступает стали по пластичности, однако автор разработки уверен, что этот показатель также удастся довести до приемлемых значений.
Новый полимерный композиционный материал, сочетающий прочность стали и прозрачность стекла, использует принципы живой природы. Материал формируется из отдельных пластинок алюмосиликатного минерала толщиной всего в несколько нанометров, при этом образуется нечто похожее на стенку с кирпичной кладкой - отдельные пластинки полимера скрепляются раствором поливинилового спирта.
В новом материале удалось решить давнюю проблему - наноструктуры сами по себе чрезвычайно прочны, но композиционные материалы макроскопических размеров хрупки и неустойчивы. Американские ученые создали также прототип устройства, которое будет использовано для производства прозрачного композита. На стеклянную подложку сначала наносят поливиниловый спирт, в который затем вносят дисперсию неорганического минерального вещества. Образующийся слой высушивают, после чего на его поверхность наносят снова поливиниловый спирт и дисперсию минералов. В ходе экспериментов наносили до 300 слоев, при этом образовывалась пленка с толщиной, как у обычной пластиковой упаковки.
Аналогичная многослойная структура наблюдается в природе при формировании раковин у моллюсков. Профессор Котов считает, что прочность нового материала объясняется несколькими причинами. В каждом слое есть несколько минеральных частиц, которые расположены упорядоченным образом, а следующий слой не повторяет этого расположения, поэтому возникшие трещины не распространяются по всему материалу.
Другое важное обстоятельство - сильное взаимодействие между отдельными слоями на основе водородных связей, которые по своему характеру могут менять направление при внешних напряжения. Cравниваетcя подобная связь с застежкой на липучках. Подобное рациональное изобретение можно с успехом использовать в различных микроэлектронных устройствах.
