Метод изготовления может повлиять на использование блок-сополимерных тонких пленок

Новое исследование, проведенное учеными из Национального института стандартов и технологий, показало, что у тонкопленочных полимеров могут быть разные свойства в зависимости от метода изготовления.

Результаты предполагают, что необходимо более глубокое исследование, чтобы изучить оптимальный метод создания этих пленок, которые используются в различных приложениях от высокотехнологичных зеркал до устройств компьютерной памяти.

Применение тонких поверхностных пленок широко используется в промышленности. Например, из них могут быть сделаны недорогие органические солнечные батареи. Типично такие пленки изготавливаются посредством разложения полимера, а затем наносятся тонким жидким слоем на поверхность, некое основание. Раствор становится пленкой, как только растворитель подсыхает, и затвердевает. Как только это случается, пленка подвергается различным силам, способным повлиять на ее структуру.

Производители хотели бы больше знать о том, как управлять такими силами, чтобы гарантировать, что пленка будет точно такой, какой задумано. Однако те ученые, кому часто приходиться заниматься такой пленкой, используют различные методы отливки пленки. Один из методов, используемый в промышленности, это нанесение пленки поливом — похоже на обливку пирога глазурью. Другой метод, отливка с вращением, подразумевает нанесение раствора на вращающуюся поверхность, где капли равномерно распространяются за счет центробежной силы. Оба метода в итоге формируют гладкие пленки, однако ученые решили исследовать, создают ли эти методы различные эффекты в готовых пленках, состоящих из самосборного блок-сополимера.

Результаты оказались удивительными. Хотя нанесение на вращающееся основание является весьма динамичным процессом, предполагая, что это сделает полученную пленку более напряженной, фактически метод привел к меньшему количеству остаточных напряжений, чем нанесение поливом. Поскольку предыдущие исследования показали, что оставшийся растворитель может привести к напряжениям в пленке, новая теория команды гласит: то, что растворитель испаряется с пленки, создаваемой нанесением поливом, более медленно, мешает твердым частицам в ней создавать равновесную структуру.

Результаты опубликованы в издании Soft Matter.

04.05.2012