Усиление хрупких лесов углеродных нанотрубок для новых применений в МЭМС

Микроэлектромеханические системы — МЭМС — это невероятно крошечные устройства, которые часто основаны на миллионных долях метра.

Обычные МЭМС-структуры изготавливаются из материалов на основе кремния, знакомых по микроэлектронике, однако в данном случае они исключают набор других полезных материалов, таких как полупроводники, керамика и металлы. С использованием множества материалов, обычно не связанных с технологией МЭМС, ученые из университета Брайхэма Янга в Юте создали более прочные микроструктуры, способные формировать точные, высокие и узкие трехмерные формы — особенности, прежде недоступные в микроэлектромеханических системах. Результаты ученые представят в ходе 59-го международного симпозиума и выставки, проходящего с 28 октября по 2 ноября в Тампе.

Чтобы разрушить ограничение МЭМС-материалов, ученые разработали новый процесс производства, получивши название микроизготовление на основе углеродных нанотрубок. В ходе процесса используются шаблонные вертикально выровненные множества углеродных нанотрубок под названием леса в качестве трехмерной подложки для микроизготовления. На этой подложке ученые могут создавать точные, высокие и красивые микроструктуры. Однако леса эти чрезвычайно хрупки. Чтобы сделать их более прочными, ученые заполнили воздух вокруг них наполнителем.

Ученые использовали полученные структуры в производстве металлических компонентов из вольфрама, молибдена и никеля. Эти металлы обеспечивают желаемые свойства для МЭМС-приложений и компонентов, включая высокую электрическую и теплопроводность, высокие температуры плавления, стойкость к коррозии, низкое тепловое расширение и твердость.

Продвижение ученых открывает путь к управлению веществом новыми способами, которые оптимизируют эффективность, работу и стоимость в диапазоне областей, включая медицину, сканирование, вычисление, синтез материалов, химический синтез и печать. Большинство биологических и биомедицинских процессов происходит в наномасштабе. Развитие моделей и шаблонов в этом масштабе позволит ученым взаимодействовать, управлять и усиливать необычные физические, химические, механические и оптические свойства материалов в естественных крошечных системах.

Ученые уже успешно протестировали новую технологию, изготовив химические детекторы, способные проверять химические реакции в фармацевтике. Исследователь Роберт Дэвис предполагает, что однажды микроизготовление на основе углеродных нанотрубок сможет играть роль в изобретении новых высокоемких и долговечных батарей.

29.10.2012