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研究人员在不使用溶剂的情况下组装微米和纳米颗粒的图案

本站发布时间:2024-02-26 16:04:26

来自布鲁塞尔Vrije大学化学工程系、里加技术大学和特温特大学MESA+研究所的研究人员在不使用溶剂的情况下成功地将非常小的颗粒(10µm至500 nm,比人的头发薄10至100倍)排列在薄层中。这是开发用于广泛应用的新一代传感器和电子产品的重要第一步

VUB的Ignaas Jimidar说:“基于结晶溶液的常见方法并不像我们希望的那样通用。此外,以前的干燥方法主要对粘性表面有效,这限制了它们的应用。”。为了解决这个问题,该团队设计了一种将颗粒附着在坚硬和不粘性表面的方法

他们用手在表面摩擦颗粒,在大约20秒内,形成了一层密集排列的六边形颗粒

特文特大学的Kai Sottwes说:“摩擦是用一种名为PDMS的类似硅胶的材料制成的印章进行的。”。里加技术大学的AndrisŠutka说:“摩擦过程产生的静电,尤其是在较硬的表面上,以及颗粒和表面之间的力,对于创造所需的图案至关重要。如果我们在日常生活中用气球摩擦头发,或者在干燥的冬天触摸金属物体时感到震惊,我们就会遇到这种静电。”。二氧化硅是当代电子产品中普遍存在的成分,只有在氟碳化合物(一种特氟龙层)覆盖的表面和没有湿度的情况下才能很好地工作

Twente大学的Gijs Roozendaal补充道:“因此,二氧化硅颗粒对用户的友好程度略低,但它们对各种溶剂都有抵抗力,这使它们适用于生物和化学分析和检测技术。”

Ignaas Jimidar说:“我们最终成功地在‘晶圆’上大规模创建了一系列微观图案和徽标,并使用原子力显微镜将其全部可视化。”

“这代表了一个很有前途的发展,可以改善电子产品,检测各种化学和生物物质,甚至检测假冒商品。最后一个是可能的,因为某些图案的颗粒根据角度对光的折射不同。所以你可以使用这些微粒来检测颜色。”

这篇论文发表在《ACS应用材料与界面》杂志上

More information: Kai Sotthewes et al, Toward the Assembly of 2D Tunable Crystal Patterns of Spherical Colloids on a Wafer-Scale, ACS Applied Materials & Interfaces (2024). DOI: 10.1021/acsami.3c16830

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