الهام از صدف برای مونتاژ نانوذرات و تولید پوشش لایه نازک

پژوهشگرانی از کره‌جنوبی موفق شدند با الهام از صدف، یک روش مونتاژ برای نانوذرات ارائه کنند. این روش می‌تواند در طیف گسترده‌ای از کاربردها از دستگاه‌های فوتونیک و الکترونیکی گرفته تا مواد عملکردی جدید برای حوزه انرژی و محیط‌زیست استفاده شود.
به گزارش ایسنا، با این روش می‌توان نانوذرات عامل‌دار را با خودآرایی به صورت لایه‌های نازک و تک‌لایه روی مساحت بزرگی قرار داد. استفاده از نانوذرات با وجود تطبیق‌پذیری آن، به ویژه هنگام ساخت دستگاه‌ها، اغلب چالش‌برانگیز است. از این رو، دانشمندان یک روش مونتاژ الکترواستاتیکی را به عنوان یک راه‌حل بالقوه ارائه دادند، جایی که نانوذرات به سطوح با بار متضاد متصل می‌شوند.
با این حال، این فرایند ممکن است زمان زیادی نیاز داشته باشد، برای حل این مشکل محققان این پروژه به سراغ نوعی صدف رفتند و از آن برای مونتاژ نانوذرات الهام گرفتند. این گروه با استفاده از این روش توانستند یک لایه نازک را روی ویفر دو اینچی در مدت زمان ده ثانیه از محلول آبی ایجاد کنند.
انگیزه این تحقیق، غلبه بر چالش دستیابی سریع و یکنواخت به یک تک‌لایه از نانوذرات بود که برای ساخت دستگاه‌ها بسیار مهم است. فقدان چنین روشی مانع از تولید انبوه صنعتی نانومواد شده است.
محققان حرکت صدف را زیر نظر گرفتند تا دریابند این جاندار چگونه به سطوح مورد نظر می‌رسد در حالی که اسیدهای آمینه را نیز برای شکستن مولکول‌های آب ایجاد می‌کند. آن‌ها از این صدف تقلید کرده و از پروتون‌های اضافه برای زدودن گروه‌های هیدروکسیل روی سطح هدف استفاده کردند. در نتیجه، برهمکنش الکترواستاتیک میان نانوذرات و سطح افزایش می‌یابد.
آن‌ها با مهندسی سطح توانستند تا دینامیک پروتون را به گونه‌ای دستکاری کنند که بتوان با آن نانوذرات را روی سطح مورد نظر قرار داد و در مدت زمان چند ثانیه یک سطح نازک یکنواخت ایجاد نمود. این روش نسبت به روش‌های پیشین بین ۱۰ تا ۱۰۰ برابر سریع‌تر بود.

*