Комп'ютерні новини
Всі розділи
Майбутнє мікроелектронних пристроїв: прозора наноструктура - міцніше сталі, легше пір’їнки
Професор університету Мічигану (США) Ніколас Котов (Nicholas Kotov) і його співробітники опублікували сьогодні в журналі Science статтю з описом нанокомпозиційного шаруватого прозорого матеріалу на основі пластику, який має міцність сталі, але при цьому легкий і прозорий. В цей час він поступається сталі з пластичності, однак автор розробки впевнений, що цей показник також вдасться довести до прийнятних значень.
Новий полімерний композиційний матеріал, який сполучає в собі міцність сталі і прозорість скла, використовує принципи живої природи. Матеріал формується з окремих пластинок алюмосилікатного мінералу товщиною всього в декілька нанометрів, при цьому утвориться щось схоже на стіну з цегли - окремі пластинки полімеру скріплюються розчином полівінілового спирту.
В новому матеріалі вдалося вирішити давню проблему - наноструктури самі по собі надзвичайно міцні, але композиційні матеріали макроскопічних розмірів тендітні і нестійкі. Американські вчені створили також прототип пристрою, який буде використано для виробництва прозорого композиту. На скляну основу спочатку наносять полівініловий спирт, в який потім вносять дисперсію неорганічної мінеральної речовини. Шар висушують, після чого на його поверхню наносять знову полівініловий спирт і дисперсію мінералів. В ході експериментів наносили до 300 шарів, при цьому утворювалася плівка з товщиною, як у звичайного пластикової упаковки.
Аналогічна багатошарова структура спостерігається в природі при формуванні раковин у молюсків. Професор Котів вважає, що міцність нового матеріалу пояснюється декількома причинами. У кожному шарі присутні мінеральні части, які розташовані впорядковано, а наступний шар не повторює цього розташування, тому виниклі тріщини не поширюються по всьому матеріалі.
Інша важлива обставина - сильна взаємодія між окремими шарами на основі водневих зв'язків, які за своїм характером можуть міняти напрямок при зовнішній напрузі. Порівнюється подібний зв'язок з застібкою на липучках. Подібний раціональний винахід можна з успіхом використовувати в різних мікроелектронних пристроях.
