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“超晶格”新方法,实现了在薄膜中制造复杂结构

时间:2019-07-23

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嵌段共聚物PS-b-P4VP的化学结构,制造方法和各种组装方法。

eurekalert.org网站报道,麻省理工学院(MIT)的研究人员发现了一种将自组装材料(嵌段共聚物)制成更复杂图案的新方法。这有望为材料设计开辟新的视野。 Alfredo Alexander-Katz,麻省理工学院材料科学与工程系教授Caroline Ross和博士后研究员Yi Ding在《自然通讯》上发表了他们的研究结果。亚历山大 - 卡茨说:“从某种意义上说,这是偶然的发现。许多人认为这是不可能的,但我们确实发现了聚合物非常规对称排列的自组装模式。” p>图案,另一种是由自组装共聚物形成的固有图案。有些人可能会认为嵌段共聚物的排序会变得非常差,但Alexander-Katz等人的实验结果。 “相反,它正在形成一个更复杂的模式,”罗斯说。 Ross和其他人发现了一种类似于自组装共聚物中的准晶体的重复图案。模式重复,但重复间隔更长。罗斯说:“我们正在使用分子过程在嵌段共聚物材料表面实现这种准晶体模式。”

Alexander-Katz等人。相信这可能为制造具有定制特性的光学系统或等离子装置开辟新思路。在等离子体装置中,电磁辐射以精确调谐的方式与电子共振,因此这种装置需要高精度定位和纳米级对称。借助新方法,可以满足这些苛刻的要求。 Katherine Mizrahi Rodriguez在本科学习期间参与了这个项目。为了找到答案,研究小组准备了大量嵌段共聚物样品,并在扫描电子显微镜下观察和分析。结果,他们终于发现了一种类似于准晶体的奇怪图案。 Alexander-Katz解释说:“自组装聚合物的预期图案与模板图案之间存在'挫败感'。挫折破坏了原始的对称性,并有助于形成具有不同对称性的新子区域。这是很大的自然解决方案,为了适应两种模式之间的关系,第三种“力量”如雨后春笋般涌现。“Alexander-Katz称新发现的模式模式为”超晶格“。

创建超晶格结构后,Alexander-Katz等人。用建模来解释这个过程。该论文的作者是卡里姆。丁补充说:“我们从热力学角度解释了超晶格系统。新方法使我们能够制作更精细的图案并获得以前难以制造的新对称性。他认为这有望突破光学的局限性和等离子材料的设计和制造。

目前,研究团队的工作仅限于二维表面,他们迫切希望将它们扩展到三维表面。罗斯说:“3D制造是制造业的一个中断。现有的微型设备只能通过级联技术制造。如果我们可以使用3D技术一次制造整个设备,制造效率将得到显着提高。 “

原文汇编:雷新宇评论:西莫编辑:唐林芳

《自然通讯》

期刊号:2041-1723

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