Ученые из Мельбурнского Королевского технологического института (Австралия) совершили открытие, которое стало прорывом: им удалось обуздать силу звуковых волн для точного микро и нано производства. Исследователи продемонстрировали, как высокочастотные звуковые волны могут быть использованы для контроля распространения тонкого слоя жидкости по специально разработанному чипу.
Технология тонкой пленки для производства основ для микрочипов и микроструктур дает значительные преимущества – потенциально она может применяться в различных сферах, начиная от нанесения покрытий для краски и уходу за ранами и заканчивая 3D печатью.
Профессор Джеймс Фрэнд (James Friend) говорит, что исследователи разработали портативную систему для точного, быстрого и нетрадиционного производства микро и наноразмерных устройств.
«Настроив звуковые волны, мы можем создать на поверхности микрочипа любую структуру, которую захотим. Мы обнаружили, что жидкость течет либо от звуковой волны, либо к ней, в зависимости от толщины слоя жидкости. Мы не только открыли этот феномен, но также и разобрались, почему это происходит, что позволяет точно контролировать и направлять микропленочную жидкость в микро и нано масштабах», — говорит профессор Фрэнд.
Новый процесс, который ученые назвали «acoustowetting» («acousto» — акустический, «wetting» — смачивание), работает на чипе из ниобата лития – пьезоэлектрического материала, способного преобразовывать электрическую энергию в механическое давление.
Поверхность чипа покрыта микроэлектродами, и он соединен с источником питания, энергия которого преобразуется в высокочастотные звуковые волны. Микропленочная жидкость наносится на поверхность чипа, а с помощью звуковых волн контролируется ее течение.
Исследователи показывают, что когда жидкость нанесена ультратонким слоем – в нано и субмикронных масштабах, она течет от высокочастотных звуковых волн.
Направление потока меняется, когда слой чуть толще, двигаясь навстречу звуковым волнам. Однако когда толщина достигает одного миллиметра, поток снова меняет направление.
Исследование опубликовано в Proceedings of the Royal Society A
По материалам Phys.Org.
Источник: Е. Яковлев nauka21vek.ru
