Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Прогнозы воды: определение того, когда форма для нанолитографии прорвет капли

Прогнозы воды: определение того, когда форма для нанолитографии прорвет капли

Опубликовал: Admin, 10-11-2020, 01:01, Нанотехнологии, 64, 0

Прогнозы воды: определение того, когда форма для нанолитографии прорвет капли

Ультрафиолетовая литография наноимпринтов (UV-NIL) - это технология производства наноструктур с использованием УФ-отверждаемой смолы. Одно из главных преимуществ - простота; UV-NIL по существу состоит из заливки жидкой смолы на наноструктурированную форму, при которой смола затвердевает с помощью УФ-излучения, а затем высвобождает ее из формы. В результате получается твердый полимер с наноструктурой, противоположной наноструктуре формы. Используя эту технику, можно изготавливать большое количество разнообразных функциональных устройств и тонких пленок для приложений в таких областях, как оптика, электроника, здравоохранение, биологические исследования и солнечные батареи, и это лишь некоторые из них.

Можно с уверенностью сказать, что самая ценная часть оборудования во всем процессе UV-NIL - это мастер-форма. Чтобы продлить срок их службы, изготавливаются копии форм, изготовленные из эталонных форм, и используются для массового производства наноструктурированных устройств. Однако эти реплики не так долговечны, как мастер-формы, и обычно они начинают проявлять макроскопические признаки износа после пары тысяч отпечатков. К сожалению, надежного и стандартного метода прогнозирования срока службы реплик пресс-форм пока не существует.

В недавнем исследовании, опубликованном в Наноматериалы , исследователи из Токийского университета науки и Autex Inc., Япония, придумали хитроумную стратегию, чтобы определить, когда копия формы сломается. Им удалось это сделать, посмотрев на капли воды помещают поверх формы с рисунком из разнесенных параллельных линий и отмечают, как изменяется прилипание капель, когда форма изнашивается и деформируется при использовании.

Но как работает такой метод? Капли жидкости, лежащие на поверхности, обладают измеряемым свойством угол контакта , то есть угол при которой жидкость встречает твердое тело на границе раздела. Этот угол легко измерить с помощью коммерческих систем на базе камер.

Теперь, в наноструктурированной форме с параллельными линиями (канавками), краевой угол смачивания воды проявляет анизотропию, что означает, что он изменяется в разных направлениях. Более конкретно, капля воды, помещенная на безупречную форму с параллельными канавками, будет распространяться в направлении канавок больше, чем в направлении, перпендикулярном канавкам. Однако исследователи заметили, что, поскольку форма изнашивается при многократном использовании, угол контакта изменяется по-разному в каждом направлении. Профессор Дзюн Танигучи из Токийского научного университета объясняет: «По мере увеличения числа использований формы, угол контакта в направлении, параллельном канавкам, линейно уменьшается. Напротив, угол контакта в перпендикулярном направлении сначала уменьшается намного быстрее а затем остается на постоянном минимальном значении. Мы обнаружили, что формы имеют тенденцию становиться дефектными почти точно тогда, когда количество повторений делает углы контакта в обоих направлениях равными ».

Исследователи проверили свой метод, используя формы с различной шириной канавок, и результаты подтвердились (см. Прилагаемый рисунок). Это означает, что можно сделать точные прогнозы относительно оставшегося срока службы пресс-формы с параллельными канавками с помощью простого процесса. Сначала убедитесь, что угол контакта в перпендикулярном направлении достиг стабильного минимального значения. Затем вычислите функцию убывающей линии с сохраненными значениями краевого угла в параллельном направлении. Наконец, подсчитайте количество использований, после которого эта линия пересечет минимальное значение; форма, скорее всего, сломается около этого числа.

Этот простой подход будет полезен для определения ожидаемого срока службы форм для УФ-NIL. «Хотя наш метод применим только к формам с параллельными канавками, его можно использовать для оценки долговечности самих материалов форм; прогнозируемый срок службы материала формы применим практически к любой форме», - отмечает Шин Хиваса из Autex Inc. В целом, Это исследование заполняет важный пробел в знаниях об УФ-NIL, снижая связанные с этим затраты, предоставляя простой способ предсказать, когда формы будут изнашиваться.

Мы надеемся, что предлагаемая стратегия сделает эту технику наноимпринтинга более доступной и надежной, что будет способствовать ее внедрению как в исследованиях, так и в приложениях для повседневной жизни.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии