Сети, изготовленные из проволоки с диаметром соразмерным с нанометрами, имеют большие перспективы применения в различных сферах деятельности человека (уточним, нано – это миллиардная часть метра).
Представляет интерес даже сети, сделанные из проволоки бỏльшего диаметра, чем из диапазона наноразмеров – из разряда микроразмеров (уточним, микро – это миллионная часть метра).
Естественно, что для их изготовления нужна проволока, толщина которой должна быть соразмерной микро- и нановеличинам.
Можно ли изготовить проволоку с такими диаметрами в промышленных масштабах?
Для этого обратим внимание на одну из уже существующих технологий изготовления микро- и нанопроволочек (Nanowires).
И попробуем немного ее усовершенствовать, чтобы получить положительный результат.
Что используется в известной технологии?
Во-первых. Берем трековую мембрану – полиэтиленовую пленку с отверстиями, имеющими одинаковый диаметр (не уточняем способ получения трековой мембраны – он хорошо известен). Диаметр отверстий от 150 нанометров до 10 микрон. Отметим, что указанный диапазон типоразмеров довольно обширный!
Во-вторых. Особенность трековых мембран в том, что они имеют толщину, во много раз превосходящую диаметр самих пор (показан скол мембраны, другими словами, сечение по толщине).
В-третьих. Используя эти свойства трековых мембран, можно нарастить на поверхности, например, на медной пластине наностолбики (nanopillars) высотой равной толщине трековой мембраны. Уточним, высота наностолбиков ограничена только толщиной пленки, из которой изготовлена мембрана.
Используемый способ – электролитическое осаждение. На иллюстрации показано, как мембрана (метка «a») накладывается на медную пластину, всё помещается в раствор электролита (метка «b») и подаются разные потенциалы на медную плаcтину (катод) и противоположный электрод (атод).
В-четвертых. В процессе электролитического осаждения ТОЛЬКО поры в мембране заполняются медью (изображение слева), наращивая поверхность толстой медной пластины своеобразными наностолбиками (изображение справа). Напомним, высота их не может превысить толщину мембраны.
На этом известная технология исчерпывает себя.
Итак, что можно усовершенствовать в этом процессе (изображение слева), чтобы получить микро- и нанопроволочки (nanowires) разумной длины для комфортной работы с ними и промышленного выпуска микро- и наносеток (nanonets)?
Совсем немного.
Технологически возможно «заставить» трековую мембрану (метка «a») передвигаться (изображение справа) в процессе наращивания наностолбиков (метка «с»). Наностолбики (nanopillars) наращивают свою высоту, которая уже НЕ ОГРАНИЧЕНА толщиной мембраны, и достигают линейных размеров, соразмерных с понятием длины нанопроволочек (nanowires) или нанопроволоки (nanowire)!
Отверстия в мембране начинают играть роль идеальных формообразующих «каналов» для нанопроволочек. Причем эти каналы, передвигаясь в соответствие с новой технологией, уже не имеют ограничения по своему линейному размеру!
Когда процесс формирования нанопроволочек достигнет максимального размера (изображение слева), трековая мембрана растворяется, и остаются только нанопроволочки (nanowires) одинакового размера и одинаковой длины (изображение справа).
Таким образом, можно ПРЕОДОЛЕТЬ ОГРАНИЧЕНИЕ, накладываемое толщиной трековой мембраны. В этом случае можно «выращивать» микро- и нанопроволоки необходимой длины для промышленного изготовления микро-(micronets) и наносеток (nanonets).
Следует отметить, что медная пластина, с которой был начат процесс выращивания микро- и нанопроволочек, может служить удобной технологической «ручкой» для транспортировки микро- и нанопроволочек на последующие технологические операции и для их хранения.
[...] Мембраны представляют собой лавсановую пленку с отверстиями. Весь секрет в диаметре этих отверстий – он настолько мал, что позволяет задерживать любые частицы, невидимые для глаз (подробнее можно прочитать здесь). [...]
[...] методом осаждения (подробнее можно прочитать на сайте http://www.valeriideas.com/rus/). Сейчас этот процесс успешно применяется для [...]