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环氧聚合物纳米新技术问世 |
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| http://cn.newmaker.com
6/13/2007 10:40:00 AM
佳工机电网
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纳米技术问世， 环氧聚合物显神威，纳米结构电子设备将进入量产时代。最近哈佛大学和夏威夷大学的研究人员们开发出了一种简易的方法，来校准纳米线和碳纳米管，而且其精度可以比现在所用的各种方法要高100倍，这项技术进步可能会让基于纳米结构的电子设备从此进入批量生产时代。这项技术用上了环氧聚合物，研究成果已经在线发表在《自然纳米技术日报》上。
这种技术源自塑料袋生产中所用的一些高强度生产方式，它可以实现在大尺寸可弯曲显示屏上，利用纳米线和碳纳米管来控制像素，以及精确检测各种化学制品、病毒和各种疾病的生物标志物。将氮气压入纳米线和环氧聚合物组成的混合物中，形成一个大气泡，在气泡膨胀的过程中，纳米线就会按照相同的方向排列起来。等气泡膨胀到足够大以致接触到两个硅片时，用一个金属环稳定住气泡。接触到硅片时带有纳米线的薄膜就会转到硅片上，然后就可以用那些被纳米线覆盖的硅片生产各种电子设备。
研究人员们以前也曾经开发出基于纳米线和碳纳米管的小型样品设备。但是哈佛大学化学教授查尔斯利布说，要想将研究成果从实验室搬到商业生产中需要一种快速、简单的方法来在大面积平面上排列细微的结构。他说：“由于无法大规模校准和组织细微的结构，研究人员们必须一个一个地制作小型芯片。这与经济生产是不相符的。”尽管以前的方法只能在大约1平方厘米的面积上排列纳米线，利布的新技术则可以应用于几百平方厘米的面积上，而且利用那种技术可以同时生产许多芯片。或者可以用它来进行大量的晶体管排列以控制显示屏上的像素。
新技术中包括利用环氧聚合物与纳米线或者碳纳米管混合组成的混合物来吹气泡的过程。研究人员们将那种混合物倒入一个带有小孔的环形表面，然后环氧聚合物与纳米线组成的混合物就会在表面周围形成一层膜。 然后研究人员们再通过小孔注入氮气，将那个膜不断吹大直到它形成一个25厘米宽、50厘米高的气泡。在气泡变大的过程中，用一个金属环固定气泡；环氧聚合物就会扩大变成一个200到500纳米厚的膜，其中的纳米线或者碳纳米管则按大致相同的方向规则排列起来。 研究人员们猜想也许是气泡变大时的表面张力让纳米线整齐排列起来。
合成的膜也可以换成其他各种表面，包括硅质和软质塑料。为了做到这一点，研究人员们只要用硅片或者其他材料来替代环氧聚合物就行了，这样当气泡膨胀的时候，气泡表面就会压迫它们。为了展示这项技术的用途，研究人员们将膜换成了硅片，然后用常规技术去熔断膜上的电子接触部分。纳米线在电子接触部分之间架起了连接的通道，成了晶体管的半导体通道。利布说，早期应用可能包括对某些疾病如癌症、流感和性方面的遗传病的精确自测。例如，前列腺癌的蛋白质生物标志物会在这种设备中与纳米线连接在一起，改变纳米线的传导率并改变蛋白质的状态。
纳米线比现有测试的灵敏度高3倍。因为纳米线可以通过生成电子信号而直接检测出蛋白质，因此这种测试立即就可以得出结果，研究人员们就不比长时间等待检测结果了。 另外，多种生物标志物的测试可以很轻松地在同一块芯片上同时进行。由数百条纳米线组成的系列可以被用来精确检测癌症，每一种化学制品都会发生变化以便与某种特殊蛋白质发生反应。纳米线还可以应用于可弯曲显示屏中像素的开启和关闭。传统高速晶体管要求的温度比较高，可能会融化可弯曲显示屏中所用的塑料物质。 但是纳米线在无需高温条件下也可以达到同样的效果。
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