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纳米材料/工业陶瓷 |
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美刊公布纳米微型产品制作工艺流程 |
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| http://cn.newmaker.com
8/6/2008 12:11:00 PM
佳工机电网
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据美国《连线》杂志网站报道，随着纳米微型机器从概念原型走向现实成品，其大批量生产已成为可能。作为纳米机器的重要组成部分，包括纳米齿轮、纳米发动机以及其他微型部件在内的各种纳米微颗粒的大规模生产，是纳米机器能够大量进入主流市场的前提。
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校纳米技术实验室的研究人员预估，未来全球市场对纳米微颗粒产品的需求量将可能高达10亿颗左右。纳米技术实验室正准备使用微芯片技术制造的常规机器来大规模生产纳米微颗粒。据实验室负责人托马斯-梅森教授介绍，他们已经对生产流程的可行性进行了实验论证和详细阐述，最终目标是实现纳米微颗粒产品的大批量生产。
下列图片详细介绍了纳米微颗粒应用技术的工艺流程：
1、表面刻有微型字母硅片
表面刻有微型字母硅片
上面硅片表面刻有数以十亿计的微型字母，像一个衍射光栅一样将光线散射得五颜六色。
2、经过放大的微型纳米字母
经过放大的微型纳米字母
图片放大后，人们可以看到一个微型的字母形花片汤，不同的符号代表了各种不同的信息或代码。字母形花片汤现象表明，利用这种新型的大规模生产工艺，人们能够通过固定设备生产毫微米级产品。
3、纳米字母产生的第一步
图中左边的白色盒子是一个匀胶机。匀胶机的操作对象是硅片(见第一幅图片)上纳米字母的聚合物。首先，将一滴聚合物滴到硅片上；然后，匀胶机开始高速旋转，通过向心力将硅片表面的液体均匀扩散。
聚合物感光性极强，在紫外线照射下会硬化。第二步，根据将要生产的微颗粒产品的形状，紫外线光柱截面形成相应的形状。紫外线照射到均匀平整的聚合物之上，使之变硬。未被照射部分的聚合物液体被冲走，只留下硬化部分的聚合物。这样，相应形状的微颗粒形成。纳米字母的形成，同理。
4、紫外线经反射进入曝光机
图中：光场辐射出强烈的紫外线。紫外线经过多次镜面反射，最后进入曝光机(stepper)(见图5)。曝光机的主要用途是曝光硅片上的纳米字母。
5、托马斯-梅森教授介绍基本操作
托马斯-梅森教授在介绍曝光机的基本操作。在第一步操作中，通过向感光性极强的聚合物照射强烈的紫外线，曝光机可以形成微缩版本的图像。曝光机不断重复上述操作，直到图像数倍地放大于硅片之上。这也是曝光机英文名称的来源。
6、曝光机内部90公斤重的透镜
在曝光机内部，装有一个90公斤重的透镜(见图的中部)。透镜用于形成特定截面图形的光柱，在聚合物上精确刻画出微缩版的图像。透镜的精度极高，从而避免图像曝光过程产生的各种误差。
7、自动机械臂抓住纳米硅片
在曝光机内，一个自动机械臂抓住硅片。通过自动机械臂不断曝光硅片，每次只曝光硅片的一部分。整个硅片的曝光过程，大约需要1分钟。1分钟内可以生产数以十亿计的微颗粒。
8、曝光机须保持完全静止状态
曝光机被放置于一个充满空气的潮湿系统中(图中蓝色顶部的圆柱体)，以保证曝光机完全静止。正如照相时，也一定要保持相机的绝对稳定。如果在曝光的过程中出现震动，那么生产出来的十亿颗产品都可能存在误差。工作平台(见图中粉红色光亮部分)恰好可以在曝光点之间移动硅片。
9、无尘室外的曝光机系统
这是无尘室外的曝光机系统，现在仅仅作为实验室备用设备。
10、梅森教授准备进入曝光机无尘室
梅森教授和工作人员赵坤戴上手套，正准备进入曝光机无尘室。灰尘等颗粒一旦进入无尘室，可能会破坏硅片上曝光的纳米字母或微型产品的形状。
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