一个研究小组从瑞士和新加坡确立了一个新基准在电化学3 d打印。他们从加法制造技术和电沉积形成25 nm diameter-sized铜体素。这种“3 d打印”过程是可调,使复杂的形状和结构的形成。
图片来源:Hengsteler, J。et al .,(2021)将纳米电化学三维印刷。纳米快报,[网络]21 (21),pp.9093 - 9101。可以在:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02847
应用程序需要纳米工程复杂结构在纳米尺度上的建模。虽然电化学技术产量与优良的导电性材料,应用100纳米以下决议仍然高不可攀。欧洲杯足球竞彩
团队的小说3 d打印技术的应用在电子、电镀打开了机会nanodevices纳米光学、纳米机器人和能源存储。
超越3 d打印
先进的光学、传感和能源存储设备需要构建在纳米尺度的功能元素。
加法制造,也称为3 d打印,形状是由沉淀层的材料到对方,随后结合形成所需的形状。因为这些层沉积通过一个喷嘴,本身控制的计算机辅助制造(CAM)软件,就可以形成复杂的形状。
然而,传统的3 d打印技术——包括有限元和聚焦束技术——只有屈服材料有限的属性。欧洲杯足球竞彩
在电镀,电镀是涂一层导电金属物体。因此,塑料可欧洲杯足球竞彩以充满金属等材料的强度、导电性和耐腐蚀性能,同时保留本民族特征。
多学科团队与其说是涂层材料感兴趣,而是在利用电解过程。在这个过程中,材料是两个电极之间传欧洲杯足球竞彩输直流电时应用于电解质溶液。
该团队使用nanopipettes(喷嘴)直径只有1.6纳米将带正电的铜离子在带负电荷的基质(玻璃或硅)。nanopipette和衬底表面作为电极。
看起来简单的大小来控制印刷结构通过不同喷嘴开口的大小。然而,困难在于同步运动的喷嘴结构的增长而不堵塞喷嘴。因此,以前曾试图“打印”决议低于100海里已经成功,250海里的最小分辨率实现打印铜结构在纳电子学(重要)。
团队有限电镀过程液体半月板在空气喷嘴和衬底之间形成的。因此,他们能够精确地控制印刷过程的基础上,快速形成和破坏的半月板。他们可以调整动态特性的铜体素约25海里的决议。
可调3 d Nanoprinting
团队从苏黎世联邦理工学院和新加坡南洋理工大学使用石英nanopipettes开口直径为1.6,2,45和253 nm打印喷嘴。喷嘴满心电解质溶液含有金属铜2 +离子。喷嘴的精确定位是通过纳米粗运动控制和微小控制压电致动器。
的提示nanopipettes被接近衬底表面,形成弯月面,电镀开始。
电流的大小是由一个预定义的阈值电压专用,一旦达成,使喷嘴收缩。一旦发生这种情况,半月板破裂,目前停止流动。半月板本身只存在了几毫秒(∼1000倍的速度比其他方法)。重复这个过程,直到所需的印刷高度了。
使用这种方法,团队能够创建复杂的结构在小于100纳米的分辨率。在656年的一个例子,铜的压印,每一个身高240海里。其他几何图形,如复杂曲面helix-like结构,也打印出来。研究人员能够控制这些结构的大小和厚度不同电压的施加的电流。因此,他们可以控制动态体素的大小而不需要改变喷嘴直径。
这个新方法开辟了新的可能性电子、纳米光学、纳米机器人和能源存储nanodevices。
引用和进一步阅读
Hengsteler, J。et al .,(2021)将纳米电化学三维印刷。纳米快报【在线】21日(21日),pp.9093 - 9101。可以在:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02847
Formlabs。(2021)101年电镀:镀的金属是如何工作的。(在线)可以在:https://formlabs.com/uk/blog/electroplating-metal-plating/
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