(Phys.org)—Una nuova "nano officina meccanica" che modella nanofili e film ultrasottili potrebbe rappresentare un futuro metodo di produzione per strutture minuscole con proprietà potenzialmente rivoluzionarie.

Le strutture potrebbero essere "sintonizzate" per applicazioni che vanno dall'elettronica ad alta velocità alle celle solari e potrebbero anche avere una maggiore forza e tratti insoliti come il magnetismo ultraelevato e la "risonanza plasmonica, " che potrebbe portare a un miglioramento dell'ottica, computer ed elettronica.

I ricercatori hanno usato la loro tecnica per timbrare nano e microingranaggi; formare minuscole forme circolari con un materiale chiamato grafene, un foglio di carbonio ultrasottile che promette tecnologie avanzate; e cambiare la forma dei nanofili d'argento, ha detto Gary Cheng, professore associato di ingegneria industriale alla Purdue University.

"Facciamo questa modellatura a temperatura ambiente e pressione atmosferica, come un negozio di nano-macchine, " disse Cheng, lavorando con i dottorandi Ji Li, Yiliang Liao, Ting-Fung Chung e Sergey Suslov e il professore di fisica Yong P. Chen.

Grafene e nanofili – filamenti 1, 000 volte più sottili di un capello umano:hanno numerose potenziali applicazioni. Però, sono necessarie tecnologie per adattarli a usi specifici. Il nuovo metodo, chiamato modellamento indotto da shock laser, rende possibile sintonizzare i nanofili alterando le proprietà elettriche e optoelettriche critiche per i componenti e gli strumenti elettronici.

I ricercatori hanno anche dimostrato come la modellatura indotta dallo shock laser può essere utilizzata per modificare le proprietà del grafene, un passo avanti verso lo sfruttamento del materiale per le applicazioni elettroniche.

I risultati sono stati dettagliati nei documenti di ricerca pubblicati sulla rivista Nano lettere , e il lavoro è stato anche evidenziato all'inizio di questo mese nella sezione Notizie e opinioni della rivista Fotonica della natura .

La tecnica funziona utilizzando una struttura a sandwich multistrato che ha un minuscolo stampo nella parte inferiore. I nanofili erano situati direttamente sopra lo stampo, e altri materiali sono stati stratificati tra i nanofili e un foglio di copertura in vetro. L'esposizione di questa "unità di formatura" a strati a un laser a impulsi ultraveloce provoca la combustione di uno degli strati, generando una pressione verso il basso che costringe i nanofili nello stampo e cambiando la loro forma.

"Il processo potrebbe essere ampliato per un processo di produzione industriale roll-to-roll modificando le dimensioni del raggio laser e la velocità di scansione, " Ha detto Cheng. "L'approccio di modellatura indotto da shock laser è veloce ea basso costo".

Parte della ricerca, finanziato dalla National Science Foundation, è stato effettuato in una camera bianca specializzata presso il Birck Nanotechnology Center nel Discovery Park di Purdue.