La fabbricazione dei circuiti integrati e dei chip per i nostri dispositivi elettronici di tutti i giorni potrebbe essere semplificata, più sicuro ed economico semplicemente accendendo e spegnendo la luce colorata?

Ricercatori della Queensland University of Technology (QUT), L'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) e l'Università di Gent hanno fatto un passo verso questo, aprendo la strada a un sistema che modula visibile, luce colorata per modificare le reazioni di un potente agente di accoppiamento chimico.

I loro risultati sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura .

• I ricercatori hanno utilizzato la luce laser verde per controllare la reattività dei triazolindioni (TAD), agenti di accoppiamento che creano rapidamente legami con altri prodotti chimici, necessario per fare i materiali
• Sotto semaforo verde i TAD hanno smesso di reagire; quando la luce è stata spenta, i TAD sono tornati ad essere altamente reattivi
• Il processo di commutazione della luce può essere ripetuto più volte
• L'esperimento ha mostrato che è possibile creare due prodotti diversi dalla stessa configurazione semplicemente accendendo e spegnendo la luce colorata

Professor Barner-Kowollik, dalla Facoltà di Scienze e Ingegneria di QUT, e il professor Filip Du Prez dell'Università di Gand hanno co-supervisionato il progetto di ricerca internazionale collaborativo. L'autore principale Hannes Houck sta conducendo studi di dottorato nelle tre istituzioni partner, sostenuto dalla Research Foundation-Flanders (FWO).

Il professor Barner-Kowollik ha affermato che la capacità di utilizzare la luce visibile come un interruttore di reazione chimica on/off telecomandato ha aperto possibilità per future applicazioni industriali nella produzione chimica e avanzata, compresa la fabbricazione di chip per computer.

"Al momento, luce ultravioletta (UV), che ha lunghezze d'onda più corte della luce nello spettro visibile, viene utilizzato nell'industria per guidare processi chimici, " Egli ha detto.

"I processi industriali che utilizzano luce visibile meno dannosa sono scarsi, in netto contrasto con quanto avviene in natura.

"Per le piante, la luce visibile svolge un ruolo critico nei processi chimici. Gli alberi raccolgono la luce durante il giorno e la usano come fonte di energia per crescere, rilascio di ossigeno nel processo. Di notte, però, quando la luce non è più disponibile, il processo chimico viene alterato e le piante rilasciano anidride carbonica.

"Siamo stati ispirati da tali processi naturali e abbiamo progettato per la prima volta un sistema di reazione chimica completamente commutabile con la luce".

Il team di ricerca ha affermato che il loro sistema può essere applicato per creare materiali sensibili alla luce per la litografia laser 3D, consentendo la stampa di strutture molto piccole che potrebbero essere utilizzate in cose come la fabbricazione di chip per computer. La litografia laser 3D è un tipo di stampa 3D con luce laser diretta, e utilizzato per creare strutture molto precise nella gamma micro, come impalcature per cellule.

QUT sta esplorando applicazioni di litografia laser 3D con il principale fisico del KIT, il professor Martin Wegener.

"La fabbricazione di chip contemporanea è un complesso, e costoso, sistema di processi chimici, "Il professor Barner-Kowollik ha detto. "Ecco, a causa del cosiddetto limite di diffrazione della luce, viene utilizzata una radiazione con lunghezze d'onda corte, che è una luce UV molto dura.

"Ma se potessimo usare la luce visibile per cambiare in modo reversibile determinati processi chimici e aggirare il limite di diffrazione della luce e stampare molto, strutture molto piccole, per esempio cinque nanometri di larghezza?

"Essere in grado di cambiare la reattività chimica all'interno della litografia laser 3D potrebbe rivoluzionare la stampa di chip, e renderlo più economico, più semplice e sicuro.

"Ci sono notevoli ostacoli da superare, ma potenzialmente il sistema che abbiamo ideato con la luce visibile come meccanismo di disattivazione chimica potrebbe fornire una strada per raggiungere questo obiettivo".