Questa è una mappa di orientamento di un array spin-cast di nanoparticelle di FePt. La maggior parte delle nanoparticelle è racchiusa da un esagono di sei nanoparticelle vicine. Ogni nanoparticella è stata codificata a colori in base all'angolo (in gradi) dell'orientamento dell'esagono. Le nanoparticelle di colore bianco sono state identificate come difetti, perché ne avevano quattro, cinque, sette o otto "vicini più prossimi" -- anziché sei. Credito:Dr. Joe Tracy, North Carolina State University
(PhysOrg.com) -- I ricercatori della North Carolina State University hanno studiato la fattibilità di una tecnica chiamata "spincasting" per la creazione di film sottili di nanoparticelle su un substrato sottostante - un passo importante nella creazione di materiali con una varietà di usi, dall'ottica all'elettronica.
Spincasting, che utilizza la forza centrifuga per distribuire un liquido su un substrato solido, ha già svariati utilizzi. Per esempio, è utilizzato nell'industria elettronica per depositare film sottili organici su wafer di silicio per creare transistor.
Per questo studio, i ricercatori hanno prima disperso nanoparticelle magnetiche ricoperte di ligandi in una soluzione. I leganti, piccole molecole organiche che si legano direttamente ai metalli, facilitare la distribuzione uniforme delle nanoparticelle nella soluzione – e, dopo, sul substrato stesso.
Una goccia della soluzione è stata quindi posta su un chip di silicio che era stato rivestito con uno strato di nitruro di silicio. Il chip è stato quindi ruotato ad alta velocità, che diffondono la soluzione di nanoparticelle sulla superficie del chip. Quando la soluzione si è asciugata, un sottile strato di nanoparticelle è stato lasciato sulla superficie del substrato.
Utilizzando questa tecnica, i ricercatori sono stati in grado di creare uno strato ordinato di nanoparticelle sul substrato, su un'area di pochi micron quadrati. "I risultati sono promettenti, e questo approccio merita sicuramente ulteriori indagini, "dice il dottor Joe Tracy, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e coautore di un articolo che descrive lo studio.
Tracy spiega che uno dei vantaggi dello spincasting è che è un modo relativamente rapido per depositare uno strato di nanoparticelle. "Ha anche un potenziale commerciale come modo conveniente per creare film sottili di nanoparticelle, "dice Tracy.
Però, l'approccio deve ancora affrontare diversi ostacoli. Tracy nota che sono necessarie modifiche alla tecnica, in modo che possa essere utilizzato per rivestire una superficie più ampia con nanoparticelle. Sono inoltre necessarie ulteriori ricerche per apprendere come, o se, la tecnica può essere modificata per ottenere una distribuzione più uniforme delle nanoparticelle su quella superficie.
L'analisi dei film di nanoparticelle creati utilizzando lo spincasting ha portato anche a un altro sviluppo. I ricercatori hanno adattato strumenti analitici per valutare le immagini di microscopia elettronica a trasmissione dei film che hanno creato. Un vantaggio dell'utilizzo di questi strumenti grafici è la loro capacità di identificare ed evidenziare i difetti nella struttura cristallina dello strato. "Questi metodi per l'analisi delle immagini ci consentono di ottenere una comprensione dettagliata di come le distribuzioni delle dimensioni e della forma delle nanoparticelle influenzino l'imballaggio in monostrati, "dice Tracy.
