(1-1) Il Dr. Kwang-Seop Kim e il suo gruppo di ricerca presso il Dipartimento di Nano-meccanica, KIMM, sono riusciti a sviluppare la tecnica di trasferimento senza danni basata su rulli per nanomateriali 2D (grafene monostrato). (1-2) Il dott. Kwang-Seop Kim e il suo gruppo di ricerca presso il Dipartimento di nanomeccanica, KIMM, hanno rivelato un meccanismo di danneggiamento del processo di trasferimento basato su rulli per i nanomateriali 2D. Se lo strato adesivo è troppo sottile, il danno si verifica ai nanomateriali 2D dall'instabilità dell'adesione; e se lo strato adesivo è troppo spesso, la pressione di contatto durante il processo di trasferimento provoca una deformazione eccessiva, causando danni ai materiali. (1-3) Il Dr. Kwang-Seop Kim e il suo gruppo di ricerca presso il Dipartimento di Nano-meccanica, KIMM, sono riusciti a progettare un film di trasferimento con uno strato adesivo di spessore ottimale, e lo ha applicato al processo di trasferimento basato su rullo per trasferire con successo il nanomateriale 2D (grafene monostrato) al substrato desiderato senza danni. (1-4) Un grafico che mostra la qualità della resistenza del foglio di elettrodi trasparenti a base di nanomateriale 2D (grafene monostrato), prodotto dalla tecnica di trasferimento roll-based. Minore è la resistenza del foglio, meglio conduce l'elettricità all'elettrodo trasparente (grafene monostrato); e quanto più uniforme è la qualità di resistenza del foglio, il migliore può rendere l'elettrodo trasparente su larga scala. Quando lo strato adesivo è sottile, la resistenza del foglio è estremamente elevata a 1130 Ohm/mq., e la qualità della resistenza del foglio non è uniforme. Quando lo strato adesivo è spesso, la resistenza del foglio è di 563 Ohm/mq, e la qualità della resistenza del foglio è di nuovo non uniforme. Quando si utilizza la pellicola di trasferimento progettata per avere uno strato adesivo di spessore ottimale, la resistenza del foglio è molto bassa a 235 Ohm/sq., e la qualità della resistenza del foglio è uniforme. Credito:The Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)
Il Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) sotto il Ministero della Scienza e dell'ICT ha sviluppato una tecnica di trasferimento senza danni basata su rulli che consente di trasferire nanomateriali bidimensionali (2D) in scala di wafer senza danni. La tecnica proposta ha una varietà di applicazioni da display trasparenti e semiconduttori ai display per auto a guida autonoma, e dovrebbe accelerare la commercializzazione di dispositivi ad alte prestazioni basati su nanomateriali 2D.
Dottor Kwang-Seop Kim, ricercatore principale del Dipartimento di Nano-meccanica del KIMM, è riuscito a sviluppare una tecnica di trasferimento di nanomateriali 2D, sottile come 1/50, 000 di una ciocca di capelli, su un supporto di almeno 4 pollici (circa 10 cm) senza danni.
Il trasferimento a rullo è un processo in cui i nanomateriali 2D su un film di trasferimento vengono trasferiti su un substrato desiderato. È una tecnica altamente efficiente che consente il trasferimento continuo su vasta area di nanomateriali, simile alla stampa su carta.
Il processo di trasferimento coinvolge nanomateriali su un film di trasferimento (A) e un substrato bersaglio (B). Nel trasferimento del rotolo, i nanomateriali vengono trasferiti su B quando A viene arrotolato su B. Questo è simile al processo di trasferimento di un tatuaggio sulla pelle utilizzando un adesivo per tatuaggi. L'adesivo svolge il ruolo del film di trasferimento, il tatuaggio rappresenta i nanomateriali 2D, e la pelle è il substrato.
Il punto chiave della tecnica proposta è identificare due diversi tipi di meccanismi di danno in relazione alla deformazione dello strato adesivo nel film di trasferimento attraverso simulazioni ed esperimenti al computer. Il team ottimizza lo spessore dello strato adesivo per ridurre al minimo la deformazione dello strato adesivo durante il processo di trasferimento, portando a ottenere il trasferimento senza danni di nanomateriali 2D di grandi dimensioni.
Il wafer prodotto dal Dr. Kwang-Seop Kim e dal suo team di ricerca presso il Dipartimento di Nano-meccanica, KIMM, utilizzando la tecnica di trasferimento senza danni basata su rulli per nanomateriali 2D. Credito:The Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)
Il team ha scoperto il principio alla base del trasferimento senza danni di un tatuaggio estremamente sottile sulla pelle attraverso l'ottimizzazione dell'adesivo del tatuaggio.
La tecnica può essere utilizzata nel processo di trasferimento basato su rulli per la produzione di display trasparenti flessibili a base di nanomateriali 2D e semiconduttori trasparenti, diminuendo il danno nel nanomateriale 2D fino all'1% rispetto al 30% esistente.
Il ricercatore principale Kwang-Seop Kim ha affermato:"La nostra tecnica di trasferimento di nanomateriali 2D di grandi dimensioni e micro-dispositivi senza danni ai substrati ridurrà significativamente i costi di produzione dei dispositivi indossabili, display trasparenti flessibili, e sensori bio/energetici ad alte prestazioni, accelerando così la commercializzazione delle relative applicazioni. Ci aspettiamo inoltre di vedere nuove attività in tutti i settori, dai semiconduttori di prossima generazione ai veicoli futuri".
