Dim09282021

Darrera actualitzacióDij, 12 Ago 2021 11am

Back Estàs aquí:Inicio Nous materials Ofertes tecnològiques Desenvolupen un mètode per obtenir nanoestructures amb geometries fins ara impossibles

Desenvolupen un mètode per obtenir nanoestructures amb geometries fins ara impossibles

El CSIC i la Universitat de Porto han desenvolupat un mètode per obtenir nanoestructures de diferents materials ferromagnètics amb aplicacions en dispositius magnètics, nanofotònics i magnònics. El nou mètode és econòmic, evita les tècniques litogràfiques estàndard i redueix els temps de producció.

Simetria cúbica, una de las geometries aconseguides en els materials nanoestructurats amb el nou mètode. Imatge: ICMM/CSIC.Els materials nanoestructurats, es a dir, estructurats a escala nanomètrica, permeten controlar de forma molt precisa el comportament dels dispositius. Una minúscula diferència en la característica d'un material en un dispositiu òptic, pot fer que la resposta de la llum -ja sigui la difracció, reflexió o altra- sigui diferent.

La possibilitat de controlar aquestes estructures nanomètriques està obrint un ampli ventall de possibilitats en dispositius fotònics, magnètics o magnònics. Aquests últims estan basats en l'ús d'ones d'espín d'electró (magnons) i permeten transmetre, processar i detectar la informació.

Investigadors del CSIC i de la Universitat de Porto han desenvolupat un mètode que permet obtenir plantilles nanoporoses per a obtenir, amb elles, recobriments metàl·lics nanoestructurats. És un mètode més econòmic i ràpid que els basats en les tècniques convencionals de litografia. És també més versàtil, ja que permet obtenir plantilles amb una major varietat d'ordenaments geomètrics. Es busquen empreses en el sector de la nanotecnologia interessades en la llicència de la patent per a l'explotació comercial de la tecnologia.

Estampar un patró predefinit

En aquest mètode, es parteix de làmines d'alumini d'alta puresa, sobre les quals es pressiona un motlle per estampar un patró predefinit. Aquest pas d'estampat ho han fet amb un CD (o un DVD o un BR), d'ús comú i molt baix cost, que és utilitzat com a segell per imprimir els solcs que permetran "guiar" l'anodització posterior de l'alumini. L'estampat pot realitzar-se diverses vegades, canviant així l'angle d'impressió per obtenir plantilles de diferent geometria.

Amb l'anodització, l'alumini s'oxida i per auto-acoblament origina una plantilla amb nanoporus ordenats. Posteriorment, amb un procés de polvorització catòdica (‘sputtering’) sobre la superfície, s'obté un recobriment metàl·lic que respecta el patró. Es realitza un únic procés de anodització, el que "incrementa la resistència a la corrosió i una millor adherència que el metall nu", diuen els científics.

El mètode permet l'obtenció de nanoestructures metàl·liques de diferents materials ferromagnètics d'alta aplicabilitat. El procés d'impressió és curt, d’unes dues hores, i fàcilment mecanitzable.

"Els discos comercials CD, DVD o BR usats són simplement exemples de ‘segell’ que hem aplicat per què  són els més simples de trobar", aclareixen els científics. "Però la tècnica proposada es podria estendre a qualsevol altre tipus de disc o 'segell impressor' que tingués un altre ordenament".

Més exemples de geometries aconseguides amb el nou mètode Imatge:ICMM/CSIC.

Nanoestructures amb geometries fins ara impossibles

El principal avantatge, diu Manuel Vázquez, investigador que ha liderat l'equip científic a l'Institut de Ciència de Materials de Madrid (ICMM-CSIC), "és fonamentalment la capacitat de generar nanoestructures amb geometries impossibles d'obtenir amb el mètode convencional: per exemple, quadrat, rectangular, triangular o romboidal. En canvi, el mètode convencional permet només l'ordre hexagonal. Una altra diferència avantatjosa és que amb la nostra proposta s’aconsegueix una secció nanoestructurada de més grandària".

"Amb un DVD o un CD que val menys d'un euro s'aconsegueixen estructures poroses de grans dimensions", afegeix David González, un altre dels investigadors de l'equip. "Per exemple, bandes ('stripes') d'un centímetre i un gruix de 600 o 300 nanòmetres; quadrats de 600 a 300 nanòmetres; i altres elements no convencionals, com triangles, que amb la litografia convencional serien impensables... especialment en quantitat. Això possibilita poder realitzar experiments a una escala qualitativa i quantitativa més gran".

Altres avantatges són el temps i els costos. D'una banda, gràcies a l'estampat es pot fer l'anodització en un sol pas: "sense estampat es necessitaria una ‘hard anodization’  o dues fases d’anodització", aclareix David Navas altre dels científics inventors.

Pel que fa als costos, "esperem certament una reducció en el cost de producció, encara que és difícil quantificar, ja que dependrà bastant de cada cas", conclou.

Contacte:

Marisa Carrascoso Arranz
Vicepresidència Adjunta de
Transferència del Coneixement
Consejo Superior de Investigaciones

Científicas (CSIC)
Tel.: +34 91 568 1533
Correo-e:Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.