Mikro-fremstillingsgennembrud er kablet til lyd

I en banebrydende opdagelse, forskere ved RMIT University i Melbourne, Australien, har udnyttet kraften fra lydbølger til at muliggøre præcision mikro- og nano-fremstilling.

Forskerne har demonstreret, hvordan højfrekvente lydbølger kan bruges til præcist at kontrollere spredningen af ​​tyndfilmsvæske langs en specialdesignet chip, i et blad offentliggjort i dag i Proceedings of the Royal Society A .

Med tyndfilmsteknologi er grundlaget for fremstilling af mikrochip og mikrostruktur, den banebrydende forskning giver et betydeligt fremskridt – potentielle anvendelser spænder fra tyndfilmbelægninger til maling og sårpleje til 3D-print, mikrostøbning og mikrofluidik.

Professor James Friend, Direktør for MicroNano Research Facility hos RMIT, sagde, at forskerne havde udviklet et bærbart system til præcise, hurtig og ukonventionel mikro- og nanofremstilling.

"Ved at indstille lydbølgerne, vi kan skabe et hvilket som helst mønster, vi ønsker på overfladen af ​​en mikrochip, " sagde professor Friend.

"Fremstilling ved hjælp af tyndfilmsteknologi mangler i øjeblikket præcision - strukturer drejes fysisk rundt for at sprede væsken og belægge komponenterne med tynd film.

"Vi har fundet ud af, at tyndfilmsvæske enten strømmer mod eller væk fra højfrekvente lydbølger, afhængig af dens tykkelse.

"Vi opdagede ikke kun dette fænomen, men vi har også afsløret den komplekse fysik bag processen, gør os i stand til præcist at kontrollere og styre påføringen af ​​tyndfilmsvæske i mikro- og nanoskala."

Den nye proces, som forskerne har kaldt "acoustowetting", arbejder på en chip lavet af lithiumniobat – et piezoelektrisk materiale, der er i stand til at omdanne elektrisk energi til mekanisk tryk.

Overfladen af ​​chippen er dækket af mikroelektroder, og chippen er forbundet til en strømkilde, med effekten konverteret til højfrekvente lydbølger. Tyndfilmsvæske tilsættes overfladen af ​​chippen, og lydbølgerne bruges derefter til at styre dens flow.

Forskningen viser, at når væsken er ultratynd – på nano- og sub-mikrodybder – flyder den væk fra de højfrekvente lydbølger.

Strømningen vender ved lidt tykkere dimensioner, bevæger sig mod lydbølgerne. Men på en millimeter eller mere i dybden, flowet vender igen, flytter væk.