Overvinde fine procesgrænser med linkerionaffinitet

Et forskerhold har brugt linkerioner til at være banebrydende for en tredimensionel mikroprintteknologi, der kan anvendes til uorganiske stoffer og andre forskellige materialer. Værket er publiceret i tidsskriftet Nature Communications .

Tredimensionel mikroprint er en banebrydende proces, der bruges inden for elektronisk kommunikation, bioteknologi, sundhedspleje og mange andre områder, og repræsenterer den næste generation af fremstilling af små komponenter og sensorer, der stemmer overens med de seneste tendenser inden for miniaturisering af enheder og letvægtsdesign. Traditionel 3D-mikroprint har dog stået over for udfordringer med at vedligeholde strukturer, især med uorganiske materialer såsom metaller, hvor det har vist sig vanskeligt at kontrollere partikler i nanostørrelse.

For at løse denne udfordring, adopterede forskerholdet overgangsmetalkationer som linkerioner i deres nylige undersøgelse. Linkerioner reagerer selektivt på overfladerne af nanopartikler og fremmer binding og interaktioner mellem partikler, hvilket inducerer deres hurtige størkning.

Holdet brugte 3D-mikroprintteknologi til at deponere uorganiske nanopartikler i et linkerionbad. Link-ionerne forårsagede dannelsen af ​​indbyrdes forbundne netværk blandt de spredte uorganiske nanopartikler, hvilket tillod partiklerne at størkne og opretholde den overordnede struktur hurtigt.

Desuden formåede holdet at fremstille uorganiske porøse strukturer med dimensioner under 10 μm ved at finjustere interaktionerne mellem partikler, overgå begrænsningerne ved konventionel mikroprint og opnå uorganisk materialeudskrivning uden behov for specialudstyr.

Denne forskning viser alsidigheden af ​​deres teknologi og demonstrerer dens anvendelighed på en bred vifte af funktionelle uorganiske materialer, herunder metaller, halvledere, magneter og oxider. Det er væsentligt, at deres metode lover at erstatte de konventionelle høje omkostninger og tidskrævende processer ved fremstilling af komponenter til elektroniske enheder, såsom mikro-elektromekaniske systemer (MEMS).

Professor Jae Sung Son i Pohang Universitet for Videnskab og Teknologi udtaler:"Vores forskning introducerer en ny vej til ubesværet at skabe tredimensionelle strukturer med forbedret løsningsbehandlingsteknologi til nano-print. Den er klar til at spille en afgørende rolle i yderligere forskning i nano- materialebaserede enheder."

Dr. Jin Young Kim, fra Korea Institut for Videnskab og Teknologi, siger:"Vi ser frem til kommercialiseringen af ​​forskellige materialer og komponenter, der er muliggjort af den forbedrede kvalitet af store strukturer og øget produktionshastighed forårsaget af vores procesteknologi ."

Flere oplysninger: Minju Song et al., 3D-mikroprint af uorganiske porøse materialer ved kemisk koblingsinduceret størkning af nanokrystaller, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-44145-7

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Pohang University of Science and Technology