O processo, chamado estruturação fratura-induzida, é tão fácil quanto o one-two-three. Primeiramente, uma película fina do polímero é pintada em uma placa rígida, tal como uma bolacha de silicone. Então, uma segunda placa é coloc na parte superior, criando um sanduíche do polímero que seja aquecido para assegurar a adesão. Finalmente, as duas placas são erguidas distante. Como as fraturas da película, quebra automaticamente em dois jogos complementares de gratings do nanoscale, um em cada placa. A distância entre as linhas, chamadas o período, é quatro vezes a espessura de película.

A facilidade de criar estas linhas está em contraste marcado aos métodos tradicionais da fabricação, que usam tipicamente um feixe de elétrons, de íons, ou de uma ponta mecânica à “tração” as linhas em uma superfície. Estes métodos são os processos de série que são extremamente lentos e conseqüentemente somente apropriados para áreas um milímetro quadrado ou menor. Outras técnicas apropriadas para áreas maiores têm dificuldades conseguir períodos grating pequenos ou produzir um rendimento elevado, ou exigem processos complexos e caros. a estruturação Fratura-induzida é não somente simples e rápida, mas permite a modelação sobre uma área muito maior. Os investigadores têm demonstrado já a habilidade da técnica de criar gratings sobre diversos centímetros quadrados, e a modelação de muitos áres extensa deve ser possível com optimização mais adicional da técnica.

“É notável - e counterintuitive - isso que fratura cria estes testes padrões regulares,” disse o professor da engenharia química e o decano da escola William Russel de Princeton. Russel e sua estudante de terceiro ciclo Leonard Pease III teamed com Chou e suas estudantes de terceiro ciclo Paru Deshpande e Ying Wang para desenvolver a técnica.

Uma solicitude de patente foi arquivada no processo, que os investigadores dizem são economicamente praticáveis para o uso em grande escala na indústria. Os gratings gerados pelo processo de fratura igualmente podiam ser usados conjuntamente com métodos de modelação existentes. Por exemplo, o método nanoimprinting inventado por Chou nos anos 90 pode usar os gratings gerados pela estruturação fratura-induzida para criar um molde que permita a duplicação maciça dos testes padrões com elevada precisão a um baixo custo.

Como com muitas descobertas científicas, o processo de estruturação fratura-induzido foi acontecido em cima de acidentalmente. As estudantes de terceiro ciclo nos grupos de Chou e de Russel estavam tentando usar instabilidades em vários polímeros derretidos (essencialmente, plástico derretido) para criar testes padrões quando descobriram que preferivelmente aquela que fratura uma película contínua do polímero pode gerar os gratings automaticamente. A equipe apreendida em cima desta que encontra e estabelecida as condições óptimas para a formação grating.

Em seguida, o grupo planeia explorar a ciência fundamental atrás do processo e investigar as interações de várias forças em tal pequena escala, de acordo com Chou.

“E, nós queremos empurrar o limite e para ver como pequeno nós podemos ir,” disse.

Sumário: a Auto-formação de sub-60-nm metade-lanç gratings com áres extensa com da fratura

Micro- e os nanostructures periódicos (gratings) têm muitas aplicações significativas em dispositivos e em materiais eletrônicos, óticos, magnéticos, químicos e biológicos. Os métodos tradicionais para fabricar gratings escrevendo com elétrons, íons ou uma ponta mecânica são limitados às áreas muito pequenas e sofrem extremamente - da baixa produção. A litografia da interferência pode conseguir áreas relativamente grandes da fabricação, mas tem um baixo rendimento para gratings do pequeno-período. O Photolithography, a litografia do nanoimprint, a litografia macia e a auto-construção litogràfica induzida todos exigem uma máscara pré-fabricada, e embora as instabilidades electroidrodinâmicas possam auto-produzem pontos periódicos sem uma máscara, gratings permanecem desafiantes. Aqui, nós relatamos um método maskless barato novo auto-para gerar nano- e microgratings de uma película fina do polímero inicialmente featureless imprensada entre duas placas relativamente rígidas lisas. Simplesmente erguendo distante as placas, as fraturas da película em dois jogos complementares de gratings assimétricos, um em cada placa, do mesmo período. O período grating é sempre quatro vezes a espessura da película glassy, não obstante seus peso molecular e composição quimica. Os períodos de 120 nanômetro a 200 milímetros foram demonstrados através das áreas tão grandes quanto dois centímetros quadrados.