Shamria
عضوية شرفية VIP
تطوير طريقة جديدة لطباعة أفلام أكسيد المعادن
نجح باحثون في تطوير طريقة لطباعة أغشية أكسيد معدنية رقيقة
في درجة حرارة الغرفة، مما يؤدي إلى إنتاج دوائر شفافة
ومرنة وذات موصلية عالية. تستخدم هذه التقنية المعدن السائل لترسيب
أغشية أكسيد صلبة تحافظ على خصائصها الموصلة حتى في درجات الحرارة العالية.
نجح باحثون في تطوير طريقة لطباعة أغشية أكسيد معدنية رقيقة في درجة حرارة الغرفة،
باستخدام هذا النهج لإنتاج دوائر قوية ومرنة قادرة على العمل في درجات حرارة عالية.
يقول مايكل ديكي، المؤلف الرئيسي لورقة بحثية حول هذا العمل وأستاذ الهندسة الكيميائية
والبيولوجية الجزيئية في جامعة ولاية كارولينا الشمالية: "إن إنشاء أكاسيد معدنية مفيدة للإلكترونيات
يتطلب تقليديًا معدات متخصصة ومكلفة تعمل في درجات حرارة عالية. أردنا تطوير تقنية لإنشاء
وترسيب أغشية أكسيد معدنية رقيقة في درجة حرارة الغرفة، وطباعة دوائر أكسيد معدنية بشكل أساسي".
تعد أكاسيد المعادن مادة مهمة موجودة في كل جهاز إلكتروني تقريبًا.
معظم أكاسيد المعادن عازلة للكهرباء (مثل الزجاج).
ومع ذلك، فإن بعض أكاسيد المعادن موصلة وشفافة،
مما يجعلها مهمة للغاية لشاشات اللمس على هاتفك الذكي أو شاشة الكمبيوتر.
يقول ديكي: من حيث المبدأ، من المفترض أن تكون أغشية أكسيد المعادن سهلة الصنع.
فهي تتكون بشكل طبيعي على سطح أي جسم معدني تقريبًا في منازلنا ـ
علب الصودا، وأواني الفولاذ المقاوم للصدأ، والشوك. ورغم أن هذه الأكاسيد موجودة في كل مكان،
فإن فائدتها محدودة حيث لا يمكن إزالتها من المعادن التي تتكون عليها.
في هذا العمل، طور الباحثون طريقة جديدة لفصل أكسيد المعدن عن سطح المعدن السائل.
إذا تم ملء الأنبوب بالسائل، فإن السطح الهلالي هو السطح المنحني للسائل
الذي يمتد إلى ما بعد نهاية الأنبوب. وهو منحني بسبب التوتر السطحي،
مما يمنع السائل من الانسكاب تمامًا. في حالة المعادن السائلة،
يكون سطح الهلال مغطى بطبقة رقيقة من أكسيد المعدن تتشكل حيث يلتقي المعدن السائل بالهواء.
يقول ديكي: نملأ الفجوة بين شريحتين زجاجيتين بمعدن سائل بحيث يمتد سطح هلالي صغير إلى ما وراء حواف الشرائح.
فكر في الشرائح باعتبارها الطابعة، والمعدن السائل باعتباره الحبر. بعد ذلك،
يمكن وضع السطح الهلالي للمعدن السائل على اتصال بسطح ما.
يكون السطح الهلالي مغطى بأكسيد على جميع الجوانب،
مثل الطبقة المطاطية الرقيقة على بالون ماء. عندما نحرك السطح الهلالي عبر السطح،
يلتصق أكسيد المعدن في مقدمة ومؤخرة السطح الهلالي بالسطح ويتقشر، مثل الأثر الذي يتركه الحلزون.
وبينما يحدث هذا، يشكل السائل المكشوف على سطح الهلال أكسيدًا جديدًا باستمرار لتمكين الطباعة المستمرة.
مكونة من طبقتين يبلغ سمك كل منهما حوالي 4 نانومتر.
ويقول ديكي: من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أننا نستخدم سائلاً،
فإن طبقة أكسيد المعدن صلبة وتحافظ على خصائصها الموصلة حتى في درجات الحرارة العالية.
،
نجح باحثون في تطوير طريقة لطباعة أغشية أكسيد معدنية رقيقة
في درجة حرارة الغرفة، مما يؤدي إلى إنتاج دوائر شفافة
ومرنة وذات موصلية عالية. تستخدم هذه التقنية المعدن السائل لترسيب
أغشية أكسيد صلبة تحافظ على خصائصها الموصلة حتى في درجات الحرارة العالية.
نجح باحثون في تطوير طريقة لطباعة أغشية أكسيد معدنية رقيقة في درجة حرارة الغرفة،
باستخدام هذا النهج لإنتاج دوائر قوية ومرنة قادرة على العمل في درجات حرارة عالية.
يقول مايكل ديكي، المؤلف الرئيسي لورقة بحثية حول هذا العمل وأستاذ الهندسة الكيميائية
والبيولوجية الجزيئية في جامعة ولاية كارولينا الشمالية: "إن إنشاء أكاسيد معدنية مفيدة للإلكترونيات
يتطلب تقليديًا معدات متخصصة ومكلفة تعمل في درجات حرارة عالية. أردنا تطوير تقنية لإنشاء
وترسيب أغشية أكسيد معدنية رقيقة في درجة حرارة الغرفة، وطباعة دوائر أكسيد معدنية بشكل أساسي".
دور أكاسيد المعادن في الإلكترونيات
تعد أكاسيد المعادن مادة مهمة موجودة في كل جهاز إلكتروني تقريبًا.
معظم أكاسيد المعادن عازلة للكهرباء (مثل الزجاج).
ومع ذلك، فإن بعض أكاسيد المعادن موصلة وشفافة،
مما يجعلها مهمة للغاية لشاشات اللمس على هاتفك الذكي أو شاشة الكمبيوتر.
يقول ديكي: من حيث المبدأ، من المفترض أن تكون أغشية أكسيد المعادن سهلة الصنع.
فهي تتكون بشكل طبيعي على سطح أي جسم معدني تقريبًا في منازلنا ـ
علب الصودا، وأواني الفولاذ المقاوم للصدأ، والشوك. ورغم أن هذه الأكاسيد موجودة في كل مكان،
فإن فائدتها محدودة حيث لا يمكن إزالتها من المعادن التي تتكون عليها.
في هذا العمل، طور الباحثون طريقة جديدة لفصل أكسيد المعدن عن سطح المعدن السائل.
إذا تم ملء الأنبوب بالسائل، فإن السطح الهلالي هو السطح المنحني للسائل
الذي يمتد إلى ما بعد نهاية الأنبوب. وهو منحني بسبب التوتر السطحي،
مما يمنع السائل من الانسكاب تمامًا. في حالة المعادن السائلة،
يكون سطح الهلال مغطى بطبقة رقيقة من أكسيد المعدن تتشكل حيث يلتقي المعدن السائل بالهواء.
يقول ديكي: نملأ الفجوة بين شريحتين زجاجيتين بمعدن سائل بحيث يمتد سطح هلالي صغير إلى ما وراء حواف الشرائح.
فكر في الشرائح باعتبارها الطابعة، والمعدن السائل باعتباره الحبر. بعد ذلك،
يمكن وضع السطح الهلالي للمعدن السائل على اتصال بسطح ما.
يكون السطح الهلالي مغطى بأكسيد على جميع الجوانب،
مثل الطبقة المطاطية الرقيقة على بالون ماء. عندما نحرك السطح الهلالي عبر السطح،
يلتصق أكسيد المعدن في مقدمة ومؤخرة السطح الهلالي بالسطح ويتقشر، مثل الأثر الذي يتركه الحلزون.
وبينما يحدث هذا، يشكل السائل المكشوف على سطح الهلال أكسيدًا جديدًا باستمرار لتمكين الطباعة المستمرة.
إنشاء أغشية أكسيد معدنية رقيقة وقوية
وتكون النتيجة أن تقوم الطابعة بترسيب طبقة رقيقة من أكسيد المعدنمكونة من طبقتين يبلغ سمك كل منهما حوالي 4 نانومتر.
ويقول ديكي: من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أننا نستخدم سائلاً،
فإن طبقة أكسيد المعدن صلبة وتحافظ على خصائصها الموصلة حتى في درجات الحرارة العالية.
،
