(PhysOrg.com) -- Des chercheurs de la North Carolina State University ont mis au point une méthode simple et bon marché pour assembler des nanofils, contrôler leur alignement et leur densité. Les chercheurs espèrent que les résultats favoriseront des recherches supplémentaires sur une gamme d'applications de dispositifs utilisant des nanofils, de la nanoélectronique aux nanocapteurs, notamment sur des supports non conventionnels comme le caoutchouc, plastique et papier.
« L'alignement est une première étape cruciale pour le développement de dispositifs utilisant des nanofils, " dit le Dr Yong Zhu, professeur adjoint de génie mécanique et aérospatial à NC State et co-auteur d'un article décrivant la recherche. "J'espère que notre méthode simple et rentable facilitera la recherche dans ce domaine."
L'alignement des nanofils est un défi car, quand ils sont créés, l'utilisateur est confronté à une profusion de fils nanométriques orientés aléatoirement qui sont, par définition, incroyablement petit. Par exemple, les nanofils ont un diamètre compris entre 10 et 100 nanomètres, alors qu'un globule blanc est d'environ 10, 000 nanomètres de diamètre. Avant que des applications pratiques puissent être poursuivies, l'utilisateur doit assembler les nanofils de manière ordonnée. Spécifiquement, les utilisateurs doivent aligner les nanofils dans une direction commune et définir leur densité, c'est-à-dire le nombre de nanofils dans une zone donnée. Le contrôle à la fois de l'alignement et de la densité est communément appelé « assemblage » des nanofils.
Dans la nouvelle méthode, L'équipe de Zhu a déposé les nanofils sur un substrat de caoutchouc étiré, puis relâché la tension sur le substrat. Lorsque les nanofils se sont installés, ils se sont alignés à angle droit par rapport à l'origine de la tension. Imaginez un élastique tendu vers l'est et l'ouest. Si des nanofils étaient placés sur l'élastique, et le groupe a été autorisé à reprendre sa forme d'origine, les nanofils seraient orientés au nord et au sud. Plus le substrat en caoutchouc est étiré, plus les nanofils seront alignés, et plus la densité de nanofils sera grande.
Des recherches antérieures ont présenté un certain nombre d'autres méthodes d'assemblage de nanofils. Mais la nouvelle méthode offre un certain nombre d'avantages distincts. "Notre méthode est rentable, " dit Feng Xu, un doctorat étudiant travaillant sur ce projet, "parce que c'est si simple. Il peut également être utilisé pour des nanofils synthétisés par différentes méthodes ou traités dans différentes conditions, par exemple, des nanofils d'argent synthétisés en solution et des nanofils de silicium synthétisés par la méthode vapeur-liquide-solide, comme démontré dans notre travail. la nouvelle méthode peut être utilisée en conjonction avec les méthodes précédentes pour obtenir un assemblage de nanofils encore meilleur.
L'utilisation d'un substrat en caoutchouc dans cette méthode facilite de vastes secteurs de recherche et de fabrication. Par exemple, un élément clé de la recherche en nanoélectronique étirable consiste à aligner des nanofils sur un substrat de caoutchouc étirable. De la même manière, le caoutchouc est également le matériau utilisé comme « timbres » dans l'impression par transfert – une méthode de fabrication essentielle utilisée dans la fabrication de nanodispositifs sur divers substrats allant du silicium au verre en passant par le plastique.
Zhu note que l'étape initiale de la méthode, lorsque les nanofils sont d'abord déposés sur du caoutchouc étiré, donne parfois un degré incohérent d'alignement des nanofils. L'équipe travaille actuellement à comprendre la mécanique fondamentale des interfaces -notamment l'adhérence et le frottement statique-entre les nanofils et les substrats en caoutchouc, ce qui devrait conduire à un meilleur contrôle du processus d'assemblage et donc à un rendement plus élevé de l'assemblage des nanofils.
