Le NIST invente une flotte et un test rapide pour le contrôle qualité de la nanofabrication (avec vidéo)
Mesures des propriétés électriques d'un ruban plastique (jaune), prise à l'aide d'une cavité à micro-ondes spécialement conçue (le cylindre blanc au centre) et du circuit électrique d'accompagnement, changer rapidement et régulièrement en réponse aux changements d'épaisseur de la bande. La configuration s'inspire des dispositifs de fabrication rouleau à rouleau à grand volume utilisés pour produire en masse des nanomatériaux. Les changements dans l'épaisseur de la bande épellent NIST en code Morse. Crédit :NIST/Nathan Orloff
Les fabricants pourraient bientôt disposer d'un moyen rapide et non destructif de tester un large éventail de matériaux dans des conditions réelles, grâce aux progrès réalisés par les chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) dans les mesures roll-to-roll. Les mesures rouleau à rouleau sont généralement des mesures optiques pour la fabrication rouleau à rouleau, toute méthode qui utilise des bandes transporteuses pour le traitement continu des articles, des pneus aux composants nanotechnologiques.
Afin que de nouveaux matériaux tels que les nanotubes de carbone et le graphène jouent un rôle de plus en plus important dans les appareils électroniques, composites de haute technologie et autres applications, les fabricants auront besoin de tests de contrôle de la qualité pour s'assurer que les produits ont les caractéristiques souhaitées, et manque de défauts. Les procédures de test actuelles nécessitent souvent de couper, gratter ou toucher d'une autre manière un produit, ce qui ralentit le processus de fabrication et peut endommager voire détruire l'échantillon testé.
Pour compléter les méthodes de test sans contact existantes, les physiciens du NIST Nathan Orloff, Christian Long et Jan Obrzut ont mesuré les propriétés des films en les faisant passer à travers une boîte métallique spécialement conçue connue sous le nom de cavité micro-ondes. Les ondes électromagnétiques s'accumulent à l'intérieur de la cavité à une fréquence de "résonance" spécifique déterminée par la taille et la forme de la boîte, similaire à la façon dont une corde de guitare vibre à une hauteur spécifique en fonction de sa longueur et de sa tension. Lorsqu'un objet est placé à l'intérieur de la cavité, la fréquence de résonance change d'une manière qui dépend de la taille de l'objet, résistance électrique et constante diélectrique, une mesure de la capacité d'un objet à stocker de l'énergie dans un champ électrique. Le changement de fréquence rappelle la façon dont le raccourcissement ou le serrage d'une corde de guitare la fait résonner à un ton plus élevé, dit Orloff.
