2019-09-17 21:21:01
纳米结构的新基础钻石是永恒的

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小于人发宽度的装置是药物输送,半导体和燃料生产技术的关键。但是目前制造这些微米和纳米结构的方法可能是昂贵且浪费的。

冲绳科学技术研究生院(OIST)的研究人员制作了一种新型玻璃和人造金刚石基础,可用于创造微小的微观和纳米结构。研究人员称,这种新基质成本低,浪费少,在钻石及相关材料公司发表的一项研究中表示。

“我们在过去的几十年里一直在抛弃塑料,”该研究的第一作者Stoffel Janssens说道,他是OIST数学,力学和材料部门的成员。 “通过钻石和玻璃等可持续材料,我们可以最大限度地减少对环境的负面影响。”

建立纳米结构

用于微器件和纳米器件制造的现有工艺可能是昂贵且低效的。人造金刚石与天然金刚石具有相同的化学结构,具有弹性,低成本和可持续性,玻璃具有多种功能和电绝缘性;将两者结合起来的技术很有希望。

研究人员利用玻璃蚀刻技术奠定了基础,玻璃蚀刻是一种依靠酸将玻璃板减少到50微米厚度的过程(大约是人体内典型细胞的长度)。 Janssens和他的合作者,Eliot Fried教授,DavidVázquez-Cortés,Alessandro Giussani和James Kwiecinski,使用激光在玻璃板的一侧钻出直径和深度约40微米的空腔。

接下来,科学家在玻璃的另一侧生长了一块175纳米厚的纳米晶金刚石薄膜,并将钻出的空腔转变为用悬浮金刚石密封的小通道。结合钻石和玻璃,创造了一个透明的结构,科学家可以在其中生长和可视化活细胞。

“在这个制造过程中,玻璃很容易变得粗糙和不透明,”Janssens说。 “有很多小事可能出错;我们做了很多调整以优化我们的流程。”

展望未来,Janssens希望制造出适合于提供特定药物的多孔钻石薄膜。研究人员已为新基金会申请专利,并正在探索其商业潜力。

“这种类型的研究只能通过不同背景的研究人员的共同努力来完成,”弗里德说。 “OIST及其协作环境的跨学科性使我们的工作成为可能。”

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