中國儲能網(wǎng)訊:使聚合物形成的糖與石油制成的大分子相互結合,就可以設計超薄電子薄膜,這種薄膜具有很多性能,可用于許多領域。
發(fā)新的化合技術,使聚合物形成的糖與石油制成的大分子相互結合,就可以設計超薄薄膜,這種薄膜可以自行組織,具有5納米的分辨率。這就開辟了新的前景,可以提高硬盤的容量和微處理器的速度。這項成果源自一項法美合作,牽頭的是植物大分子研究中心(Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales),屬于法國國家科學研究中心(CNRS),這項研究已有兩項專利申請。論文發(fā)表在美國化學學會(ACS)《納米》(Nano)雜志上。這種新型薄膜是基于混合共聚物,會帶來眾多應用,用于柔性電子產(chǎn)品,這些領域很廣,包括光刻、生物傳感器和太陽能電池。
原子力顯微鏡圖像顯示,含糖聚合物(glycopolymer)經(jīng)納米組織化,轉化為糖缸(sugar cylinders),這是在含硅聚苯乙烯矩陣(polystyrene matrix)中發(fā)生的。 來源:法國國家科學研究中心 在設計新一代微處理器之前,光刻技術還需要進化,這種技術用于印刷電子電路,是必不可少的。
到現(xiàn)在為止,這種薄膜用于電子電路,它的設計一直是采用合成聚合物,這完全產(chǎn)生于石油。然而,這些薄膜有局限性:它的最低結構分辨率大約是20納米,不能再縮小尺度,就是結合石油衍生聚合物也不行。這個限度一直是一個主要障礙,妨礙開發(fā)新一代超高分辨率的柔性電子設備。
為什么會有這樣的限度呢?這是因為兩種聚合物不相容,這兩種聚合物都產(chǎn)生于石油。出于這個原因,研究小組在國家科學研究中心高級研究員萊都恩斯•波薩利(Redouane Borsali)領導下,在植物大分子研究中心采用了一種混合材料:這種新型薄膜結合糖基聚合物與石油衍生聚合物(含硅聚苯乙烯),具有很多不同的物理/化學特性。
這種共聚物產(chǎn)生于高度不相容的基本材料,類似于把小水泡連接到石油泡沫。研究人員已證明,這種類型的結構可以自行組織,形成糖缸,在石油為基礎的聚合物晶格內(nèi),每個結構有5納米大小,遠遠小于“老”共聚物的可分辨尺度,“老”共聚物只包含石油衍生產(chǎn)物。此外,這種新一代材料的制備,可采用豐富、可再生和可生物降解的資源:就是糖。
實現(xiàn)這樣的性能,就可以考慮大量用于柔性電子產(chǎn)品:縮小光刻電路,使信息存儲容量增加六倍(閃存,也就是 USB密鑰,不再局限于1太比特的數(shù)據(jù),而是達到6太比特),增強光伏電池和生物傳感器的性能等。研究人員正在尋求改進,控制這些納米-糖薄膜的大型組織化,而且設計不同的自組織結構。 更多信息:《寡糖/含硅塊狀共聚物具有5納米特征可用于光刻》(Oligosaccharide/Silicon-Containing Block Copolymers with 5 nm Features for Lithographic Applications)。ACS《納米》,2012年4月24日。