Impression de motifs contrôlés de micro- et nanoparticules

Des chercheurs de la VUB, de la Riga Technical University et de l’institut MESA+ sont parvenus à ordonner de très petites particules, de 10µm à 500nm, soit 10-100 fois moins que l’épaisseur d’un cheveu, en une seule couche mince sans utiliser de solvants.

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( Photo: VUB - Ignaas Jimidar )

ENGINEERINGNET.BE – Il s’agit d’une première étape extrêmement importante pour le développement d’une future génération de capteurs et d’appareils électroniques destinés à un large éventail d’applications.

Ignaas Jimidar (VUB): «Les méthodes habituelles basées sur la cristallisation des solutions ne sont pas aussi polyvalentes que nous le souhaiterions. En outre, les méthodes sèches utilisées précédemment étaient surtout efficaces sur les surfaces collantes, ce qui limitait leurs applications.»

Pour résoudre ce problème, l’équipe a imaginé un moyen d’assembler ces minuscules particules sur des surfaces dures et non collantes. Elle a utilisé une méthode consistant à frotter manuellement les particules sur la surface et, en l’espace d’environ 20 secondes, ils ont obtenu une couche unique de particules densément tassées et disposées selon un modèle hexagonal.

«Le frottement est effectué à l’aide d’un tampon fait d’un matériau semblable à la silicone appelé polydiméthylsiloxane (PDMS). L’électricité statique produite pendant le processus de frottement, en particulier sur les surfaces plus dures, et les forces existant entre les particules et la surface sont cruciales pour créer les motifs souhaités», explique Kai Sotthewes de l’Universiteit Twente.

Andris Šutka (Riga Technical University): «Le processus de création de motifs a fonctionné à la fois sur des surfaces conductrices et non conductrices. De plus, nous avons obtenu les meilleurs résultats avec certains types de poudres de particules, telles que le polystyrène et le polyméthacrylate de méthyle (mieux connu sous le nom de Plexiglas).»

La silice, une composante omniprésente dans les appareils électroniques d’aujourd’hui, ne fonctionnait bien que sur les surfaces recouvertes de fluorocarbone et en l’absence d’humidité.

Gijs Roozendaal  (Universiteit Twente): «Les particules de silice sont donc un peu moins faciles à utiliser, mais elles sont résistantes à toutes sortes de solvants et conviennent donc parfaitement aux analyses biologiques et chimiques ainsi qu’aux techniques de détection.»

Finalement, l’équipe a réussi à créer toutes sortes de motifs et de logos microscopiques à grande échelle sur ce que l’on appelle des plaquettes et à visualiser le tout à l’aide d’un microscope à force atomique.