Skip to main content
European Commission logo print header

Article Category

Wiadomości
Zawartość zarchiwizowana w dniu 2023-03-07

Article available in the following languages:

Diamentopodobne ostrze lepsze od najlepszych

Niemieccy i amerykańscy naukowcy wyprodukowali super ostre, trwałe i sprężyste ostrze węglowe, które zasłużyło na miano bieżącego wzorca w branży. Stworzone dzięki finansowaniu ze środków unijnych diamentopodobne ostrze jest w nanoskali 3.000 razy odporniejsze na ścieranie od ...

Niemieccy i amerykańscy naukowcy wyprodukowali super ostre, trwałe i sprężyste ostrze węglowe, które zasłużyło na miano bieżącego wzorca w branży. Stworzone dzięki finansowaniu ze środków unijnych diamentopodobne ostrze jest w nanoskali 3.000 razy odporniejsze na ścieranie od kwarcowego, dzięki czemu idealnie nadaje się do obrazowania atomowego, przechowywania danych z sondowania i innych nowo pojawiających się zastosowań. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Nanotechnology. Badania były częścią projektu PROTEM (Pamięć terabitowa oparta na sondowaniu), który otrzymał 5,3 min EUR z tematu " "Technologie społeczeństwa informacyjnego" (IST) Szóstego Programu Ramowego (6PR). Pośród uczestników ostatnich badań znalazły się IBM Research-Zurich ze Szwajcarii oraz Uniwersytet Pensylwanii i Uniwersytet Wisconsin z USA. Autorzy napisali w swoim artykule, że gruntowniejsze "poznanie tarcia i ścierania w nanoskali [skala długości używana w nanotechnologii] ma istotne znaczenie dla wielu zastosowań, które obejmują nanoskalowe komponenty przesuwające się po powierzchni". Te pojawiające się zastosowania obejmują nanolitografię, nanometrologię i nanoprodukcję. Naukowcy wyjaśniają, że diamentopodobny węgiel jest często wykorzystywany jako powłoka powierzchniowa w niektórych typach zastosowań, które wymagają niskiego tarcia i ścierania z uwagi na wytrzymałość na ścieranie w makroskali. Do tej pory problemem była zawsze odporność materiału na ścieranie w nanoskali, ponieważ trudno jest wyprodukować diamentopodobne struktury węglowe z nanoskalową precyzją. Kolejną kluczową różnicą między makroskalą a nanoskalą jest to, że uszkodzenia, pęknięcia i inne parametry będące miernikiem wytrzymałości i ścierania materiału w skali makroskopowej nie są tak istotne w nanoskali. Nowe ostrze nanoskalowe wyprodukowane przez naukowców ściera się znacznie wolniej niż kwarcowe (stanowiące dotychczas szczytowe osiągnięcie). Materiał przesuwający się w tempie jednego atomu na mikrometr po krzemionkowym podłożu ustanowił obecnie nowy standard. "Wiadomo, że [diamentopodobny materiał węglowy] charakteryzuje się niskim tarciem w wilgotnych warunkach, a my odkryliśmy, że w nanoskali jest o trzy rzędy wielkości odporniejszy na ścieranie niż krzem w tych samych warunkach" - napisali w podsumowaniu. Ostrze zawiera węgiel, wodór, krzem i tlen połączone razem na końcu mikrowspornika krzemowego (wykorzystywanego w mikroskopii sił atomowych). Zamiast pokrywać ostrze materiałami wytrzymałymi na ścieranie, naukowcy opracowali materiał od zera. Wykorzystali technikę formowania do wyprodukowania ostrzy na mikrowspornikach krzemowych oraz technikę przetwarzania wielkoseryjnego, która umożliwi masową produkcję do celów komercyjnych w przyszłości.

Kraje

Niemcy, Stany Zjednoczone