Исследователи из Университета Шеффилда (University of Sheffield), Великобритания, разработали новую технику соединения нано-объектов. Такая техника соединения, известная как «наносварка», может существенно продвинуть технологии производства таких изделий как новейшие сверхчувствительные сенсоры и сверхбыстродействующие копьютерные чипы.

Д-р Йонг Пенг (Dr. Yong Peng) и д-р Биверли Инксон (Dr. Beverley Inkson) из Департамента Инженерных материалов разработали новый способ сварки отдельных нанообъектов, используя маленькие капли вязкого металлического присадочного материала (или припоя) размером менее 250 атомов в поперечнике.

Наноконструкция, использующая наноразмерную сврку: a) Расположенные в контакте нанопровода могут быть соединены с использованием нанообъемов припоя, полученного на месте из расплавленного нанопровода; b) Слово NANO, написанное приваркой отдельных золотых нанопроводов диаметром 55 нм. (Фото: American Chemical Society)

Наносварка становится весьма важной в таких приложениях, как наносенсоры и наноэлектроника. Большинство промышленных изделий, от аэропланов до электронных чипов, требует комплексные и многофункциональные соединительные технологии для соединения отдельных элементов в рабочую конструкцию. В то же время, большинство из существующих методов соединения деталей не могут быть использованы в наноразмерном диапазоне, поскольку нано-объекты могут быть легко уничтожены тепловым воздействием.

Новый способ работает путем нагрева металлической проволоки крошечной толщины, которая находится в контакте с соединяемыми материалами. Припой плавится и натекает на соединение. Процесс сварки можно наблюдать в реальном времени через электронный микроскоп, управляя при этом количеством нано припоя и его распределением по сварному шву.

По мнению ученых, результаты исследований являются прорывом в нанотехнологии. До сих пор исследователи акцентировались на разработке отдельных нано объектов, и почти никто не занимался вопросами их соединения. Новый метод хорош тем, что дает возможность управления химическим составом, прочностью и проводимостью сварного соединения непосредственно на уровне нано размеров.

Работы проводились в рамках научно-исследовательской программы EPSRC Basic Technology Nanorobotics Programme с объемом финансирования 750 тыс. фунтов стерлингов. Результаты исследований опубликованы в журнале Nano Letters (Yong Peng, Tony Cullis and Beverley Inkson. Bottom-up Nanoconstruction by the Welding of Individual Metallic Nanoobjects Using Nanoscale Solder, – Nano Lett., 2009, 9 (1), pp 91–96; DOI: 10.1021/nl8025339)

Евгений Биргер