Een nieuw type lens maakt de weg vrij voor uitgebreid gebruik van grote ionen en bouwstenen voor nieuwe materialen. De lens kan ook een van de fundamentele knelpunten aanpakken voor het genereren van heldere ionenbundels.

Een analytische chemiegroep van Purdue University heeft een nieuw apparaat ontwikkeld om intense stralen van grote ionen te genereren, die kunnen worden gebruikt voor de fabricage van apparaten voor energieopslag, optische coatings, zuivering van eiwitten en metabolieten uit complexe biologische monsters, en nanoclusters uit reactiemengsels.

"We hebben een lens ontwikkeld die tot 20 ionenbundels samenvoegt en focust, " zei Julia Laskin, de William F. en Patty J. Miller hoogleraar analytische chemie aan het Purdue's College of Science. "Dit opent de deur voor de creatie van elektronische, energie en andere slimme apparaten."

De meerkanaals elektrostatische elliptische lens die bij Purdue is ontwikkeld, heeft een nauwkeurig gedefinieerd elektrisch veld. Het dwingt meerdere ionenbundels om hun snelheidsrichtingen te veranderen en voegt ze samen tot één intense ionenbundel met een goed gedefinieerde samenstelling en kinetische energie.

De lenstechnologie is gebaseerd op het concept van ionen zachte landing, die bij Purdue werd ontwikkeld door R. Graham Cooks, de Henry B. Hass Distinguished Professor in de analytische chemie. Met de ontwikkeling van heldere ionenbronnen, ion zachte landing zal een praktische benadering worden voor dopingmaterialen en het voorbereiden van ultradunne coatings om de prestaties van apparaten te verbeteren en nieuwe materialen te ontwikkelen.

"We bouwen aan deze unieke benadering van materiaalvoorbereiding om de toekomst te creëren voor moleculair 3D-printen met behulp van ionenstralen, " Zei Laskin. "We helpen de uitdaging te overwinnen die de huidige state-of-the-art apparaten hebben met het ontbreken van de mogelijkheid om meerdere ionenbundels samen te voegen. Op een manier, het is alsof we deze grote snelwegen samenbrengen tot één bruikbare rijbaan."