Gebruik van druk in plaats van chemicaliën, een Sandia National Laboratories-team heeft nanodeeltjes gefabriceerd tot nanodraad-array-structuren die vergelijkbaar zijn met die welke ten grondslag liggen aan de oppervlakken van aanraakschermen voor sensoren, computers, telefoons en tv's. Het op druk gebaseerde fabricageproces duurt nanoseconden. Op chemie gebaseerde industriële technieken duren uren.

Het proces, stress-geïnduceerde fabricage genoemd, "is een nieuwe technologie die imprintprocessen nabootst die al door fabrikanten worden gebruikt, " zei Sandia-onderzoeker Hongyou Fan, die de inspanning leidde. "Alleen in plaats van creditcards te embosseren, we gebruiken hetzelfde type proces om nanodraden of andere componenten van nanoformaat te fabriceren op ultrakorte tijdschalen."

De methode, waarvoor drie patenten zijn verleend, is 9 miljoen keer sneller dan elke bekende chemische methode wanneer uitgevoerd op Sandia's Veloce pulsed-power machine, die een druk genereert in de orde van 100, 000 sferen, zei Fans collega, Jack Wijs.

Minder exotisch, voor productie in plaats van onderzoek, reliëfmachines die vergelijkbaar zijn met die welke al commercieel in gebruik zijn, zouden kunnen dienen. "Het is denkbaar dat er weinig aanpassingen nodig zijn om de machines om te bouwen van reliëf naar fabricage, ' zei Fan.

Het Sandia-proces bespaart:

• tijd, omdat circuits in seconden kunnen worden gefabriceerd in plaats van de uren die nodig zijn voor chemische methoden;
• de omgeving, omdat er geen chemisch afval is om op te ruimen;
• materialen, omdat precies de benodigde hoeveelheid op een ondergrond wordt geplaatst.

Ook, defecten die veel voorkomen bij de industriële chemische fabricage van halfgeleiders worden in aantal verminderd door het drukproces, die fungeert om eventuele vacatures in het atomaire rooster van het product op te vullen.

"Ik heb dit [proces] nog nooit gezien of gehoord tijdens onze uitgebreide interactie met enkele van de toonaangevende materiaalwetenschappers ter wereld, " zei Tom Brennan van het in Chicago gevestigde Arch Venture Partners, spreken in een video over een eerdere versie van het proces. "Het stelt ons in staat om volledig nieuwe materiële oplossingen te bedenken voor problemen waarmee de industrie over de hele linie wordt geconfronteerd."

Die eerdere versie van het op druk gebaseerde proces werkte met een handvastgedraaide bankschroef met diamanten aambeelden, maar dat gereedschap was niet snel of kneedbaar genoeg voor commerciële productie. Industriële embossingmachines, anderzijds, produceren voldoende druk en zijn controleerbaar.

"Voor een touchscreen, de druk moet vooraf worden berekend om de compressie op precies de juiste afstand van het doel te stoppen:niet te ver, niet te dichtbij, om de onderliggende nanobedrading voor een flatscreen te produceren, "zei Fan. "Het is een kwestie van het programmeren van de uitgeoefende kracht om precies te bepalen hoeveel te comprimeren."

Dat is, voor flatscreens, de nanodraden moeten flexibel genoeg worden gemaakt om contact te maken met een elektrisch geladen laag van het apparaat wanneer er met een vinger op wordt gedrukt, maar toch ver genoeg uit elkaar om gescheiden te blijven als er geen signaal is.

De technologie, onlangs gemeld in Natuurcommunicatie , kan een breed scala aan componenten op nanoschaal fabriceren, waaronder nanostaafjes en nanosheets. De componenten kunnen ofwel worden georganiseerd tijdens hun vorming of gedispergeerd in oplosmiddelen voor latere montage. De methode kan worden gebruikt voor chemische sensoren, spanningsdetectoren en elektroden in zonnecellen.