18/05/2007

Разработан новый способ склеивания с помощью нанометрового слоя полимерных цепей

Исследователи из Соединенных Штатов разработали способ «склеивания» с помощью нанометрового слоя полимерных цепей. Ганапатираман Раманат (Ganapathiraman Ramanath) из Политехнического Университета Ренсселера (Нью-Йорк), возглавлявший исследование, надеется, что тонкий, но прочный наноклей окажется полезным связывающим средством для компьютерных чипов и других приборов, для которых не подходят более толстые слои адгезивов. Термореактивный клей выдерживает температуры до 700 градусов Цельсия, что может пригодиться для окрашивания и покрытия горячих поверхностей.

Использовавшиеся командой Раманата полимерные цепи доступны коммерчески и стоят сравнительно недорого, около 35долларов за 100 грамм. Полимеры являются карбоцепными, однако их концевые группы модифицированы другими элементами, например серой, что позволяет им образовывать прочные связи с медью.

Обычно полимеры такого типа самоорганизуются, образуя маленький «нанолес» из цепей, стоящих на поверхности меди. Нагревание «нанолеса» приводит к разрыву связей сера-медь, и самоорганизация нарушается. Чтобы избежать этого, исследователи покрыли полимеры слоем оксида кремния, в результате чего был получен медно-полимерно-кварцевый «сендвич». Хотя полимерные цепи не взаимодействуют с оксидом кремния при комнатной температуре, покрытие из SiO2 не дает им разрушаться при повышенной температуре.

При достижении 400 градусов Цельсия концевые группы полимеров, располагающиеся поблизости от поверхности модифицированного гидроксильными группами SiO2, образуют с поверхностью оксида кремния водородные связи и силоксановые мостики (Si-O-Si). Прочность связывания увеличивается по мере увеличения температуры, и медь с кварцем остаются прочно «склеенными и после охлаждения системы. Ранее полимеры уже использовались для склеивания поверхностей, однако их цепи, обеспечивающие высокую прочность «склеивания» отличались гораздо большей длиной. В настоящий момент исследовательская группа Раманата находится в стадии оформления заявки на патентование своего изобретения.

Версия для распечатки