美國研究人員研發出新型的納米黏合劑
2007-06-04 00:00 來源：科技日報 責編：中華印刷包裝網
能將傳統無法連接的材料粘接起來
美國倫斯勒（Rensselaer）理工學院的研究人員基于自組裝納米鏈技術，找到了一種能將通常不能連接的材料粘接起來的納米黏合劑，新的納米黏合劑能影響從新一代計算機芯片制造到能源生產等諸多方面。
據悉，納米黏合劑涂層不足1納米，其價格也不貴，它能經受相當高的溫度。事實上，當被加熱時，納米黏合劑分子鍵更強。雖然黏合劑的材料目前已商業化，但是研究小組開發的黏合劑處理新方法，極大地改變了黏合劑涂層的厚度和抗熱的能力。有關納米黏合劑的文章發表在17日出版的英國《自然》雜志上。材料科學研究員拉馬納(GanapathiramanRamanath)在文章中寫道：“要想像一層微小顆粒竟然能夠增強物質的黏著性實在是令人驚訝！”他說，“我們的研究顯示，制作出比現有最薄的有機膠水還要更薄上1,000倍的有機膠水是可能的。”
如同眾多科學發現，倫斯勒理工學院材料科學和工程教授嘎納帕史拉曼?瑞曼納斯的研究小組此次新發現也具有偶然性。多年來，瑞曼納斯一直在探索兩種不同材料間的分子鏈層，以用其來提高計算機芯片半導體器件的結構集成度、功效和可靠性。研究小組認識到具有碳柱的分子鏈能改善黏性并防止相鄰物質的原子因受熱出現混合，并最終發現含有這種分子鏈的納米材料能用于生產黏合劑以及潤滑劑和物質表面保護膜。馬納，“其實大部份的工作是自然形成的，你只是在頂層及底層放上正確的東西，然後它就自然成功了。”這個納米膠水是以納米碳管為基礎，在粒子煉的一頭是二氧化矽與氧，另一端是硫。兩端不同的粒子就像鉤子一樣黏住其他物質的表面。拉馬納用一層薄薄的銅來覆蓋，以維持粒子的完整性。當它加熱到攝氏400度或更高時，銅及二氧化矽就會形成一個堅固的化學黏著劑，它的黏性也會增加五倍或七倍。
實際上，納米黏合劑本身在400攝氏度時就會出現降解，與粘接的物質表面脫落。為解決該問題，瑞曼納斯帶領的研究小組采用了銅膜和硅膜夾納米黏合劑的“三明治”結構（見圖），試驗發現該結構在高于400攝氏度的環境中，黏合劑不但沒有降解，反而黏性更強，黏連度比低溫時提高了5倍至7倍。
試驗還發現，溫度在達到700攝氏度之前，“三明治”結構的納米黏合層的黏性隨溫度增高而繼續增強，這種特性有助于其在工業中獲得廣泛用途，例如黏住高溫物體（噴氣發動機或巨型電站渦輪內部）表面的涂料。瑞曼納斯表示，納米黏合劑將是連接任何兩種材料通用且廉價的手段，它將在商業上擁有廣泛的用武之地。馬納和他的研究團隊正在為這項東西申請專利，他認為這東西可以在研發微電子裝備晶片時使用。
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