Seul Milli Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Nizamlı tək kristal nanostrukturlardan (solda) mayeyəbənzər nizamsız nanostrukturlara (sağda) davamlı keçidi göstərən şəkillər Birinci sətirdə skanedici elektron mikroskopiyası (SEM) şəkilləri göstərilir. İkinci sətirdə nanopartikulların lokal düzülüşünü göstərən rəng kodlu xəritələr təqdim olunur, burada tünd mavi yüksək nizamlı bölgələri, açıq sarı isə nizamsız bölgələri təmsil edir. Üçüncü sətirdə qlobal struktur nizamının dərəcəsini göstərən analiz nəticələri göstərilir: fərqli nöqtə naxışları yaxşı nizamlı strukturlara uyğun gəlir, halqayabənzər naxışlar isə artan nizamsızlığı göstərir. (Məqalədəki Şəkil 5-ə baxın.) Tədqiqat qrupu təsdiqlədi ki, BCP daxilində tavlama temperaturunu və metal tərkibini idarə etməklə nanostrukturlardakı nizam və nizamsızlıq dərəcəsini dəqiq şəkildə tənzimləmək olar. Mənbə: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72360-5

Bir tədqiqat qrupu, metal infiltrasiya olunmuş blok kopolimer (BCP) nazik təbəqələrindən istifadə edərək nano-naxış massivlərində “nizamsızlıq dərəcəsini” dəqiq şəkildə dizayn etmək və idarə etmək üçün bir metodologiya hazırlamışdır. İşə Seul Milli Universiteti Mühəndislik Kollecinin Kimya və Bioloji Mühəndislik şöbəsinin professoru So Youn Kim rəhbərlik etmişdir. İşə DGIST-dəki professor Su-Mi Hur komandası və Sungkyunkwan Universitetindəki professor S. Joon Kwonun komandası ilə əməkdaşlıq çərçivəsində rəhbərlik edilmişdir. Məqalə Nature Communications jurnalında dərc edilmişdir . Tədqiqat materialşünaslıq və kimya üzrə Redaktorların diqqətəlayiq məqaləsi kimi seçilmişdir.

BCP: Blok strukturlarında düzülmüş müxtəlif polimerlərin kimyəvi cəhətdən əlaqəli zəncirlərindən ibarət polimer

Bu nizamsız nano-nümunə istehsal texnologiyası, əvvəllər tənzimlənməsi çətin olan nanomiqyaslı nizamsızlıq strukturlarının dəqiq idarə olunmasına imkan verən və bununla da nano-optik və nanoelektron cihazların dizaynında yeni imkanlar açan innovativ bir yanaşma hesab olunur.

Nizamlı strukturlarda dalğalar uzun məsafələrə yayılır, nizamsız strukturlarda isə təkrarlanan səpələnmə dalğaların müəyyən bir bölgə daxilində qaldığı lokalizasiyaya səbəb ola bilər. Belə nizamsız strukturlar işıq, səs və istilik də daxil olmaqla müxtəlif növ dalğalar üçün lokalizasiya hadisələrini yarada bilən unikal funksionallıqlar nümayiş etdirir.

Lakin texniki məhdudiyyətlər uzun müddətdir ki, nizamsız strukturların nanoskalada etibarlı şəkildə hazırlanmasına və onların nizamsızlıq dərəcəsinin kəmiyyət nəzarətinə mane olur. Xüsusilə, əvvəlki BCP tədqiqatları əsasən müntəzəm olaraq nizamlanmış nanonümunələrin yaradılmasına yönəlmişdir və qəsdən nizamsız strukturlar dizayn etmək üçün çox az cəhd edilmişdir. Bundan əlavə, tək bir metrikdən istifadə edərək “nizamsızlığın” müəyyən edilməsi çətinləşmiş və təkrar istehsal və kəmiyyət nəzarəti həll olunmamış məsələlər kimi qalmışdır.

Bu məhdudiyyətlər sənaye proseslərində və tətbiqlərində nizamsız strukturların kommersiyalaşdırılmasına ciddi maneələr yaratmışdır. Bu cür strukturlar işığın səpələnməsini idarə edən displeylərdə, yüksək həssaslıqlı sensorlarda, enerji çevirmə cihazlarında və optik təhlükəsizlik texnologiyalarında tətbiq üçün güclü potensiala malik olsa da, onların praktik istifadəsi böyük ərazilərdə eyni strukturların təkrar istehsal oluna bilməsindəki çətinliklər səbəbindən çətinləşmişdir ki, bu da performans dəyişkənliyinə səbəb olmuşdur. Buna görə də, kəmiyyət nəzarətinə və prosesin təkrar istehsal oluna bilməsinə nail olmaq kommersiyalaşdırılması üçün vacib şərt olmuşdur.

Sifarişli filmlərdən tənzimlənən pozğunluğa qədər

Bu çətinlikləri həll etmək üçün birgə tədqiqat qrupu blok kopolimer-metal infiltrasiya sistemindən istifadə edərək nano-naxış strukturlarında pozğunluq dərəcəsini dəqiq şəkildə dizayn etmək və idarə etmək üçün bir metodologiya təklif etdi.

Tədqiqatçılar əvvəlcə BCP nazik təbəqələrindən istifadə edərək santimetr miqyaslı, vahid düzülmüş nanostrukturlar yaratdılar. Daha sonra onlar qızıl (Au) sələfini təqdim etdilər və nizamlı strukturlardan nizamsız strukturlara tədricən keçid yaratmaq üçün müxtəlif istilik tavlama şərtlərini tətbiq etdilər. Maye azotdan istifadə edərək sürətli söndürmə tətbiq etməklə, onlar hər mərhələdə strukturları qoruyub saxladılar və bu da nizamsızlığın əmələ gəlməsi prosesini sistematik şəkildə müşahidə etməyə imkan verdi.

Komanda nizamsızlığı tək bir parametrlə təyin etmək əvəzinə, hissəciklərin mövqe və oriyentasiya dəyişikliklərini hərtərəfli təhlil edərək nizamsızlığı kəmiyyətcə xarakterizə edən bir çərçivə hazırladı. Bu, nizamsız strukturların sadəcə “pozulmuş nizam” deyil, fərqli mövqe və oriyentasiya dəyişiklikləri ilə xarakterizə olunan çoxsaylı mərhələlərdən ibarət olduğunu ortaya qoydu.

Metal qarşılıqlı təsirləri son vəziyyəti formalaşdırır

Bundan əlavə, kompüter simulyasiyaları vasitəsilə komanda nizamsız strukturların əmələ gəlməsinin əsas mexanizmlərini aydınlaşdırdı. Onlar aşkar etdilər ki, tavlama zamanı metal və polimer arasındakı qarşılıqlı təsirlər molekulyar hərəkəti məhdudlaşdırır və nəticədə yaranan nizamsız konfiqurasiyaların sabitləşməsində əsas rol oynayır. Tədqiqatçılar qızılın (Au) və platinin (Pt) infiltrasiya nisbətini tənzimləməklə nizamsızlıq üzərində dəqiq və geniş nəzarəti nümayiş etdirdilər – yüksək nizamlı kristal strukturlardan maye kimi nizamsız vəziyyətlərə qədər.

Bundan əlavə, bu strukturların funksional xüsusiyyətlərinin nəzəri təhlili göstərdi ki, istilik və vibrasiya enerjisinin ötürülməsi pozğunluq növündən asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Bu, yanaşmanın yalnız istehsala deyil, həm də xüsusi fiziki xüsusiyyətlərə malik funksional materialların dizaynına imkan verdiyini göstərir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Optika və istilik nəzarətində potensial istifadələr

Bu tədqiqatda hazırlanmış yüksək dərəcədə təkrarlana bilən nizamsız nano-nümunə istehsal texnologiyasının aşağı proses dəyişkənliyi və sabit məhsul performansı tələb edən sənaye sahələrində geniş tətbiq tapacağı gözlənilir. Xüsusilə, onun tətbiqi dəqiq optik sensorlara, ultra nazik optik cihazlara və istilik idarəetməsi üçün nanostrukturlara qədər genişlənə bilər. Ənənəvi cihaz dizaynı nizamlı strukturlara yönəlmiş olsa da, bu yeni yanaşma nizamsızlığın qəsdən dizaynına imkan verir və işığın və istilik yayılmasının daha çevik idarə olunmasına imkan verir.

Bundan əlavə, bu texnologiya elektron cihazlarda istilik idarəetməsinin yaxşılaşdırılmasına töhfə verə bilər və istilik yaranmasını azalda bilər. Bu, həmçinin daha nazik, daha yüngül displeylərə və optik komponentlərə, daha yaxşı görüntü aydınlığına və daha sabit rabitə mühitlərinə səbəb ola bilər. Xüsusilə, bu tədqiqatda müəyyən edilmiş hipervahid nizamsız strukturlar, işığın müəyyən dalğa uzunluqlarını selektiv şəkildə idarə edə bilən yeni nəsil optik materiallar üçün təməl texnologiya kimi güclü potensiala işarə edir.

Professor Kim bildirib ki, “Bu tədqiqat nizamsızlığı qüsur kimi deyil, dizayn elementi kimi qəbul etməklə əks-intuitiv yanaşma tətbiq edir. Blok kopolimerlərinin öz-özünə yığılma xüsusiyyətlərini metal infiltrasiya prosesləri ilə birləşdirərək, nanoskallı nizamsız strukturları təkrar istehsal etməyə müvəffəq olduq. Bu, xüsusilə mənalıdır, çünki bu texnologiyanın dalğa idarəedici cihazların hazırlanması üçün platforma kimi potensialını nümayiş etdirir. Bu tədqiqatı müxtəlif metal-polimer sistemlərinə genişləndirməyi və funksional nizamsız nanomaterialların inkişafını davam etdirməyi planlaşdırırıq.”

Nəşr detalları

Sung Kwan Tae və digərləri, Metal infiltrasiya olunmuş blok kopolimerlərinin nano naxışlı massivlərində oriyentasiya və mövqe pozğunluğunun kəmiyyət nəzarəti, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72360-5

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Əsas anlayışlar

Nümunə formalaşmasıÖz-özünə yığılmaNizamsız sistemlərNanostrukturlarOptik materiallar və elementlərPolimerlər

Seul Milli Universiteti tərəfindən təmin edilir