fr.chemi3t
07-29-2012, 01:07 PM
از زماني که براي اولين بار در دهه 1980 سيستم‌هاي ميکروالکترونيک مطرح شدند تا به امروز اين فناوري نتوانسته به جايگاهي که پيش‌بيني مي‌شد برسد. يکي از مشکلات در اين مسير، چسبيدن قطعات کوچک در مقياس نانو به يکديگر در اثر نيروي کشش سطحي است اثري که محققان آن را اصطکاک استاتيکي گويند. در مطالعات اخير محققان نشان دادند که مي‌توان اين مشکل را با شناورسازي ميان دو قطعه حل کرد. براي اين کار کافي است پوشش فلزي ميان دو سطح ايجاد کرد.
يک تيم تحقيقات بين المللي با چاپ مقاله‌اي در نشريه Applied Physics Letters نشان دادند که مي‌توان بين دو سطح نانومقياس شناورسازي کوانتومي انجام داد. نکته عجيب در اين شناورسازي آن است که پديده از نيروي کازيمير-ليفشيت نشات مي‌گيرد که يک ويژگي غيرمعمول بوده که به‌صورت جاذبه و يا دافعه است. اين نيرو، همانند نيروي واندروالسي، به‌دليل خواص الکتريکي ذاتي دو سطح نزديک هم ايجاد مي‌شود.
http://pnu-club.com/imported/2012/07/1004.jpg
در اين پروژه محققان توجه خود را به نيروي کازيمير-ليفشيت که ميان دو سطح سيليکا در محلول ( برموبنزن يا تولوئن) اتفاق مي‌افتد معطوف ساختند. قاعدتا اين نيرو بايد جاذبه باشد اما با دور شدن دو ذره از يکديگر اين نيرو تضعيف مي‌شود. به اين تضعيف، شتاب منفي گفته مي‌شود. محققان دريافتند که در جايي که شتاب منفي در اثر پوشش دهي با لايه‌هاي نازک از طلا روي سيليکا ايجاد شود، مي‌توان فاصله ميان دو ذره را کم کرد.
همين اصلاح کوچک موجب مي‌شود تا ناحيه شتاب منفي از فاصله چندين نانومتري به فاصله چند نانومتري افت پيدا کند، اين اصلاح از طريق خواص دي الکتريک پوشش سطحي سيليکا انجام مي‌پذيرد. در واقع شتاب منفي موجب تضعيف نيروي جاذبه شده و زماني که فاصله به ميزان بحراني رسيد، اين نيرو تبديل به دافعه مي‌شود. در پايين‌تر از فاصله شناورسازي، نيرو دوباره جاذبه مي‌شود، در حالي که در بالاتر از اين فاصله، نيرو دافعه ايجاد شده و افزايش مي‌يابد تا به يک حد بيشينه برسد.
توانايي کنترل نيروي کازيمير-ليفشيت مطلب تازه‌اي نيست، از دهه 1970 به‌صورت نظري روي اين ويژگي کار شده است اما اخيرا بعد از ظهور فناوري نانو اين موضوع به‌صورت عملي مورد آزمايش قرار گرفته است.
بو سرنليوس از دانشگاه لينکوپينگ سوئد مي‌گويد جاذبه ميان دو ذره سيليکا در تولوئن موضوع جالبي است، پيش از اين نشان داده شده بود که اگر يکي از اين ذرات با طلا جايگزين شود و فاصله آنها از فاصله شناوري‌سازي بيشتر شود، اين نيرو تبديل به دافعه مي‌شود. چيزي که ما يافتيم اين بود اگر پوشش طلا روي سيليکا اعمال کنيم، اين فاصله کمتر مي‌شود.
يک تيم تحقيقات بين المللي با چاپ مقاله‌اي در نشريه Applied Physics Letters نشان دادند که مي‌توان بين دو سطح نانومقياس شناورسازي کوانتومي انجام داد. نکته عجيب در اين شناورسازي آن است که پديده از نيروي کازيمير-ليفشيت نشات مي‌گيرد که يک ويژگي غيرمعمول بوده که به‌صورت جاذبه و يا دافعه است. اين نيرو، همانند نيروي واندروالسي، به‌دليل خواص الکتريکي ذاتي دو سطح نزديک هم ايجاد مي‌شود.
http://pnu-club.com/imported/2012/07/1004.jpg
در اين پروژه محققان توجه خود را به نيروي کازيمير-ليفشيت که ميان دو سطح سيليکا در محلول ( برموبنزن يا تولوئن) اتفاق مي‌افتد معطوف ساختند. قاعدتا اين نيرو بايد جاذبه باشد اما با دور شدن دو ذره از يکديگر اين نيرو تضعيف مي‌شود. به اين تضعيف، شتاب منفي گفته مي‌شود. محققان دريافتند که در جايي که شتاب منفي در اثر پوشش دهي با لايه‌هاي نازک از طلا روي سيليکا ايجاد شود، مي‌توان فاصله ميان دو ذره را کم کرد.
همين اصلاح کوچک موجب مي‌شود تا ناحيه شتاب منفي از فاصله چندين نانومتري به فاصله چند نانومتري افت پيدا کند، اين اصلاح از طريق خواص دي الکتريک پوشش سطحي سيليکا انجام مي‌پذيرد. در واقع شتاب منفي موجب تضعيف نيروي جاذبه شده و زماني که فاصله به ميزان بحراني رسيد، اين نيرو تبديل به دافعه مي‌شود. در پايين‌تر از فاصله شناورسازي، نيرو دوباره جاذبه مي‌شود، در حالي که در بالاتر از اين فاصله، نيرو دافعه ايجاد شده و افزايش مي‌يابد تا به يک حد بيشينه برسد.
توانايي کنترل نيروي کازيمير-ليفشيت مطلب تازه‌اي نيست، از دهه 1970 به‌صورت نظري روي اين ويژگي کار شده است اما اخيرا بعد از ظهور فناوري نانو اين موضوع به‌صورت عملي مورد آزمايش قرار گرفته است.
بو سرنليوس از دانشگاه لينکوپينگ سوئد مي‌گويد جاذبه ميان دو ذره سيليکا در تولوئن موضوع جالبي است، پيش از اين نشان داده شده بود که اگر يکي از اين ذرات با طلا جايگزين شود و فاصله آنها از فاصله شناوري‌سازي بيشتر شود، اين نيرو تبديل به دافعه مي‌شود. چيزي که ما يافتيم اين بود اگر پوشش طلا روي سيليکا اعمال کنيم، اين فاصله کمتر مي‌شود.