研究人员在不使用溶剂的情况下组装微米和纳米颗粒的图案

来自布鲁塞尔自由大学化学工程系、里加技术大学和特温特大学 MESA+ 研究所的研究人员成功地将非常小的颗粒(10 µm 至 500 nm，比人类头发细 10 至 100 倍)排列在无需使用溶剂即可形成薄层。这是开发适用于广泛应用的新一代传感器和电子产品的非常重要的第一步。

“基于结晶溶液的常见方法并不像我们希望的那样通用。此外，以前的干法主要对粘性表面有效，这限制了它们的应用，”VUB 的 Ignaas Jimidar 说。为了解决这个问题，该团队设计了一种将颗粒附着在坚硬且不粘的表面上的方法。

他们用手在表面摩擦颗粒，并在大约 20 秒内获得了以六边形图案排列的单层致密颗粒。

特文特大学的 Kai Sotthewes 表示：“摩擦是使用由一种名为 PDMS 的硅酮类材料制成的印章完成的。” “摩擦过程产生的静电，尤其是在较硬的表面上，以及颗粒和表面之间的力对于创建所需的图案至关重要。我们遇到这种静电如果我们用气球摩擦头发或感觉，我们在日常生活中。在干燥的冬日，当我们触摸金属物体时会感到震惊。”

“图案制作过程适用于导电和非导电表面，并且使用某些类型的颗粒粉末实现了最佳效果，例如聚苯乙烯(用作绝缘体)和聚甲基丙烯酸甲酯或 PMMA，也称为有机玻璃，”说里加技术大学的安德里斯·苏特卡 (Andris Šutka)。二氧化硅是当代电子产品中普遍存在的成分，只有在覆盖有碳氟化合物(一种聚四氟乙烯层)的表面上并且在没有湿度的情况下才能正常工作。

特温特大学的 Gijs Roozendaal 补充道：“因此，二氧化硅颗粒的用户友好性稍差，但它们耐各种溶剂，这使得它们适用于生物和化学分析和检测技术。”

“我们最终成功地在‘晶圆’上大规模地创建了一系列微观图案和徽标，并使用原子力显微镜将它们全部可视化，”伊格纳斯·吉米达尔 (Ignaas Jimidar) 说道。