龜裂是生活中隨處可見的現象,同時,龜裂又是涂料行業在實際應用中極力避免的問題。因此關于龜裂物理形成機制的研究重點一直是“如何避免龜裂的產生”。而近日,佐治亞理工學院的林志群(點擊查看介紹)團隊卻反其道而行之。
他們通過研究納米膠體顆粒在蒸干過程中產生的龜裂機理,發現通過限制溶液蒸發過程,可以控制龜裂(即溝槽結構)按照電腦程序設計的方向定向均勻擴展。該方法便捷簡單,可在幾分鐘內快速“打印”生成具有微米精度、排列有序的溝槽圖案,其整體圖案面積可達厘米級別。該發現為制造有序的納米材料陣列提供了完美的模板,在納米材料領域具有重大的應用前景。
該研究不僅提出了制造大面積微米尺度有序溝槽結構的簡便方法,并且深入探討了其形成機理以及控制溝槽陣列間距的手段。通過物理模型計算發現,控制打印溝槽圖案的速度,溝槽紋理的間距可以自如控制在10到45微米之間。同時,該工作細致討論了通過襯底表面修飾改變溝槽圖案的可行性方案。在文章的最后,作者通過使用該溝槽結構,成功設計并制作了納米金顆粒的大面積陣列,為該研究成果在有序納米材料陣列制作的應用上提供了一個有效范例。
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