闭环，尖端定向纳米化学

赞助商: 国家科学基金会

奖号码: cmmi - 1661412

文摘:

集成电路的普遍应用表明，工业有能力制造超高分辨率的半导体、金属和绝缘体。然而，在这些硬材料的图形化方法和那些存在的软材料（如化学品、聚合物或生物材料）的图形化方法之间存在巨大的脱节。如果有可能以与硬材料相同的可靠性和分辨率对软材料进行建模，它将使制造无数结构和设备成为可能，包括具有多路生物传感器阵列的电子设备或用于可拉伸电子设备的纳米级有机电子设备。虽然增材制造策略在宏观尺度上非常有用，但当在纳米尺度上对软材料进行图案制作时，这些方法还没有达到制造水平的可重复性。该合同将通过提供工具和理解来实现工业所需的可靠和纳米级分辨率的图案，从而实现纳米级软材料的制造。这项跨学科的工作涵盖流体力学，控制理论和纳米科学，并有助于工程专业学生的本科和澳门威尼斯人注册网站研究生水平的教育。此外，这项工作为来自广泛背景的学生提供了在以前无法达到的尺度上设计和交互材料的机会。

这项澳门威尼斯人注册网站研究工作的主要目标是发展基础和技术基础，将基于尖端的软材料纳米图案转化为制造工具。这种方法是基于将材料从涂有油墨的扫描探针转移到表面。尽管经过十多年的澳门威尼斯人注册网站研究，可重复性和可控性仍然是在制造环境中采用该技术的主要障碍。这项澳门威尼斯人注册网站研究工作解决了许多以前没有受到重视的加工问题。它澳门威尼斯人注册网站研究和发展了新的方法，例如，精确监测探针上墨水量的方法，一种墨水配方，允许人们用同一探针进行图案和成像，以及在图案过程中监测和控制墨水中试剂浓度的程序。同样重要的是，这些澳门威尼斯人注册网站研究旨在提供对图案过程的更深入的了解，并回答有关违反连续介质假设的系统中的纳米级毛细管作用和统计力学的开放性问题。此外，这些新方法与先进的图形模型相结合，形成一个自动闭环反馈系统，迭代地提高原位图形的质量。

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