ماده جدید برای ساخت ریز تراشه که قابل مقایسه با سازنده فعلی نیست!

به گزارش مجله خبری نگار،به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان دانشگاه فناوری دلفت یک ماده نوین را ابداع کرده اند که ۱۰ بار قدرتمندتر از کولار (Kevlar) است و با قدرت جایگزین‌های دیگر مانند گرافن و الماس رقابت می‌کند.

کولار نام تجاری برای الیاف ساخته شده از پارا آرامید قوی و سبک که با دیگر آرامید‌ها مثل نومکس و تکنورا ارتباط دارد. این فیبر‌های مصنوعی با قدرت بالا به دلیل مقاومت خارق العاده در برابر فرسایش مشهور هستند و بیشتر اوقات برای تقویت و قدرتمند سازی ابزار‌ها به خصوص زره، کلاه ایمنی و دیگر وسایل حفاظتی به کار می‌روند.

ماده جدید کاربید سیلیکون آمورف (a-SiC) نام دارد و قابلیت‌های مختلفی، فراتر از به کارگیری در تجهیزات حفاظتی و به خصوص در حوزه توانمندسازی ریزتراشه‌های حساس دارد.

ریچارد نورت رهبر این پژوهش می‌گوید: برای درک بهتر ویژگی‌های «درهم ریختگی»، تصور کنید بیشتر مواد از اتم‌هایی ساخته شده اند که با الگویی منظم مانند یک برج پیچیده لگو ساخته شده اند. آن‌ها مواد کریستالین نام گرفته اند که یک نمونه از آن الماس است. در این ماده اتم‌های کربن به دقت کنار هم قرار گرفته اند و آن را بسیار سخت کرده اند.

با این وجود آرایش تصادفی به شکنندگی منجر نمی‌شود. کاربید سیلیکون آمورف در حقیقت نشان می‌دهد قدرت ماده از غیرقابل پیش بینی بودن آن سرچشمه می‌گیرد، زیرا این ماده دارای استحکام کششی ۱۰ گیگا پاسکال (GPa) است.

نورت در این باره می‌افزاید: برای درک آنچه گفته شد، تصور کنید یک تکه نوار چسب را آنقدر بکشید تا پاره شود. اکنون اگر بخواهیم فشار تنش پذیری معادل ۱۰ گیگاپاسکال را شبیه سازی کنیم، باید حدود ۱۰ خودروی متوسط را قبل از پاره شدن نوار از آن آویزان کنید.

ماده جدید علاوه بر قدرت خارق العاده ویژگی‌های کیفی مکانیکی دارد که برای ایزوله سازی ارتعاش روی یک میکرو تراشه حیاتی است؛ بنابراین کاربید سیلیکون آمورف برای ایجاد حسگر‌های ریزتراشه بسیار حساس مناسب است.

محققان برای برسی پتانسیل این کاربرد یک روش مبتنی بر ریز تراشه را برای تست مواد آزمایش کردند که دقت بالایی دارد. آن‌ها توانستند با کشت ورقه‌های کاربید سیلیکون آمورف روی بستر سیلیکونی و معلق نگه داشتن آنها، نیروی کششی بالایی بسازند. این فرایند به وسیله اشکال رشته‌های نانو انجام شد.

سپس آن‌ها با ایجاد تعداد زیادی از این ساختار‌ها با قدرت‌های کششی بالاتر به دقت شکست ماده را رصد کردند. رشته‌های نانو به‌عنوان پایه‌ای برای ساخت سازه‌های معلق پیچیده‌تر مورد استفاده قرار گرفتند.

محققان گزارش دادند ماده جدید در مقایسه با دیگر نمونه‌ها مانند گرافن و الماس مقیاس پذیرتر است؛ بنابراین کاربید سیلیکون آمورف قابلیت‌های متعددی دارد و می‌توان آن را در ابزار‌های اکتشاف فضایی و توالی دی ان‌ای تا حسگر‌های میکروتراشه حساس و سلول‌های خورشیدی پیچیده به کار گرفت.