納米印刷技術(shù)引新變革

 

　　下面小編就為大家來(lái)介紹：
 

 

　　把有機(jī)高分子溶液作油墨，涂于硅橡膠印版的圖像部分，通過(guò)微接觸印刷的方法，將印版凸起處的有機(jī)高分子轉(zhuǎn)移至被印基板表面。由于發(fā)明者的巧妙設(shè)計(jì)，有機(jī)高分子被牢牢地吸著在基板表面上，形成分子厚度的凹凸圖像。人們把這種技術(shù)稱為微接觸印刷技術(shù)。這里需要說(shuō)明的，是在早期的實(shí)驗(yàn)中，作為油墨用的是帶巰基的有機(jī)高分子乙醇溶液，所謂的基板是指表面鍍有一層金膜的硅片材。當(dāng)人們將硅橡膠印版上含巰基的高分子溶液轉(zhuǎn)印到金膜上，便形成了自組裝式的單分子膜圖像。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所納米工藝學(xué)研究部的水谷亙等人指出，除含巰基的有機(jī)高分子溶液可作為微接觸印刷的油墨使用外，最近科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了表面具有化學(xué)活性的氨基硅烷，也是一種性能非常好的油墨。用這種油墨印刷出的圖像(基板為云母片)，經(jīng)原子能顯微鏡(AFM)檢測(cè)確認(rèn)，在氨基硅烷圖像的表面吸附著大量的DNA分子。人們認(rèn)為，這是因?yàn)榘被柰楸砻娴恼姾膳c具有負(fù)電荷的DNA分子相互吸引的結(jié)果。

 

　　微接觸印刷不但具有快速、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，而且還不需要潔凈間的苛刻條件，甚至不需要絕對(duì)平整的表面。微接觸印刷還適合多種不同表面，具有操作方法靈活多變的特點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是在亞微米尺度，印刷時(shí)硫醇分子的擴(kuò)散將影響對(duì)比度，并使印出的圖形變寬。通過(guò)優(yōu)化浸墨方式、浸墨時(shí)間，尤其是控制好壓模上墨量及分布，可使擴(kuò)散效應(yīng)下降。

 

 

　　將具有納米凹凸圖像的印版置于基板表面，這時(shí)印版圖像凹凸處與基板表面形成極細(xì)的縫隙(毛細(xì)管)，然后把液體聚合物滴在硅橡膠印版上。由于毛細(xì)管作用，液體聚合物便自行進(jìn)入這些縫隙中。如果我們將縫隙中的聚合物固化后并將兩者分離開(kāi)來(lái)，即可獲得精細(xì)的納米凹凸圖像。該技術(shù)可在光學(xué)組件等的制造領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

 

　　將預(yù)聚物當(dāng)做油墨，施涂于硅橡膠印版的凹陷處，通過(guò)轉(zhuǎn)印方式，把預(yù)聚物轉(zhuǎn)移到基板表面，再加熱固化，形成納米凹凸圖像。我們把這種印刷方法稱為微轉(zhuǎn)印造型術(shù)。

 

 

　　在基板上涂布光致抗蝕劑涂層后，再用硅橡膠模具在抗蝕劑涂膜上轉(zhuǎn)印圖像，并把它作為接觸曝光的掩膜，如用紫外光對(duì)其接觸曝光。由于硅橡膠模具轉(zhuǎn)印的凹凸圖形引發(fā)相位轉(zhuǎn)換，從而有可能形成圖像。不過(guò)，前提條件是圖像凹凸部位的尺寸大小要比紫外光的波長(zhǎng)還小，近場(chǎng)光的作用才能使圖像轉(zhuǎn)印成為現(xiàn)實(shí)。最近有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，用此種技術(shù)可在球面上形成納米圖像。

 

　　另外，納米圖像印刷技術(shù)已經(jīng)深入到為電子領(lǐng)域，甚至突破了微電子制作精度的極限(微米級(jí)別)，把電子和印刷推進(jìn)到了微觀的納米加工尺度。例如，在地圖印刷制作方面，納米技術(shù)的應(yīng)用——微納米地圖的印刷制作日漸成熟。還有就是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，美國(guó)的醫(yī)學(xué)研究人員已經(jīng)開(kāi)始利用納米印刷技術(shù)來(lái)對(duì)抗癌細(xì)胞，并取得重大進(jìn)展，能使用納米顆粒制造較大圖像，該成果將使科學(xué)家、醫(yī)學(xué)教授及技術(shù)專家可以按需所求，在相應(yīng)位置準(zhǔn)確放置小于100納米的微粒。

 

　　這是研究人員第一次使用比針頭小33000萬(wàn)倍的60納米的微粒印刷。如果用在每平方英寸上所印刷的網(wǎng)點(diǎn)數(shù)來(lái)衡量，這種納米印刷技術(shù)可產(chǎn)生10萬(wàn)點(diǎn)，而傳統(tǒng)膠印的對(duì)應(yīng)數(shù)值是1500點(diǎn)。IBM蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室納米構(gòu)成技術(shù)研究者赫克·沃爾夫聲稱，“這是迄今為止最可靠的放置微粒的方法”。

 

　　研究人員表示，雖然該方法在近幾年內(nèi)還無(wú)法商用化，但它將對(duì)生物醫(yī)學(xué)、電子學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域產(chǎn)生顯著影響。如在生物學(xué)中促進(jìn)納米級(jí)生物傳感器的發(fā)展;在半導(dǎo)體技術(shù)中可以用來(lái)制造更先進(jìn)的電腦芯片的納米線。沃爾夫表示，“我們一直在尋找一種技術(shù)生成這種納米線”;在醫(yī)學(xué)上納米印刷技術(shù)可以用繪圖形式來(lái)表現(xiàn)病人體內(nèi)癌細(xì)胞的準(zhǔn)確位置。

 

　　可見(jiàn)納米印刷技術(shù)在眾多工業(yè)領(lǐng)域都有著良好的發(fā)展前景，就如同3D打印技術(shù)一樣，納米印刷技術(shù)也將用它獨(dú)特的印刷技術(shù)給我們未來(lái)的生活工作帶來(lái)全新的改變。