原创 美大学开发“纳米机械工厂”为石墨烯研究铺路

美国普渡大学(Purdue University)的研究人员正着手开发一种未来制造方法，能生产具备潜在革命特性的微型结构；该“纳米机械工厂(nano machine shop)”项目旨在研究纳米线路(nanowires)与超薄薄膜的制作方法，这些结构将可支持超高速电子组件、太阳能电池等应用。

研究人员表示，新结构可能会具备更高的强度，或是超高磁性、等离子共振(plasmonic resonance)等罕见的特性，可带来更先进的光学组件、计算机或电子设备。研究人员将采用新开发的技术，打造出纳米与微米级的设备，以石墨烯(graphene)材料做出微小的回路。

普渡大学工业工程副教授Gary Cheng表示：“我们是在室温以及大气压力环境下进行制造，就像是一个纳米机械工厂。”该种激光冲击引起(laser shock-induced)的制作技术，使其具备透过改变电性或光学特性等对电子组件至关重要的元素，来微调纳米线。

研究人员并展示了如何以这种激光冲击波引发制作技术改变石墨烯的特性，是在电子组件领域利用该材料的一大进步；该技术原理是利用了一种多层的三明治架构，在最底部有一个微小的铸模(mold)，纳米线路则是直接布建在该铸模上，其它材料则在纳米线路与一片玻璃盖板之间以层状堆栈。

将该层状“形成单元(forming unit)”暴露在超快速的脉冲激光下，让其中某一层燃烧，就会产生一种下压力，将纳米线路推进铸模中、并改变形状。“透过改变激光束的尺寸与扫描速度，能将这种制程扩充为工业化的滚动条式(roll-to-roll)制程；”Cheng表示：“该种激光冲击波引发制作技术，不但速度快，成本也低。”

上述的普渡大学研究成果细节，已刊登在《Nature Photonics》期刊中；该研究项目的经费是由美国国家科学基金会(National Science Foundation)赞助，实验则是在普渡大学研究园区(Discovery Park)中的Birck纳米科技中心内特别打造的无尘室中进行。

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