Autoassemblaggio di microfili di silicio

L’apporto energetico di un laser a raggi ultravioletti determina maggiore o minore idrofilia delle particelle in sospensione, con conseguenti diverse modalità di autoassemblaggio dei microfili di silicio.

Le potenzialità applicative dei microfili di silicio non sono ancora completamente note, e se queste strutture potessero essere ottenute con precisione tramite processi ripetibili e controllabili, si aprirebbe la strada a innovazioni tecnologiche non attuamente possibili con le fibre ottiche, di dimensioni relativamente ben più grandi. Recentemente al dipartimento di chimica dell’università di Sidney, in Australia, i ricercatori hanno perfezionato una nuova tecnica di produzione di nanofili, di fatto un autoassemblaggio di nanoparticelle di silicio in microfili con elevato grado di uniformità. Questo processo ha delle conseguenze rivoluzionarie in quanto rende possibile, per la prima volta, la combinazione di silicio con altri materiali per realizzare dispositivi integrati. Se si considerano le fibre ottiche di vetro, base per sistemi di comunicazione ad alta velocità e su lunghe diatanza, il silicio di cui sono costituite è normalmente incompatibile con molti altri materiali, tal per cui il fornire a queste guide di luce delle capacità aggiuntive oltre al trasporto di segnali luminosi è sempre stata una sfida difficile. Da aggiungere poi che l’abbinamento con tipici componenti fotonici, quali switch ottici, sorgenti di luce e anche sensori, richiede una qualche forma di interconnessione, e le perdite di efficienza a questo livello sono ancora uno dei maggiori problemi irrisolti nelle comunicazioni ottiche. I microfili di silicio, se potessero auto assemblarsi “sul posto”, avrebbero il potenziale per operare come interconnessioni ottiche microscopiche: in assenza di cladding, a differenza delle fibre ottiche, si avrebbe un maggior confinamento della luce in strutture di dimensioni minime e meglio adatte per l’interconnessione di dispositivi. Il processo ideato dai ricercatori australiani prevede proprio l’autoassemblaggio di microfili a partire da nanoparticelle sospese in una soluzione, dove il “solvente” non è altro che acqua. Quando le gocce d’acqua evaporano si generano delle correnti microfluidiche che impongono precise configurazioni alle nanoparticelle, tenute insieme da forze attrattive intermolecolari. Quando l’acqua evapora completamente, le nanoparticelle cristallizzano.

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