Yeni bir üretim tekniği ile ultrafast elektronik cihazları yapmak, daha yumuşak ve daha esnek metaller oluşturmak için gazete baskısına benzer bir süreç söz konusudur.
Purdue Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen düşük maliyetli süreç, sanayide halihazırda kullanılan metalleri büyük çapta üretmek için kullanılan araçları bir araya getiriyor. Ancak elektronik yapımında bir dizi imalat bariyerini kaldırmak için rulodan ruloya gazete baskısının hızını ve hassasiyetini kullanıyor.
Cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, tabletler ve diğer birçok elektronik, bilgiyi yüksek hızda işlemek için kendi metalik iç devrelerine güvenir. Şu anki metal imalat teknikleri, bu devreleri bir kalıp şeklindeki bir şablon maskesi içinden geçmek için ince bir sıvı metal damlası yağmuruna maruz bırakarak, duvarlara grafiti püskürtmek gibi eğilim gösterir.
Endüstri mühendisliği ve biyomedikal mühendisliği profesörü Ramses Martinez, “Ne yazık ki, bu imalat tekniği pürüzlü yüzeylere sahip metalik devreler üreterek elektronik cihazlarımızın daha hızlı ısınmasına ve pilinin çabuk bitmesine neden oluyor.
Gelecekteki ultra hızlı cihazlar ayrıca, bu nano boyutlarda üretilmeleri için daha yüksek çözünürlük gerektiren daha küçük metal bileşenler gerektirecektir.”
Martinez: “Metallerin giderek daha küçük boyutlar ile şekillendirilmesi, nano boyutlara ulaşana kadar daha yüksek ve daha farklı tanımlara sahip kalıplar gerektiriyor.
Nanoteknolojideki son gelişmeleri eklemek, şimdiye kadar yapılmış olanlardan bile daha küçük boyutlardaki metalleri şekillendirmemizi gerektiriyor. Bir kum tanesi ile kendisinden daha küçük bir kum kalesi yapmak gibi…”
Bu “şekillendirilebilirlik sınırı” olarak adlandırılan, yüksek hızda nano ölçekli çözünürlük ile malzeme üretme yeteneğini engeller.
Kredi: Purdue Üniversitesi resmi / Ramses Martinez
Küçük Boyutlarda Metalleri Şekillendirmek
Purdue araştırmacıları, bu sorunların her ikisine de (pürüzlülük ve düşük çözünürlük) endüstriyel kesim ve gravürler için yaygın olan geleneksel karbon dioksit lazerlerini kullanarak nano boyutta pürüzsüz metalik devrelerin oluşturulmasını sağlayan yeni bir büyük ölçekli üretim yöntemi sunuyor.
Martinez: “Küçük metal parçalarının gazeteler gibi basılması onları daha pürüzsüz hale getiriyor. Bu, elektrik akımının daha az ısınma riskiyle daha iyi seyahat etmesine izin veriyor.”
Rulodan ruloya lazerle indüklenen süper esneklik olarak adlandırılan üretim yöntemi, gazeteleri yüksek hızda basmak için kullanılanlara benzer bir haddeleme damgası kullanır. Teknik, metalin, haddeleme pulunun nano ölçekli özelliklerine akmasını sağlayan yüksek enerjili lazer çekimleri uygulayarak, farklı metallere “süper esneklik” davranışını şekillendirebilir.
Martinez: “Gelecekte, tekniğimizi kullanan cihazların rulodan ruloya üretimi, ışığa etki eden ve 3 boyutlu görüntüler üreten nanoyapılarla kaplı dokunmatik ekranların ve daha hassas biyosensörlerin maliyet etkin üretiminin oluşturulmasını sağlayabilir. ”
