Металлическое Стекло, Используемое Для Изготовления Деталей По Принципу «Лаборатория На Чипе»

{h1}

Используя металлические очки, исследователи могут создавать крошечные детали для компьютерных запоминающих устройств и одноразовых наборов медицинских тестов.

Металлическое стекло - это общее название для неорганизованных металлических сплавов (комбинаций металлов). Дезорганизованная структура атомов в металлических стеклах придает им прочность и долговечность металлов, но их можно использовать для изготовления крошечных крошечных пресс-форм для изготовления пластиковых деталей, чего не могут сделать традиционные металлы.

Использование этих металлических очков с новой технологией производства позволяет исследователям массово производить компоненты для компьютерных устройств хранения данных следующего поколения и одноразовые медицинские и химические тест-наборы по низким ценам.

«Наша технология - это новый процесс массового производства высококачественных полимерных компонентов в микрометровом и нанометровом масштабе», - говорит исследователь Майкл Гилкрист из Университетского колледжа Дублина в Ирландии. «Это процесс, с помощью которого массовое количество пластиковых компонентов может быть произведено серийно с точностью, в сто раз большей, при затратах, которые как минимум в десять раз дешевле, чем возможно в настоящее время».

Исследование будет опубликовано в майском номере журнала «Материалы сегодня».

Исследователи используют материалы, называемые «объемными» металлическими стеклами, для изготовления высокоточных форм для изготовления крошечных пластиковых деталей. Компоненты с детализированными микроскопическими поверхностями могут быть использованы в следующем поколении компьютерных запоминающих устройств и комплектов для медицинских испытаний и химических реакторов с крошечными деталями.

Объемные металлические стекла представляют собой тип металлического сплава, но вместо обычной кристаллической структуры, такой как обычный металл, такой как железо, или сплава, такого как бронза, атомы материала расположены случайным образом. Эта неупорядоченная атомная структура похожа на структуру атомов кремния и кислорода в стекле, которое мы используем для окон и питьевых сосудов, отсюда и название.

Случайное расположение атомов в металлических стеклах означает, что они имеют некоторые механические свойства, очень отличающиеся от обычных металлов. Их можно нагревать и формовать, как пластмассы, и их можно обрабатывать с микроскопической точностью в меньших масштабах, чем традиционные металлы. Они также сохраняют прочность и долговечность обычных металлов.

Теперь исследователи использовали случайную природу атомов в металлических стеклах, чтобы позволить им обрабатывать микроскопические особенности в металле. Это невозможно с обычными металлами, такими как инструментальная сталь, используемая в пресс-формах, которые обычно не могут обрабатываться с точностью более 10 микрометров (примерно по ширине хлопкового волокна или эритроцита человека) из-за его кристаллической зернистой структуры. Затем они использовали полученные прочные и долговечные металлические устройства для литья под давлением пластиковых компонентов с микроскопическим рисунком поверхности.

Исследовательская группа объясняет, что с помощью их оборудования для литья под давлением теперь можно создавать полимерные компоненты миллиметрового размера, которые имеют поверхностные характеристики, аналогичные размерам человеческих клеток на 10 микрометрах, или даже самые маленькие вирусы на расстоянии менее 100 нанометров. Таким образом, новый производственный процесс может позволить создавать устройства типа «лаборатория на кристалле», которые могут обрабатывать и тестировать образцы, содержащие отдельные клетки и вирусы или крупные биомолекулы, включая ДНК и белки.

«Эти прецизионные пластмассовые детали являются ценными компонентами микрофлюидных приборов, диагностических приборов« лаборатория на кристалле », - сказал Гилкрист.

Как только технология будет расширена до масштаба в десятки нанометров, команда предлагает использовать ее для создания больших и недорогих систем хранения информации. В настоящее время команда оптимизирует свои технологии с этой целью.

«Мировая тенденция миниатюризации означает, что эти устройства и компоненты становятся все меньше и меньше; проблема, с которой сталкиваются современные технологии, заключается в том, что вскоре они не смогут производить их в таких меньших размерах по конкурентоспособным ценам», - пишут исследователи. «Если вы просто рассмотрите рынок микрофлюидных устройств без биологического содержания: к 2016 году прогнозируется, что он достигнет 5 миллиардов долларов».





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com