szerző:
hvg.hu

Csupán nanométeres vastagságú rétegre van szükség egy újonnan kikísérletezett anyagból, amellyel akár olyan felületek is egymáshoz tapaszthatóak, amelyek más módszerrel nem, vagy csak nagy nehézségek árán.

A molekulák miniatűr kampókat képeznek
jelen esetben réz és szilícium-dioxid között
© Rensselaer Polytechnic Institute
Az MSNBC információi szerint a New York államban található, Trója angol nevét viselő Troy-ban székelő Renssealer Polytechnic Institute kutatói által kifejlesztett nanoragasztó – amely már most is kereskedelmi forgalomban kapható alapanyagokból készül -  magas hőmérsékleten még erősebbé válik, s ehhez az emberi hajszálnál százezerszer vékonyabb réteg is elegendő. A tudósok szerint az új anyag segítségével akár különlegesen kisméretű számítógépes alkatrészeket is készíthetnek majd a közeli jövőben.

„Belegondolni is elképesztő, hogy egyetlen molekularéteg képes javítani két anyag tapadását” – magyarázta az MSNBC-nek Ganapathiraman Ramanath, a kutatás egyik résztvevő kutatója. „A munkánk eredményeképpen elmondhatjuk, hogy lehetséges létrehozni olyan, szerves alapú nanorétegeket, amelyek ezerszer vékonyabbak a jelenleg ismert leghatékonyabb, organikus alapú ragasztóknál.”

A korábbi eredményekhez képest a nanoragasztó óriási előrelépést jelent. Összehasonlítva ez annyit jelent, hogy míg korábban a méter milliomod részével megegyező vastagságú rétegekkel értek el hasonló tapadást, az új anyag segítségével egyetlen nanométernyi – a milliméter milliomod része – ragasztó képes ugyanerre.

„Ez egyetlen molekularéteg, amelyet olyan szabályosan rendeződnek egymás mellé, mint egy díszszemlén” – magyarázta Ramanath A ragasztó láncait képező részecskék maguktól állnak össze rendezett sorba. „A természet elvégzi a munka nagy részét, nekünk csupán a megfelelő anyagok közé kell helyezni a molekulákat és már működik is” – tette hozzá a kutató.

Az önszerveződő
nanostruktúrák
Fémek vagy fémoxidok határfelületének módosítására hosszú szénláncú molekulák (pl. alkántiolok, zsírsavak, foszfonsavak) képesek, amelyek láncvégeikkel a felületi fématomokkal kötést létesítenek, majd önszerveződéssel a határfelület mintázatának kristály-szerkezete által irányított, jól rendezett monomolekuláris réteget képeznek. A önszerveződő molekulákból (self-assembly molecules, SAMs) kialakult molekuláris filmek tulajdonságai elsősorban a filmet képező molekulák végcsoportjának kémiai tulajdonságaitól függnek.

Kálmán Erika
MTA Kémiai Kutatóközpont
„A nanoragasztóhoz hasonló, úgynevezett önszerveződő molekulákat már széles körben használják korrózióvédelemnél, egyéb bevonatoknál” - nyilatkozta a hvg.hu-nak Rácz Ilona, a Bay Zoltán Anyagtudományi és Technológiai Intézet polimer kompozit kutatási osztályvezetője. „Az új anyag jelentősége a hőkezelésben lehet, illetve abban, hogy monomolekuláris réteget sikerült létrehozni. Ez egyébként egy régi megfigyelésen alapul, amely szerint minél vékonyabb a ragasztóréteg, annál erősebb tapadás érhető el. A természet is adhatott ihletet a kutatóknak, korábban ugyanis végeztek vizsgálatokat, amelyek során például a gekkók lábain található tapadókorongok működési elvét próbálták átültetni a mindennapi használatba.”

A ragasztó alapját szénmolekulák adják. A részecskelánc egyik végén szilícium és oxigén, a másik végén kénmolekulák találhatóak. Ezek az eltérő végmolekulák mikroszkopikus kampóként funkcionálnak, amelyek erős kötést alakítanak ki más felületekkel. Ramanath egy vékony rézréteggel vonta be a lánc végét, amely egyfajta védőburkot képez, hogy a molekulák sértetlenek maradjanak.

A nanoragasztó hatékonyságát hevítéssel tudták tovább erősíteni a kutatók. 400 °Celsiuson a réz és a szilícium-dioxid közötti kötés jóval erősebb lett, ezáltal 5-7-szer jobb tapadást idéztek elő.

„A hőkezeléssel még erősebb ragasztót kaptunk” – tette hozzá Ramanath. „Erre azonban nem is számítottunk, így ez egy pozitív hozadéka a kísérleteinknek. A szakember szerint mivel az új anyagot igen olcsón elő lehet állítani – 35 dollár (mintegy 6500 forint) 100 grammonként – ezért kereskedelmi forgalmazása is jövedelmező lehet. A kutatók jelenleg szabadalmi oltalmat keresnek a nanoragasztónak, amelynek elsősorban a mikroelektronikai iparban vehetik hasznát.

Legyen HVG pártoló tag!

Köszönjük a több mint 4000 tagnak és támogatónak, akik idáig 45 millió forinttal segítették munkánkat.
2019-ben is olyan exkluzív sztorikat fogunk olvasóinknak bemutatni, mint tavaly a kamupártok pénzlenyúlásai, Lázár János bécsi videójának háttere vagy a szlovákiai újságírógyilkosság magyarországi szálai.
Ha önnek is fontos a minőségi újságírás, csatlakozzon!
Köszönjük a több mint 4000 tagnak és támogatónak, akik idáig 45 millió forinttal segítették munkánkat.
2019-ben is olyan exkluzív sztorikat fogunk olvasóinknak bemutatni, mint tavaly a kamupártok pénzlenyúlásai, Lázár János bécsi videójának háttere vagy a szlovákiai újságírógyilkosság magyarországi szálai.
Ha önnek is fontos a minőségi újságírás, csatlakozzon!
MTI Tech

Sikerült megmozdítani a nanoméretű kerekeket

Német és francia kutatóknak sikerült pásztázó alagút-elektronmikroszkóp segítségével igazolni, hogy vegyi úton előállított, egyetlen molekulából álló, egy nanométernél kisebb átmérőjű kerekeik sík felületen elgördíthetők.

MTI Tech

Három nanométeres a világ legkisebb ollója

A Tokiói Egyetem munkatársai kifejlesztették a világ alighanem legparányibb ollóját, amelyet fénnyel lehet nyitni, csukni, s gének, proteinek és más molekulák manipulációjára alkalmas - olvasható a Live Science nevű amerikai tudományos portálon

MTI Tech

Összehegeszthetőek a nanoeszközök

Amerikai, svájci és kínai kutatók új hegesztési technológiája a milliméter milliomod részével mérhető elektromos alkatrészek összehegesztésére alkalmas.

Már járványszerűek az oroszországi gázrobbanások

Már járványszerűek az oroszországi gázrobbanások

Késsel fenyegettek diákokat egy pécsi iskola udvarán

Késsel fenyegettek diákokat egy pécsi iskola udvarán

Oszlatásra készül a Jobbik

Oszlatásra készül a Jobbik

Megszólalt a manchesteri magyar orvos, akit gyenge nyelvtudása miatt felfüggesztettek

Megszólalt a manchesteri magyar orvos, akit gyenge nyelvtudása miatt felfüggesztettek

Rendkívüli felfedezést tettek Pompeji régészei

Rendkívüli felfedezést tettek Pompeji régészei

22 éves világrekordot döntött meg egy 19 éves atléta

22 éves világrekordot döntött meg egy 19 éves atléta