Onderzoekers van het departement chemische ingenieurswetenschappen van de VUB, de Riga Technische Universiteit en het MESA+ Instituut van de Universiteit Twente zijn er in geslaagd om zeer kleine deeltjes (10 µm tot 500 nm, tien tot honderd keer kleiner dan een haardikte) te ordenen in een enkele dunne laag zonder gebruik van oplosmiddelen. Dat klinkt nogal droog, maar het betekent een belangrijke eerste stap in het ontwikkelen van een toekomstige generatie van sensoren en elektronica voor een brede waaier van toepassingen.
Traditionele methoden die gebaseerd zijn op het uitkristalliseren van oplossingen, bleken beperkt in veelzijdigheid. Eerdere methoden werkten voornamelijk op plakkerige oppervlakken, wat hun toepassingen beperkte. Om dit probleem te omzeilen, ontwikkelde het team een innovatieve methode om deze minuscule deeltjes op harde en niet-plakkerige oppervlakken samen te brengen. Door de deeltjes handmatig over het oppervlak te wrijven met behulp van een stempel gemaakt van PDMS, creëerden ze binnen 20 seconden een enkele laag van dicht opeengepakte deeltjes, gerangschikt in een zeshoekig patroon. De statische elektriciteit die ontstaat tijdens dit proces, speelt een cruciale rol bij het creëren van de gewenste patronen.
Deze baanbrekende methode werkt zowel op geleidende als niet-geleidende oppervlakken en levert de beste resultaten op met bepaalde soorten deeltjespoeders, zoals polystyreen en polymethylmethacrylaat (PMMA). Zelfs silica, een veelvoorkomend bestanddeel in moderne elektronica, vertoonde veelbelovende resultaten, maar enkel op oppervlakken bedekt met fluorocarbon en onder droge omstandigheden.
Toekomstperspectieven
De mogelijkheden die deze doorbraak biedt, zijn verbluffend. Van het produceren van betere elektronica tot het detecteren van diverse chemische en biologische stoffen, en zelfs het detecteren van vervalsingen door middel van unieke kleurpatronen op microschaal. Deze ontwikkeling opent nieuwe deuren voor een breed scala aan toepassingen, van industriële tot medische en beveiligingsgerelateerde sectoren.
Het onderzoek, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift ACS Applied Materials & Interfaces, belooft een keerpunt te zijn in de wereld van micro- en nanotechnologie. Met deze gecontroleerde patronen van micro- en nanodeeltjes, zonder het gebruik van oplosmiddelen, staat de wetenschap op het punt om nieuwe horizonten te verkennen en innovaties te realiseren die onze wereld kunnen transformeren.
Met deze ontwikkelingen zetten de VUB-onderzoekers een nieuwe standaard voor toekomstig onderzoek en baanbrekende technologische vooruitgang.
