Golyóálló anyagból készülhetnek a szenzorok

A holland Delfti Műszaki Egyetem kutatói ultraerős anyagot alkottak, kifejezetten mikrochip-érzékelők számára. Nemcsak a gyémánt és a grafén szilárdságával vetekszik, de még a golyóálló mellényekben használt kevlárnál is 10-szer ellenállóbb.

A kutatók Richard Norte docens vezetésével fejlesztették ki a figyelemre méltó anyagot, ami hatással lehet az anyagtudományok egész világára. Ez az amorf szilícium-karbid, vagyis az a-SiC – áll a tanulmányban. A kivételes szilárdságán túlmenően olyan lényeges mechanikai tulajdonságokkal is rendelkezik, amelyek elengedhetetlenek a mikrochipek rezgésszigeteléséhez. Az amorf szilícium-karbid különösen alkalmas ultraérzékeny mikrochip-érzékelők készítésére, így a lehetséges alkalmazások köre meglehetősen széles. Az ultraérzékeny mikrochip-érzékelők és a fejlett napelemek gyártásától az úttörő űrkutatási technológiákon át a DNS-szekvenálásig sokféle területen hasznosíthatják.

„Az ’amorf’ döntő fontosságú tulajdonságának jobb megértéséhez gondoljunk arra, hogy a legtöbb anyag szabályos mintázatban elrendezett atomokból áll – mint egy bonyolult LEGO-torony. Ezek a kristályos anyagok, mint amilyen a gyémánt is, aminek a keménysége a szénatomok tökéletes elrendeződéséből ered” – magyarázta Norte. Az amorf anyagok ugyanakkor inkább hasonlítanak véletlenszerűen egymásra dobált LEGO elemekre, mivel az atomjaik nem következetesen rendeződnek. A szilícium-karbid is ilyen, és ebből adódóan törékenynek kellene lennie, mégsem az, sőt kivételes szakítószilárdságot (10 GigaPascal) mutat. „Mit jelent ez? Képzeljük el, hogy megpróbálunk egy darab ragasztószalagot addig nyújtani, amíg el nem szakad. Ha 10 GPa-nak megfelelő szakítófeszültséget szeretnénk szimulálni, akkor kb. tíz közepes méretű autót kellene lelógatni a szalagról, hogy elszakadjon” – szemléltette a docens.

Ami pedig végképp kiemeli ezt az anyagot a többi közül, az a skálázhatóság, hiszen például az egyetlen szénatomból álló grafén hiába lenyűgözően szilárd, nagy mennyiségben előállítani óriási kihívás. A gyémánt, bár szintén rendkívül erős, őrülten drága a szintetizálása. Az amorf szilícium-karbidból ezekkel ellentétben nagy lapok készülhetnek, ami minden más vetélytársa elé helyezi, szóval érdemes megjegyezni a nevét, mert fogunk még vele találkozni, ez egészen biztos.

Gábor János, Okosipar.hu