El autoajuste de copolímeros bloque ha surgido como un poderoso enfoque de abajo hacia arriba para fabricar materiales nanoestructurados con precisión y sin precedentes de tunabilidad. Aprovechando la tendencia natural de bloques de polímeros inmisibles para segregarse en dominios ordenados, los investigadores pueden crear patrones que van desde esferas y cilindros hasta lamella y los giros a escalas de 5–100 nanometros.

Fundamentos de la auto-asembiliadora del Copolímero Bloque

El sistema de la microbloqueo (niveles) es un sistema de lavado de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la serie de datos de la información de la serie de datos

Parámetros clave como la temperatura de transición orden-desorden (T]ODT]) y la fuerza de segregación se pueden ajustar alterando el peso molecular, la composición de bloques o la temperatura. El trabajo reciente también se ha centrado en los copolímeros de alta calidad (por ejemplo, bloques de silicona o de fibra) para lograr tamaños de sub-5 nm esenciales para el comportamiento racional de la próxima generación.

Técnicas de procesamiento y control

Aunque las estructuras de equilibrio son bien comprendidas, realizarlas en la práctica requiere un tratamiento cuidadoso. Solución de amasar, alimentar térmico y autoasamblea dirigida (DSA) son los métodos principales para lograr el orden de largo alcance y la orientación controlada.

Resolvente y termal Annealing

El amasamiento térmico de la polietilería g[FLT]) o el TODT para permitir que las cadenas se reorganicen en configuraciones de menor energía. Esto es sencillo para muchos copolitos, pero puede ser limitado por la degradación térmica o el dominio de disolventes.

Autoadministración dirigida (DSA)

DSA utiliza patrones topográficos o químicos en sustratos para guiar el orden de dominios copolímeros. Chemoepitaxy emplea rayas químicas con diferencias de energía superficial que alinean los dominios lamellares o cilíndricos, mientras que grafoepitaxy utiliza trincheras físicas para confinar el copolímero e inducir registro. DSA se ha integrado con éxito con la litografía óptica para producir características de la unión [LT]

Técnicas de caracterización avanzada

La microscopía de la fuerza atómica (AFM) proporciona imágenes topográficos y de fase de las superficies de película, revelando formas de dominio y ordenando. La microscopía de la intensidad de la radiación de los rayos X (GISAXS) se combina con la distribución de los rayos X (GISAXS)

Avances recientes

El nuevo modelo de la alta calidad de los copolímeros de la autoacción, que se ha desarrollado en el proceso de auto-aprendizaje de las propiedades de la alta calidad, como los polietiles de la polietilería, los parámetros de la auto-aprendizaje de la máquina, los cuales se han desarrollado en el proceso de auto-aprendizaje.

Bloque Copolymer Blends y híbridos

La mezcla de dos copolímeros de bloques o la adición de nanopartículas inorgánicas amplía la biblioteca estructural. La co-assembly de los diblocks simétricos y asimétricos produce redes de interpenetrating o patrones de tablero. Nanopartículas de oro o silica selectivamente secuestradas en un dominio plasmónico o función catalítica.

Escalabilidad e integración

Para la adopción industrial, el procesamiento de rollos a rollo y el anelante térmico rápido se han desarrollado para manejar películas de gran área con rendimiento compatible con la fabricación. Combinados con DSA, estos métodos se están perfeccionando ahora para los procesos de litografía de EUV, que reducen la necesidad de pasos costosos de triple-patterning.

Aplicaciones de Materiales Nanoestructurados de Copolímero Bloque Auto-Assembly

La precisión y la sintonización de las nanoestructuras de copolímero de bloques han permitido avances en varias industrias.

Electrónica y Litografía

La aplicación más madura es en litografía semiconductora, donde DSA se utiliza para crear agujeros de contacto sub-10 nm y patrones line/space. Toshiba, IBM e IMEC han demostrado la integración DSA en líneas piloto para dispositivos de lógica y memoria. Las plantillas de copolímero bloque también sirven como máscaras para la transferencia de patrón en silicio, nitruro de silicio y capas de metal, permitiendo nanoes de transistros, interconexiones

Medicina y entrega de medicamentos

Las micellas de copolímeros bloque, vesículas (polímeros), y las fases cristalinas líquidas lótropas son ampliamente estudiadas para la liberación controlada. La capacidad de cargar medicamentos hidrofílicos e hidrofóbicos dentro de dominios separados, combinados con bloques sensibles (pH, temperatura, redox), permite la entrega específica con efectos secundarios reducidos.

Almacenamiento y Conversión de Energía

Los electrolitos de polvo litro para baterías de iones de litio ofrecen una alta conductividad iónica debido a las vías percolantes entre dominios ionicamente conductivos, mientras que el bloque rígido proporciona integridad mecánica. De igual manera, bloque los carbonos mesoporosos de ida y vuelta de flexión de metales orgánicos, estabilizador de computación largo plazo

Desafíos y futuras orientaciones

A pesar de los avances notables, persisten varios desafíos. Realizar un pedido perfecto a largo plazo sobre áreas de escala de ollas sin defectos sigue siendo difícil. Los cinéticos de aniquilación de defectos son lentos, y los defectos pueden degradar el rendimiento de los dispositivos. Además, muchos copolímeros de alta calidad requieren monomeres especializados que son costosos o difíciles de sintetizar.

Conclusión

El autoajuste del copolímero bloque ha madurado de un fenómeno científico fascinante en una plataforma práctica de nanofabricación. Los avances en polímeros de alta calidad, montaje dirigido y caracterización in situ han permitido tener tamaños inferiores a 5 nm, morfologías complejas 3D e integración en dispositivos. La amplitud de las aplicaciones, desde los chips de computadora de próxima generación hasta la entrega de drogas apuntadas, infrarrojará la nanoestructuración