Blok opolymer self-assembly telah muncul sebagai pendekatan bawah-up yang kuat untuk memalsukan material nano terstruktur dengan presisi dan ketunabilitas yang belum pernah terjadi sebelumnya. Dengan mengasah kecenderungan alami blok polimer immisible untuk menjangkiti domain terurut, peneliti dapat menciptakan pola yang berkisar dari bola dan silinder ke lamellae dan gyroid pada skala panjang 5 ⁇ 100 nanometer. Kapabilitas ini telah mendorong terobosan dalam lithografi semikonduktor, nanomedicine, dan penyimpanan energi. Kemajuan terbaru dalam kimia, pemrosesan, dan karakterisasi sekarang mendorong batas-batas dari bahan ini, memungkinkan arsitektur, lebih kompleks, lebih besar kontrol, dan integrasi ke perangkat real-world.

Kerugian atas Blok Pengkajian Diri yang Mengatasi Diri

Kopolimer Blok UB terdiri dari dua atau lebih rantai polimer yang berbeda secara kimia terikat secara bersama. Yang paling umum adalah diblok linear AB kopolimer dan kopolimer triblok ABA. Proses self-assembly didorong oleh ketidakcocokan termodinamika antara blok, kuantitatif oleh parameter interaksi Flory-Huggins , dan tingkat polimerisasi N. Ketika schpchN melebihi nilai kritis (perkiraan 10.5 untuk diblok simetris), sistem menjalani pemisahan mikrofase, membentuk domain yang ukurannya dengan N[FL2[T][TFL. 3]. Morfarium ini ditentukan oleh setiap blok (FL) dan . 0[3], . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Parameter kunci seperti order ⁇ disorder transisi suhu (T]ODT]]) dan kekuatan segregasi dapat disetel dengan mengubah berat molekul, komposisi blok, atau suhu. Pekerjaan terbaru juga berfokus pada kopolimer berkekuatan tinggi (misalnya, silikon- atau blok yang mengandung fluorin) untuk mencapai ukuran fitur sub-5 nm yang penting untuk elektronik generasi berikutnya. Memahami fundamental ini kritis untuk desain kopolimer rasional dengan perilaku self-assemply yang diinginkan.

Teknik Pengolahan dan Pengendalian Bedah

Struktur kesetimbangan morfeo sedang dipahami dengan baik, menyadari mereka dalam praktik membutuhkan pengolahan yang cermat.Selesvent annealing, annealing termal, dan terarah self-assembly (DSA) adalah metode utama untuk mencapai keteraturan jarak jauh dan orientasi terkendali.

Kesunyian dan Kesepian yang Berantakan

Annealing thermal melibatkan pemanas film kopolimer di atas suhu transisi kaca (T]g[] atau film TODT untuk memungkinkan rantai reorganisasi ke konfigurasi berenergi lebih rendah. Hal ini terus terang untuk banyak kopolimer tetapi dapat dibatasi oleh degradasi termal atau embuntating substrat. Solvent annealing, di tangan lain, memaparkan film ke uap pelarut yang membengkak matriks polimer, efektif menurunkan T[TFL4:[TFL] dan meningkatkan suhu rantai tanpa pelapisan tinggi, dengan kualitas yang tinggi, dan juga dapat ditandingkan dengan kecepatan yang tepat, dan dengan kecepatan yang tepat. Para peneliti dapat melakukan proses pencairan dan pencairan udara yang sangat cepat.

Terarah Diri Terbenam (DSA)

DSA menggunakan topografi atau pola kimia pada substrat untuk memandu pemesanan domain kopolimer. Chemoepitaxy mempekerjakan jalur kimia dengan perbedaan energi permukaan yang menyelaraskan lamellar atau silinder untuk memandu pengurutan domain kopolimer. Sementara grafoepitaxy menggunakan parit fisik untuk mengkonfilasi kopolimer dan mereduksi pendaftaran. DSA telah berhasil terintegrasi dengan lithografi optik untuk menghasilkan fitur sub-10 nm untuk semiconductor manufaktur]. Kemajuan terbaru mencakup penggunaan 3DSA untuk menciptakan junctions vertikal dan hirarch constructures, untuk fototerik dan kristal metaterik.

Teknik Karakteristik Berkemajuan

AWAS dan kuantifikasi nanostruktur pada skala sub-100 nm menuntut alat canggih. Mikroskopi gaya atom (AFM) menyediakan topografi dan pencitraan fase permukaan film, mengungkapkan bentuk dan urutan domain. Pengukuran grazing-incidence skala kecil sinar-X penghamburkanan sinar-X (GISAXS) dan teknik berbasis synchrotron probe struktur massa dengan signifikansi statistik, ekstraksi domain, distribusi orientasi, dan bahkan informasi kinetik selama annealing. Neutron berpencar, terutama ketika digabungkan dengan deuter label, menawarkan kontras unik untuk mempelajari antarmuka polisi. [[TFL:TFLu[TFL]] Penggunaan metode ini memiliki tata cara yang tertata dari jalur yang sangat tertata dari elektron (TFLM) dan .

Kemajuan Terkini yang Dikagumi

Meledakkan kemajuan dalam lima tahun terakhir telah memperpanjang blok kopolimer self-assembly melampaui morfologi klasik. Baru tinggi-opolimer, seperti poli(trimetilsilsilsilsilser self-b-polylactida) dan poli(vinilpyridine-b-oligosakarida) turunan, seperti poli(trimetilsilsilsilsilsersetilsilsilsilser-b-polylactida) dan poli(vinypyridiine-b-oligosakarida) turunan, memungkinkan fitur sub-3 nm. Campuran kopolimer blok dengan homopolimer atau nanopartikel memperkenalkan hierkis dan sifat fungsional Mesin (ML) yang sedang diprediksi untuk diprediksi secara akurat untuk diprogramkan ke diagram dan kondisi yang dioptimalkan secara sistematis, mengurangi percobaan secara drastis.[6] Untuk menguji coba, untuk menguji coba.[TFL]

Kopolimer Blok Campuran dan Hibrida

Mengcampur dua blok kopolimer atau menambahkan nanopartikel anorganik memperluas pustaka struktural. Dengan ko-assembly dari diblok simetris dan asimetris menghasilkan jaringan interpelentrating atau pola papan semak. nanopartikel emas atau silika secara selektif dikelompokkan ke dalam satu domain memberikan fungsionalitas plasmonik atau katalitik. Bahan hibrida tersebut menjanjikan untuk sensor, katalis, dan cermin dielektrik.

Kesamaan dan Keselarasan

Untuk adopsi industri, pengolahan roll-to-roll dan annealing termal cepat telah dikembangkan untuk menangani film-area besar dengan throughput yang kompatibel dengan manufaktur. Dikombinasikan dengan DSA, metode ini sekarang sedang dimurnikan untuk litografi EUV ⁇ proses yang kompatibel, mengurangi kebutuhan untuk langkah triple-patterning mahal.

Aplikasi dari Bahan Nanostruktur dari Blok Penggandaan Pembenam-Sendiri

Ketelitian dan kemampuan struktur nano kopolimer blok telah memungkinkan kemajuan di berbagai industri.

Elektronika dan Litografi

Aplikasi paling matang adalah dalam litografi semikonduktor, di mana DSA digunakan untuk membuat lubang kontak sub-10 nm dan pola garis/ruang. Toshiba, IBM, dan IMEC telah mendemonstrasikan integrasi DSA dalam garis pilot untuk perangkat logika dan memori. Templat kopolimer blok juga berfungsi sebagai masker untuk transfer pola ke silikon, silikon nitride, dan lapisan logam, memungkinkan transistor skala nano, interkoneksi, dan media bit-patterned untuk hard drive.

Obat dan Obat - Obatan Obat

Fase violymer booster blokoglimer tikus, vesikel (polimersomes), dan lyotropid fase kristalin cair secara ekstensif dipelajari untuk pelepasan terkontrol. Kemampuan untuk memuat obat hidrofilik dan hidrofobik di dalam domain terpisah, dikombinasikan dengan blok responsif (pH, suhu, redox), memungkinkan pengiriman yang ditargetkan dengan efek samping yang dikurangi. Sebagai contoh, International Journal of Pharmaceutics] review block copolimer nanoparticles for cancery. Dalam rekayasa jaringan, pencacah mikrofase dipisah dengan porositas terkontrol dan anisopy cell regenerasi.

Penyimpanan dan Penukaran Energi

Blok kopolimer kopolimer untuk baterai litium-ion menawarkan konduktivitas ionik yang tinggi karena perkolasi jalur antara domain konduktif secara ionik, sementara blok kaku menyediakan integritas mekanis. Demikian pula, blok kopolimer-derived mesoporous carbons (via carbonization) digunakan sebagai superkapatitor elektrode dengan area permukaan yang luar biasa dan kapabilitas rate. Dalam fotovoltaik organik, blok kopolimer compatibilizer menstabilkan morfologi heterojunction massal, meningkatkan efisiensi daya dan stabilitas jangka panjang.

Tantangan dan Arah Masa Depan

Meskipun kemajuan yang luar biasa, beberapa tantangan terus berlanjut. Mengantisipasi tatanan jarak jauh yang sempurna atas daerah skala wafer tanpa cacat tetap sulit. Kekinetika pemusnahan yang sulit dan cacat dapat mendegradasi kinerja perangkat. Selain itu, banyak kopolimer berteknologi tinggi memerlukan monomer khusus yang mahal atau sulit disintesis. Kekhawatiran lingkungan mengenai blok berfluorinasi atau mengandung silikon juga menuntut alternatif penghijau. Melihat ke depan, integrasi blok kopolimer self-as dengan manufaktur aditif (3D) dan bioinspiritasi dapat menyebabkan lapisan cerdas, dan chiterialisasi mesin dengan proses otomatis akan melakukan pengembangan sistem pengembangan dan pengembangan sistem komputer yang efektif. Akhirnya, dan pengembangan teknologi teknologi yang dilakukan oleh sistem laboratorium yang aktif.

Kekecualian Kesimpulan

Blok kopolimer self-assembly telah matang dari fenomena ilmiah yang menarik menjadi platform nanofabbrikasi praktis. Kemajuan dalam polimer bermopolimer tinggi-ke-ke-kemampuan, dan karakterisasi in-situ telah mengaktifkan ukuran fitur di bawah 5 nm, kompleks 3D morphologies, dan integrasi ke dalam perangkat. Perpindahan ke dalam perangkat. Perpindahan aplikasi ⁇ dari chip komputer generasi berikutnya untuk menargetkan pengiriman obat ⁇ mengarahkan keabsahan keabsahan keabsahan material terstruktur nano ini. Sebagai kimia sintetis, pemrosesan, dan pemodelan komparatif terus berlanjut, komparatif terus mengkomparatifisasi, komparatifisasi komparatifisasi mesin pemblokan, komposi komposi akan secara mandiri memainkan peran yang lebih terpusat dalam manufaktur yang canggih.