Nichts in der gewöhnlichen Welt informiert unsere Intuition darüber, wie sich Material an molekularen Schnittstellen verhalten. Der folgende Cartoon zeigt einen typischen Vordruck: ein photoImagierbares Eindruck, das zu einer Schicht auf einem starren Substrat (Silizium- oder Glaswafer) gebildet wird, wobei der PDMS (Silikon) oben schwebt. Sie senken die PDMS -Form in das Harz, um den Abdruck zu machen, die UV -Lampe zu blinken, um das Harz zu heilen, und heben die PDMS -Form ab.
Sie möchten, dass das gehärtete Harz eine gute Haftung am Substrat hat, sich sauber von der PDMS -Form trennen und einen perfekten Abdruck der Form im gehärteten Harz hinter sich lassen. Aber wir haben alle die Erfahrung gemacht, etwas zu entfernen, nur um einen Teil dessen zu finden, was wir an der Form festhalten, und das entsprechende Stück, das in unserem geformten Objekt fehlt.
Dies hat viel mit Adhäsion zu tun, von denen es viele verschiedene Mechanismen gibt, die für verschiedene Materialien und Situationen anwendbar sind. Mit den immer schrumpfenden Abmessungen von eingeprägten Geräten werden Oberflächeneffekte und Atomkontakt zwischen verschiedenen Materialien zu Hauptüberlegungen.
Einige der Mechanismen, die dazu beitragen, das Verhalten von Materialien an Schnittstellen zu erklären, umfassen:
Mechanisch - Material A füllt die Risse oder Poren der Oberfläche von Material B und härtet an Ort und Stelle. Aus diesem Grund verbessert das Ätzen einer Oberfläche die Haftung. Denken Sie an die PDMS -Form, die mit Millionen von Nano-/Mikrofunktionen „strukturiert“ wurde - scheint sehr ähnlich zu sein, nicht wahr?
Chemikalie - Wenn die beiden Materialien chemisch reagieren und Moleküle der benachbarten Materialien (ionische Bindung) oder Anteilselektronen (kovalente Bindung). Bei Primern und Plasmabehandlungen geht es darum, zu diesem Zweck Atomstellen zu schaffen.
Dispersiv, elektrostatisch und diffusiv - wenn zwei Materialien von Van der Waals, elektrischer Ladung und Durchdringung durch langkettige Längemoleküle, die die „Bindung“ überbrücken, zusammengehalten werden.
Saken, Mikrostrukturen (wie hohe Aspektverhältnisse der geformten Merkmale), Hysterese, Benetzbarkeit, Adsorption und laterale Adhäsion. . . Was auch immer diese Dinge sind.
Wie wäre es mit Gründen, warum die Dinge nicht zusammenhalten - Oberflächenkontamination, Verunreinigungen, Unterschiede in CTE, relative Unterschiede zwischen Materialien in den oben aufgeführten Eigenschaften.
Yikes!
Nur auf der molekularen Ebene ergeben sich die Verwaltungskräfte, die für das Verhalten von Materialien an Grenzflächen verantwortlich sind. Die Kräfte, die diese Verhaltensweisen kontrollieren, sind winzig und sie bewirken Veränderungen, die für uns paradox sind. Also werde ich es noch einmal sagen -
Nichts in der gewöhnlichen Welt informiert unsere Intuition darüber, wie sich Material an molekularen Schnittstellen verhalten.
