Fabricando a escala nanométrica

Teoría química, procesos, reacciones, materiales y aparatos. Agua y electrólisis. El hidrógeno como combustible alternativo, sus procedimientos de obtención, almacenamiento, pilas de combustible, fusión fría, y temas relacionados
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Diego Gonzalez
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Fabricando a escala nanométrica

#1 Mensaje por Diego Gonzalez »

Hola a todos.

Abro este hilo para poner recetas y procedimientos de fabricación a escala micro/nanométrica. El profe ya ha hecho un montón, y yo acabo de hacer la mi primera receta.
No es de mi invención, por supuesto... Se trata del proceso Stöber inventado por Werner Stöber en 1968

Aunque debería seguir con mi descanso de la "ciencia" el profesor me ha devuelto del lado oscuro de la vida y no me he podido resistir, ya que me ha mandado reactivos que usaré para fabricar mis primeros productos a escala nanométrica.

Esto viene del hilo de reparación del microscopio electrónico y en resumidas cuentas se trata de obtener muestras lo mas pequeñas posibles y que sea de manera uniforme para calibrar el aparato.

En una ocasión vi una foto de ópalo al microscopio y me fascinó como está construido, así que compré unas piedritas de ópalo sintético y las partí para exponerlas al microscopio.

Me sirvió de mucha ayuda porque con ello fui dando mis primeros pasos en el aumento de la resolución que tenía en el aparato, y me sigue sirviendo para comparar, hasta que finalmente termine la limpieza total del aparato y veamos si mejora o no.

Bueno pues bien, el ópalo se compone de bolitas de SiO2 como bien pudimos observar, muy bien organizadas de forma que su tamaño y forma de empaquetamiento interacciona con la luz para producir sus destellos característicos, y resulta que el tetraetil ortosilicato que le encargué al profesor se usa para fabricarlo.

El método empleado es muy sencillo y os lo explico aquí:

Fabricando nanopartículas de silicio

Código: Seleccionar todo

Primero se tiene que precalentar los siguientes reactivos a 60ºC en un recipiente con agitación:

25mL de alcohol etílico puro
1.5ml de agua destilada
4ml de solución de amoniaco al 25% (cometí el error de olerlo y buffff. Mejor tener cuidado porque atufa y pica  :cry: )

En cuanto se tiene todo a 60ºC se añade el tetraetil ortosilicato (3ml) y la reacción empieza. Cuidado con este producto que forma SiO2 si se te condensa en los pulmones... Cosa mala.

Se obtiene una lechada que tiene las partículas en suspensión.
Imagen

La muestra que os enseño se cogió a los 10 minutos, aunque la receta que yo vi estima en 2 horas el proceso.

Imagen

Imagen

Como veis se han formado las bolitas perfectas!!! Estoy encantado con que haya funcionado.

Lo bueno de esto es que teóricamente variando la cantidad de alcohol se consigue variar el tamaño de las esferas. (Increíble, me parece fascinante...)

En un proceso industrial esta lechada es decantada poco a poco y secada de forma supercrítica, para mantener intacta la estructura, el que quiera que lo haga porque es bien sencillo, pero luego acabar con ópalo no creo que le salga a cuenta :mrgreen: :lol:

Ya iré poniendo mas cosillas

Saludos
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pfdc
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#2 Mensaje por pfdc »

Muy Bueno!!!!!! :D :D

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Diego Gonzalez
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#3 Mensaje por Diego Gonzalez »

Hola a todos!! :D

Seguimos con más procesos...

Esta vez os presento lo que es mi primera litografia a escala "micrométrica".
Llevo casi un mes trabajando en un proyecto del que ya presentaré mas datos, pero era una prueba de concepto y viabilidad de una maquina de microlitografia.

Se trata de un diseño que debe medir 50 micras o así, al lado de un grano de polen de pino para tener una referencia de escala.

Imagen

Ya me diréis.

Saludos
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maca
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#4 Mensaje por maca »

Chico , !eres un genio ¡ , como has hecho lo de la litografia ?

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heli
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#5 Mensaje por heli »

Como mooolaaaa!
Ya contarás el proceso, tengo mucha curiosidad.
¡No es imposible, lo que pasa es que no sabes como hacerlo!
Aka: no es difícil si sabes como.
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Hidrahacinado
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#6 Mensaje por Hidrahacinado »

Teniendo en cuenta que tiene un SEM, yo diría que ha utilizado EBL (Electron Beam Litography). :)
https://en.wikipedia.org/wiki/Electron-beam_lithography escribió:Los sistemas de litografía por haz de electrones utilizados en aplicaciones comerciales son sistemas dedicados de escritura por haz de electrones que son muy costosos (> 1 millón de dólares estadounidenses). Para aplicaciones de investigación, es muy común convertir un microscopio electrónico en un sistema de litografía por haz de electrones utilizando accesorios de costo relativamente bajo (<US $ 100K). Estos sistemas convertidos han producido anchos de línea de ~ 20 nm desde al menos 1990, mientras que los sistemas dedicados actuales han producido anchos de línea del orden de 10 nm o menos.
Ella le dijo "Cariño, tenemos que alquilar la casa". Y el químico fumigó la casa con yodometano.
Lisa, haz el favor...! ¡¡¡En esta casa obedecemos las leyes de la TERMODINÁMICA!!! http://www.youtube.com/watch?v=Rpc2i6tMX2k

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Re: Fabricando a escala nanométrica

#7 Mensaje por pfdc »

Hidrahacinado escribió: Jue Nov 18, 2021 9:43 pm Teniendo en cuenta que tiene un SEM, yo diría que ha utilizado EBL (Electron Beam Litography). :)
https://en.wikipedia.org/wiki/Electron-beam_lithography escribió:Los sistemas de litografía por haz de electrones utilizados en aplicaciones comerciales son sistemas dedicados de escritura por haz de electrones que son muy costosos (> 1 millón de dólares estadounidenses). Para aplicaciones de investigación, es muy común convertir un microscopio electrónico en un sistema de litografía por haz de electrones utilizando accesorios de costo relativamente bajo (<US $ 100K). Estos sistemas convertidos han producido anchos de línea de ~ 20 nm desde al menos 1990, mientras que los sistemas dedicados actuales han producido anchos de línea del orden de 10 nm o menos.
eso le he dicho yo... que emplee el microscopio

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Diego Gonzalez
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#8 Mensaje por Diego Gonzalez »

Buenos días

Pues la técnica que uso no es litografia con electrones ya que no tengo los materiales como la resina sensible a electrones que usan, y aunque vi un video hace poco que explica el proceso, hay que hacer un procedimiento especial para enfocar la superficie y luego "moverte" a la zona de trabajo para no sensibilizar la resina o máscara solamente con ver la superficie (por el barrido de electrones).
A todo ello hay que añadir el control por ordenador de las lentes y hacer un circuito para "encender y apagar" el haz de electrones para realizar los cambios de posición (sino los objetos estarian unidos por una línea).
Nada que no sea subsanable, pero para más adelante quizás.

Por sorprendente que parezca empleo un proyector DLP y de no mucha resolucion (800x600) para empezar.
Si se controla todo de manera satisfactoria ya se podria pasar a un 1080 que son mas caros.

El proceso es el siguiente:
Se abre el proyector y se elimina la lampara de mercurio, porque da un calor impresionante (en el puto focal de la lampara se puede quemar madera instantaneamente como si de un laser de CO2 se tratase.
Después hay que engañar a la electrónica del proyector para que crea que la lámpara y su circuito de control estan sanos y "fresquitos".
Para ello los proyectores usan una placa mas o menos estándar que se comunica de forma serie entre "maestro y esclavo". Aquí el reto que me llevo 2 o 3 días a ratos fue ir buscando documentación sobre las conexiones y luego meter un analizador de bus, para poco a poco ir descifrando lo que sucedía y luego emularlo con un arduino.

Ahora mismo el proyector se comunica con el arduino y piensa que es la lampara de mercurio... :mrgreen:

Después estuve mucho tiempo probando el tema de la óptica.
Se puede usar la que trae, pero como esta pensado para enfocar en paredes, ya sale con un angulo determinado y me di por vencido en el tema del alineamiento de lentes.

Como imaginarse todo esto puede ser complicado, lo dejo para otro post en el que ponga alguna imagen ilustrativa.

Saludosss
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maca
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#9 Mensaje por maca »

nunca habria pensado que un un proyector DLP , se pudiera emplear en eso

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baldo
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Re: Fabricando a escala nanométrica

#10 Mensaje por baldo »

alguien esta tratando de hacerse un micromanipula motorizado, una mesa pequeña XYZ, no le veo yo mucho futuro a eso,

¿hay gomas electro cimbreantes?, SI, algunas experimentales, una tienda americana de vende chismes pa nosotros, tienen una e-mariposa, que aletea, muy lentamente.

bueno,,, pues con eso hay que hacerse una micro mano. con su micro brazo, y su micro ventosa.
como es dificil y lento conseguir cerrar un dedo, mejor los dedos que sean muelles, como todo.
los cablecillos,,, otro problema a resolver.

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