¿Podría simplificarse la fabricación de circuitos integrados y chips para nuestros dispositivos electrónicos cotidianos? ¿Más seguro y más económico simplemente por poder encender y apagar la luz de colores?

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT), El Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y la Universidad de Gante han dado un paso hacia esto al ser pioneros en un sistema que modula lo visible, luz de color para cambiar las reacciones de un potente agente de acoplamiento químico.

Sus hallazgos han sido publicados en Comunicaciones de la naturaleza .

• Los investigadores utilizaron luz láser verde para controlar la reactividad de las triazolinedionas (TAD), agentes de acoplamiento que rápidamente crean enlaces con otros productos químicos, necesario para hacer materiales
• Bajo luz verde, los TAD dejaron de reaccionar; cuando se apagó la luz, los TAD volvieron a ser altamente reactivos
• El proceso de cambio de luz podría repetirse varias veces.
• El experimento mostró que se pueden crear dos productos diferentes a partir de la misma configuración simplemente encendiendo y apagando la luz de color.

Profesor Barner-Kowollik, de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de QUT, y el profesor Filip Du Prez de la Universidad de Gante co-supervisó el proyecto de investigación colaborativa internacional. El autor principal Hannes Houck está realizando estudios de doctorado en las tres instituciones asociadas, apoyado por la Research Foundation-Flanders (FWO).

El profesor Barner-Kowollik dijo que la capacidad de usar la luz visible como un interruptor de reacción química de encendido / apagado controlado a distancia abre posibilidades para futuras aplicaciones industriales en la fabricación química y avanzada. incluida la fabricación de chips de computadora.

"En este momento, luz ultravioleta (UV), que tiene longitudes de onda más cortas que la luz en el espectro visible, se utiliza en la industria para impulsar procesos químicos, " él dijo.

“Los procesos industriales que utilizan una luz visible menos dañina son escasos, un marcado contraste con lo que ocurre en la naturaleza.

"Para las plantas, la luz visible juega un papel fundamental en los procesos químicos. Los árboles cosechan luz durante el día y la utilizan como fuente de energía para crecer. liberando oxígeno en el proceso. Por la noche, sin embargo, cuando la luz ya no está disponible, el proceso químico se altera y las plantas liberan dióxido de carbono.

"Nos hemos inspirado en procesos tan naturales y por primera vez hemos diseñado un sistema de reacción química completamente conmutable por luz".

El equipo de investigación dijo que su sistema se puede aplicar para crear materiales sensibles a la luz para la litografía láser 3D. permitiendo la impresión de estructuras muy pequeñas que podrían usarse en cosas como la fabricación de chips de computadora. La litografía láser 3D es un tipo de impresión 3D con luz láser directa, y se utiliza para crear estructuras muy precisas en el rango micro, como andamios para celdas.

QUT está explorando aplicaciones de litografía láser 3D con el destacado físico de KIT, el profesor Martin Wegener.

"La fabricación de chips contemporánea es un complejo y caro, sistema de procesos químicos, "Dijo el profesor Barner-Kowollik." Aquí, debido al llamado límite de difracción de luz, Se utiliza radiación con longitudes de onda cortas, que es una luz ultravioleta muy fuerte.

"Pero, ¿qué pasaría si pudiéramos usar la luz visible para cambiar de manera reversible ciertos procesos químicos y superar el límite de difracción de la luz e imprimir muy, estructuras muy pequeñas, por ejemplo, cinco nanómetros de ancho?

"Poder cambiar la reactividad química dentro de la litografía láser 3D podría revolucionar la impresión de chips, y hacerlo más barato, más simple y seguro.

"Hay barreras sustanciales que superar, pero potencialmente el sistema que hemos diseñado con luz visible como mecanismo de desactivación química podría proporcionar una vía para lograrlo ".