约翰霍普金斯大学的Yi Ding和Jonah Erlebacher,在2003年7月的JACS上发表了他们所改良的一个制造多层次孔洞金箔的方法。
贵金属所制成的孔洞材料,依照孔洞大小分布不同,在催化剂、侦测器、微量液体流速控制等用途上,分别扮演不同的重要角色。然而若要将两种功能结合起来,就得在同一块材料上,制造出各种不同大小的孔洞。
传统上,要生产一片具有多层次孔洞的金箔,方法是这样的:起始材料是金和银的均匀合金,将这个材料浸泡到过氯酸或硝酸当中,施加电压,可以选择性地将银金属给蚀刻掉,留下一个孔洞大小大约在十几奈米的金箔。将金箔加热到高温左右,可以使孔洞融合,变成较大的孔洞。藉由控制加热的时间和温度,可以产生特定大小的孔洞。
之后使用电镀的方法,在金的表面再镀上一层银,之后加以锻烧,使得界面附近混合均匀,之后再做一次蚀刻的动作,就可以得到原有的孔洞,以及界面附近新产生的小孔洞。这样作法遇到的问题有二:其一是金箔太轻,总是浮在电镀溶液上面;另一则是外部表面的反应性太高,造成内部孔洞表面无法镀上银。
Yi Ding和Jonah Erlebacher所想出的新方法不使用电镀,而是化学镀。既然金箔总是浮在水面上,那么就让要镀上的金属来自溶液中的离子,而还原剂来自气体,当金属和离子和还原剂皆扩散到金箔内部的孔洞时,即可发生反应而镀上。在他们的实验中,用来作为还原剂的气体是N2H4 (hydrazine)。
这种方法可以套用在各种藉由蚀刻金属以产生孔洞的材料上,而且可以串连多次以制造出具有多层次孔洞大小的材料,并可藉由锻烧的时间和温度,随心所欲地控制孔洞的大小及分布情况。
摘自:中国科技信息网