Nada en el mundo ordinario informa nuestra intuición sobre cómo se comportarán los materiales en las interfaces moleculares. La caricatura a continuación muestra un proceso de impresión típico: una resina de impresión fotoimagible formada en una capa en un sustrato rígido (oblea de silicio o vidrio), con el moho PDMS (silicona) que se cierne sobre arriba. Baje el molde de PDMS en la resina para hacer la impresión, parpadear la lámpara UV para curar la resina y levantar el molde PDMS.
Desea que la resina curada tenga una buena adhesión al sustrato, se separe limpiamente del molde PDMS y deje una imprenta perfecta del molde en la resina curada. Pero todos hemos tenido la experiencia de desenredar algo, solo para encontrar alguna parte de lo que estamos moldeando el molde, y la pieza correspondiente que falta en nuestro objeto moldeado.
Esto tiene mucho que ver con la adhesión, de los cuales hay muchos mecanismos diferentes que son aplicables a diferentes materiales y situaciones. Con las dimensiones cada vez mayores de los dispositivos impresos, los efectos de la superficie y el contacto atómico entre diferentes materiales se convierten en consideraciones importantes.
Algunos de los mecanismos que ayudan a explicar el comportamiento de los materiales en las interfaces incluyen:
Mecánico: el material A llena las grietas o poros de la superficie del material B y se endurece en su lugar. Es por eso que el grabado de una superficie mejora la adhesión. Piense en el molde PDMS que ha sido 'estampado' con millones de características nano/micro, ¿se parece mucho al grabado, no?
Químico: cuando los dos materiales que se unen reaccionan químicamente y las moléculas del intercambio de materiales adyacentes (unión iónica) o electrones compartidos (enlaces covalentes). Los cebadores y los tratamientos de plasma tienen que ver con la creación de sitios atómicos para este propósito.
Dispersivo, electrostático y difusivo: cuando dos materiales se mantienen unidos respectivamente por van der Waals, carga eléctrica y penetración por moléculas de longitud de cadena larga que unen el 'enlace'.
Cadena, microestructuras (como las altas relaciones de aspecto de las características moldeadas), histéresis, humectabilidad, adsorción y adhesión lateral. . . Cualesquiera que sean estas cosas.
¿Qué tal las razones por las cuales las cosas no se unen: contaminación de la superficie, impurezas, diferencias en CTE, relativas entre los materiales en las propiedades enumeradas anteriormente?
¡Ay!
Es solo a nivel molecular que aparecen las fuerzas de gobierno responsables del comportamiento de los materiales en las interfaces. Las fuerzas que controlan estos comportamientos son minúsculas y afectan los cambios que son paradójicos para nosotros. Así que lo diré de nuevo -
Nada en el mundo ordinario informa nuestra intuición sobre cómo se comportarán los materiales en las interfaces moleculares.
