בהשוואה לשיטות חיתוך אחרות, חיתוך EV יכול ליצור מיקרו-מבנים מתכתיים עם יחס רוחב-גובה במיוחד, וניתן להפוך את שבב החיתוך ישירות למבנים ייחודיים.
מדענים מאוניברסיטת Tsinghua הציעו תהליך חדשני להמרת שבבי החיתוך למיקרו-מבנים ישירות ולהפוך את השבבים לשימושיים. המחקר פורסם ב- כתב העת הבינלאומי לייצור אקסטרים.
זה משפר את החוכמה המקובלת לגבי ייצור שבבי חיתוך שהופכים בדרך כלל לפסולת לאחר עיבוד. הממצא בלתי צפוי ומעניין, קשה לדמיין כמה שבבים מושלכים כפסולת מדי יום; אם משתמשים בתהליך שלנו, הפסולת יכולה להפוך לאוצרות.
"באופן עקרוני, השיטה המוצעת הזו היא החידוש המקורי בתחום העיבוד, ומספקת דרך חדשה לייצור מיקרו-מבנים מתכתיים", אמר ג'יאנג'יאן וואנג, פרופסור חבר במחלקה להנדסת מכונות באוניברסיטת טסינגואה ומחבר מקביל בנושא לימוד.
"באופן כללי, שיטה זו מקשרת בין שבבי חיתוך פסולת ומבנים מיקרו מתכתיים שימושיים", אמר Zhiwei Li (דוקטורנט, כעת ב- Tsinghua), המחבר הראשון של המאמר.
מבנים מיקרו נמצאים בכל מקום אם מסתכלים היטב על פני השטח של חפצים, בין אם זה פני השטח של צמחים (עלי לוטוס, ורדים, קש וכו'), או פני השטח של שיער בעלי חיים, או עור אדם.
נמצא שלמיקרו-מבנים כאלה יש תכונות מיוחדות כמו הידרופיליות, הידרופוביות ותכונות אנטיבקטריאליות, אך עד כה, עדיין בעיה קשה לייצר מבנים כאלה על משטחי מתכת, והמפתח הוא להגדיל את יחס הממדים (גובה מחלק רוחב ). הסיבה לכך היא שחומרי מתכת אינם קלים לעבודה, במיוחד בקנה מידה קטן.
חיתוך היא שיטת העיבוד הנפוצה ביותר לחומרי מתכת. ואז לי התחיל להתנסות בשיטות חיתוך שונות לפני שנתיים, אבל תמיד נכשל, "ניסיתי כמעט כל שיטת עיבוד, אבל לא ניתן היה להגדיל את יחס הגובה-רוחב", אמר לי. יום אחד במהלך דיון, וואנג אמר, "אם נשנה את כיוון ההאכלה, האם יהיה הבדל?"
"זה [יכול] אולי לעבוד, במיוחד שינוי כיוון ההזנה של חיתוך רטט אליפטי," אמר לי. עם זאת, הניסויים הראשוניים לא היו אידיאליים.
"אנחנו מאמינים ששינוי כיוון האכלה חייב להיות שימושי", אמר וואנג, ואז הם עיצבו מחדש את מכשיר העיבוד ויעלו את שיטת הצילום, ולבסוף התקבלו תוצאות משביעות רצון.
"זה מדהים שהשבב בלתי נראה לחלוטין במהלך תהליך החיתוך, וניתן למצוא את השבב ישירות לתוך המיקרו-מבנה דרך SEM", אמר לי. הם גילו שעל ידי שינוי פרמטרי העיבוד ניתן להפוך סוגים שונים של מיקרו-מבנים ישירות דרך השבבים.
"אנו משתמשים במיקרו-מבנים המעובדים לביצוע מספר רב של ניסויי יישומים, כולל העברת חום משופרת, אנטי-ציפוי, אנטיבקטריאלי וכו', והשגנו תוצאות ניסוי טובות יחסית, שיוכלו להיות בשימוש נרחב יותר בעתיד." אמר וואנג.
וואנג והמעבדה שלו עובדים עם מדענים אחרים ברחבי האוניברסיטה כדי לנסות להבין כיצד מייצרים המיקרו-מבנים. "ישנן בעיות רבות שצריכות להיפתר עוד יותר, כמו המנגנון המכני של טרנספורמציה של שבבים ושינוי מבנה פני השטח, הקשורות ליישומים עתידיים", אמר וואנג.