Unión de contactos ópticos
La unión por contacto óptico es un proceso sin pegamento mediante el cual se unen dos superficies estrechamente conformadas, mantenidas puramente por fuerzas intermoleculares .
Historia
A Isaac Newton se le ha atribuido la primera descripción de la interacción conforme observada a través del fenómeno de interferencia conocido como anillos de Newton , aunque fue SD Poisson en 1823 quien describió por primera vez las características ópticas de dos superficies idénticas en contacto. No fue hasta el siglo XIX que los objetos se fabricaron con tal precisión que se observó el fenómeno de encuadernación. El aferrarse juntos se describió como "retorcerse juntos", o como "ansprengen" en alemán. En 1900, la unión por contacto óptico se estaba empleando en la construcción de prismas ópticos, y el siglo siguiente vio más investigaciones sobre el fenómeno al mismo tiempo que se estudiaban por primera vez las ideas de interacciones entre átomos. [1]
Explicación
Las fuerzas intermoleculares como las fuerzas de Van der Waals , los enlaces de hidrógeno y las interacciones dipolo-dipolo no suelen ser lo suficientemente fuertes para mantener juntos dos cuerpos rígidos aparentemente conformes, ya que las fuerzas disminuyen rápidamente con la distancia, [2] y el área real en contacto entre los dos cuerpos es pequeño debido a la rugosidad de la superficie y pequeñas imperfecciones.
Sin embargo, si los cuerpos se ajustan a una precisión mejor que 10 angstroms (1 nanómetro), entonces hay una superficie suficiente en contacto lo suficientemente cercano para que las interacciones intermoleculares tengan una manifestación física observable en el mundo real, es decir, los dos objetos se pegan juntos. [3] Tal condición requiere un alto grado de precisión y suavidad de la superficie, que se encuentra típicamente en componentes ópticos, como prismas.
Producción de un enlace de contacto óptico
Además de que ambas superficies son prácticamente conformes (en la práctica a menudo completamente planas), las superficies también deben estar extremadamente limpias y libres de cualquier pequeña contaminación que impida o debilite la unión, incluidas las películas de grasa y las motas de polvo. Para que se produzca la unión, solo es necesario unir las superficies; las fuerzas intermoleculares atraen a los cuerpos a la conformación de menor energía y no es necesario aplicar presión.
Ventajas
Dado que el método no requiere aglutinante, bálsamo o pegamento, las propiedades físicas del objeto encuadernado son las mismas que las de los objetos unidos. Normalmente, los pegamentos y aglutinantes son más sensibles al calor o tienen propiedades indeseables en comparación con los cuerpos reales que se unen. El uso de la unión óptica por contacto permite la producción de un producto final con propiedades tan buenas como el sólido a granel. [4] Esto puede incluir resistencias químicas y de temperatura, propiedades de absorción espectral y contaminación reducida de los materiales de unión.
Usos
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Originalmente, el proceso se limitaba a equipos ópticos como prismas; los primeros ejemplos se hicieron alrededor de 1900. Más tarde, el rango de uso se amplió a la microelectrónica y otros dispositivos miniaturizados. [5]
Ver también
- Adhesión - Propiedad molecular
- Cohesión (química)
- Bloque patrón : sistema para producir longitudes de precisión mediante el apilado de componentes, que se unen temporalmente de manera similar
Referencias
- ^ Pegado de obleas. Marin Alexe, U. Gösele. Página 5 google books
- ^ Más rápido que 1 / distancia 2
- ^ Goutzoulis, Akis; Pape, Dennis; Kulakov, Sergey (1994). Diseño y Fabricación de Dispositivos Acústico-Ópticos . Prensa CRC. pag. 383. ISBN 9780824789305.
- ^ Contacto óptico: cambio de la interfaz de la óptica. Chris Myatt, Nick Traggis y Kathy Li Dessau. Precision Photonics Corporation precisionphotonics.com
- ^ Jan Haisma y GACM Spierings (2002). "Enlace por contacto, incluido el enlace directo en un contexto histórico y reciente de ciencia y tecnología de materiales, física y química". Ciencia e Ingeniería de Materiales: R: Informes . 37 (1–2): 1–60. doi : 10.1016 / s0927-796x (02) 00003-7 .
enlaces externos
- Descripción de la producción de 'Lab on a chip' experimental mediante enlace de contacto RSC Publishing (Royal Society of Chemistry)
- Fabricación óptica: el contacto óptico se hace más robusto por Chris Myatt, Nick Traggis y Kathy Li Dessau.
