La recherche de pointe en sciences fondamentales repousse sans cesse les limites des équipements d'analyse chimique disponibles dans le commerce. C'est le cas du groupe Kong de l'université d'État de l'Oregon, dont les travaux de chimie physique portent sur l'étude de la structure de base des matériaux au niveau atomique.
Le Dr Wei Kong a activement conçu de nouveaux outils qui sont importants pour d'autres chercheurs du monde entier dans ces nouveaux domaines. Une partie de la conception implique des joints en Kapton qui sont utilisés dans une valve cryogénique pulsée qui fonctionne à des températures inférieures à 20 K et à des pressions supérieures à 20 atm. Le but de la valve est de générer des gouttelettes d'hélium superfluides pour le dopage avec une variété de molécules et d'ions. Les propriétés du dopant peuvent ensuite être étudiées dans l'environnement doux et non interactif de l'hélium à des températures proches du zéro absolu Kelvin.
Le Dr Wei explique la complexité de sa conception : « L’orifice de 50 microns de diamètre correspond à la taille de l’ouverture lorsque la vanne pulsée est mise sous tension pour la libération du gaz. Les conditions de fonctionnement exigent une stabilité thermique et mécanique extrême. L’usure due au mouvement répétitif du mécanisme d’entraînement, ainsi que les contaminations des impuretés condensées à la surface du joint en raison de sa faible température de fonctionnement, font du joint un composant consommable. »
La quête du Dr Wei pour la fabrication mécanique des joints a conduit au micro-usinage au laser. Elle explique : « De nombreux machinistes m'ont dit qu'il n'était pas possible de fabriquer mécaniquement une pièce ayant la taille et la précision dont nous avions besoin pour notre conception. Nous nous sommes donc tournés vers l'usinage au laser en raison de la petite échelle spatiale (des trous de 50 microns de diamètre) et de la possibilité d'obtenir une bonne qualité de coupe dans notre matériau. »
Potomac était particulièrement bien placé pour aider le Dr Wei. Avec la possibilité de créer des trous aussi petits que 1 micron, la capacité de micro-usinage au laser UV de Potomac répondait largement à ses besoins. Les polymères organiques sont particulièrement propices au processus d'élimination photoablative des matériaux des lasers UV, qui minimise les dommages thermiques ou la zone affectée par la chaleur.
Les composants consommables doivent également être économiquement viables pour le fonctionnement à long terme des nouveaux équipements. Au fil des ans, Potomac a pu optimiser le micro-usinage laser pour créer les pièces les plus abordables du marché.
De nombreuses percées et découvertes scientifiques dépendent d'une compréhension fondamentale des matériaux. Les travaux comme ceux menés à l'université d'État de l'Oregon auront des répercussions profondes dans de nombreux domaines au-delà de la chimie physique. Chez Potomac, nous sommes ravis de contribuer à l'avenir de nombreuses découvertes passionnantes.
