17 feb. 1999
1 minuut
Wat is er nodig om elektronische en medische producten de vervaardigen die kleiner zijn dan een fractie van een mensenhaar? Nano-engineers van de University of California, San Diego, hebben een nieuwe lithografiemethode uitgevonden waarbij robots op nanoschaal ‘zwemmen’ over het oppervlak van lichtgevoelig materiaal. Ze creëren complexe patronen die sensoren en elektronicacomponenten op nanoschaal vormen. Hun uitvinding biedt een simpeler en goedkoper alternatief voor de huidige dure en ingewikkelde state-of-the-art nanofabricagemethoden, zoals electron beam writing.
Onder leiding van nano-engineering professor Joseph Wang, ontwikkelde het team nanorobots, of nanomotoren, die chemisch van energie worden voorzien, zichzelf voortbewegen en magnetisch worden bestuurd. Hun proof-of-concept onderzoek toont de eerste zwemmende nanorobots die licht kunnen manipulren ten behoeve van patroonvorming op nanoschaal. De nieuwe aanpak combineert gecontroleerde beweging met lichtfocussering of – blokkering door nanorobots.
"Alles wat we nodig hebben zijn die zelf voortbewegende nanorobots en UV-licht," zegt Jinxing Li, promovendus op de Jacobs School of Engineering. "Ze werken samen, bewegen en schrijven en zijn eenvoudig te besturen met een simpele magneet. "
State-of-art lithografiemethoden als het schrijven met elektronenbundels worden gebruikt om extreem nauwkeurige patronen te maken op substraten. Deze patronen vormen de sensoren, transistoren en andere componenten. .
Li wijst er nadrukkelijk op dat de nanomotorlithografie de state-of-the-art resolutie van bijvoorbeeld een e-beam schriver niet compleet kan vervangen, Maar de techniek biedt wel een raamwerk voor het autonoom schrijven van nanopatronen tegen een fractie van de kosten en complexiteit. En dat is nuttig voor massaprductie.
Het team van Wang demonstreerde ook dat aantallen nanorobots kunnen samenwerken om parallelle oppervlaktepatronen te creëren, en dat is een taak die e-beam belichters niet kunnen uitvoeren.
Het team ontwikkelde twee typen nanorobots: een bolvormige nanorobot van silica die het licht bundelt als een lens, en een staafvormige robot van metaal, die licht blokkeert. Ze bewegen zichzelf voort door de katalytische ontbinding van een brandstofoplossing van waterstofperoxide.
Jinxing Li, Wei Gao, Renfeng Dong, Allen Pei, Sirilak Sattayasamitsathit, Joseph Wang: Nanomotor lithography. Nature Communications, 2014; 5: 5026 DOI: 10.1038/ncomms6026
Anderen lazen ook
